IT202000003730A1 - Control system and related method for machines and / or mechanical devices equipped in particular with mechanical components and / or systems and / or electrical components and / or systems that are lubricated with any type of grease - Google Patents
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Description
Descrizione dell?invenzione industriale dal Titolo: ?Sistema di controllo e relativo metodo per macchine e/o dispositivi meccanici dotati in particolare di componenti e/o sistemi meccanici e/o di componenti e/o sistemi elettrici che siano lubrificati mediante qualsiasi tipo di grasso? Description of the industrial invention entitled: Control system and relative method for machines and / or mechanical devices equipped in particular with mechanical components and / or systems and / or electrical components and / or systems that are lubricated by any type of grease ?
Testo della descrizione Description text
1. AMBITO DELLA TECNICA: 1. SCOPE OF THE TECHNIQUE:
La presente invenzione riguarda l?ambito delle macchine e/o dispositivi meccanici per uso industriale dotati in particolare di componenti e/o sistemi meccanici e/o di componenti e/o sistemi elettrici che siano lubrificati mediante qualsiasi tipo di grasso. The present invention relates to the field of machines and / or mechanical devices for industrial use equipped in particular with mechanical components and / or systems and / or electrical components and / or systems which are lubricated by any type of grease.
In particolare, sono d?interesse per la presente invenzione i seguenti settori: In particular, the following sectors are of interest for the present invention:
? della perforazione petrolifera sia on-shore che off-shore; ? both on-shore and off-shore oil drilling;
? della lavorazione e raffinazione degli idrocarburi liquidi e gassosi comprese le unit? galleggianti di produzione, stoccaggio e scarico (in inglese Floating Production Storage and Offloading Unit, abbr. in FPSO) ovvero navi o unit? flottanti utilizzate per la produzione e lo stoccaggio petrolifero offshore; ? of the processing and refining of liquid and gaseous hydrocarbons including units? Floating Production Storage and Offloading Unit, abbr. in FPSO) or ships or units? floats used for offshore oil production and storage;
? delle costruzioni relative al segmento petrolifero (jacket, piattaforme e sviluppo di campi sottomarini ecc.) sia off-shore che onshore<;>? construction relating to the oil segment (jacket, platforms and development of submarine fields etc.) both off-shore and onshore <;>
? dei trasporti sempre relativi al segmento petrolifero (pipeline, stazioni di pompaggio o compressione, terminali per i trasporti ecc.) sia off-shore che onshore<;>? of transport always related to the oil segment (pipelines, pumping or compression stations, transport terminals, etc.) both off-shore and onshore <;>
? del navale e del cantieristico navale; ? naval and shipbuilding;
? della produzione di energia compresa quella eolica; ? energy production including wind power;
? delle macchine idrauliche aventi un circuito oleodinamico al proprio interno; ? hydraulic machines having an internal hydraulic circuit;
? delle macchine di sollevamento idrauliche; ? hydraulic lifting machines;
? delle macchine movimento a terra; ? ground moving machines;
? degli autoveicoli industriali; ? of industrial vehicles;
? della cogenerazione relativa ai settori delle biomasse e del biogas; ? cogeneration relating to the biomass and biogas sectors;
? di altri settori affini. ? of other related sectors.
Si ricordano tra le macchine di rilevanza, quelle operanti sugli impianti di perforazione on shore ed of shore. In tali impianti ? noto l?utilizzo di numerose tipologie di macchine, adatte ai pi? svariati scopi, quali ad esempio: Argani di Perforazione (Drawworks), Pompe Fango (Mud Pumps), Unit? di controllo superiore e verticale della perforazione (Top Drive System), Tavole Rotary (Rotary Tables), Taglie Fisse (Crown Blocks),Taglie Mobili (Travelling Blocks); e parti di macchine quali: Motori Diesel (Diesel Engines), Alternatori (Alternators), Motori in Corrente Continua (Direct Current Motors), Motori in Corrente Alternata (Alternate Current Motors), Agitatori fango (Mud Agitators), Sistemi Opossum Belli (Trip Tank System), Pompe centrifughe di ogni tipo e dimensione (Every type and size of Centrifugal Pumps), Pompe a pistoni di ogni tipo e dimensione (Every type and size of Piston pumps), Compressore d?aria (Air Compressors), etc. Among the most important machines are those operating on on shore and off shore drilling rigs. In such plants? known the use of numerous types of machines, suitable for the most? various purposes, such as: Drilling Winches (Drawworks), Mud Pumps, Unit? for upper and vertical control of perforation (Top Drive System), Rotary Tables (Rotary Tables), Fixed Sizes (Crown Blocks), Mobile Sizes (Traveling Blocks); and parts of machines such as: Diesel Engines, Alternators, Direct Current Motors, Alternate Current Motors, Mud Agitators, Opossum Belli Systems (Trip Tank System), Centrifugal pumps of all types and sizes (Every type and size of Centrifugal Pumps), Piston pumps of all types and sizes (Every type and size of Piston pumps), Air Compressors, etc.
2. STATO DELLA TECNICA: 2. STATE OF THE TECHNIQUE:
Ad oggi, le macchine e/o i dispositivi meccanici per uso industriale dotati in particolare di componenti e/o sistemi meccanici e/o di componenti e/o sistemi elettrici che siano lubrificati mediante qualsiasi tipo di grasso, non hanno nessun tipo di controllo automatico relativo al livello di contaminazione del grasso da agenti esterni, dopo che quest?ultimo (il grasso) abbia svolto la sua funzione lubrificante. To date, machines and / or mechanical devices for industrial use equipped in particular with mechanical components and / or systems and / or electrical components and / or systems that are lubricated with any type of grease, do not have any type of relative automatic control. the level of contamination of the grease by external agents, after the latter (the grease) has performed its lubricating function.
Per questa ragione, i meccanici e gli addetti alla manutenzione di dette macchine, per cercare di tenere sotto controllo l?usura dei componenti meccanici lubrificati mediante grasso, continuano ancora oggi a praticare la tecnica manuale empirica ed approssimativa della palpazione dei residui di grasso stesso cercando di rilevare le dimensioni e la quantit? di particelle metalliche in esso contenute. For this reason, the mechanics and maintenance workers of these machines, in order to try to keep the wear of the mechanical components lubricated by grease under control, still continue to practice the empirical and approximate manual technique of palpation of the residues of fat itself, looking for to detect the size and quantity? of metallic particles contained in it.
Risulta evidente che, per la grossolanit? della tecnica manuale sopra descritta risulter? alquanto difficile effettuare un?accurata perizia delle condizioni d?uso della macchina. It is evident that, for the coarseness? of the manual technique described above will result? it is quite difficult to carry out an accurate assessment of the conditions of use of the machine.
3. SOLUZIONE: 3. SOLUTION:
Il sistema di controllo e relativo metodo per macchine e/o dispositivi meccanici dotati in particolare di componenti e/o sistemi meccanici e/o di componenti e/o sistemi elettrici che siano lubrificati mediante qualsiasi tipo di grasso, oggetto di questa domanda di deposito di brevetto, permette, attraverso il controllo continuo in tempo reale del numero e delle dimensioni delle particelle metalliche sia ferrose (magnetiche) che non ferrose (amagnetiche) contenute nel grasso in uscita dall?impianto di lubrificazione mediante un apposito sensore di rilevazione di particelle metalliche, un?accurata valutazione continua sempre in tempo reale delle condizioni d?uso della macchina. The control system and related method for machines and / or mechanical devices equipped in particular with mechanical components and / or systems and / or electrical components and / or systems that are lubricated by any type of grease, subject of this application for filing of patent, allows, through continuous real-time control of the number and size of both ferrous (magnetic) and non-ferrous (non-ferrous) metal particles contained in the grease leaving the lubrication system by means of a special sensor for detecting metal particles, an accurate evaluation always continues in real time of the conditions of use of the machine.
Il sistema di controllo e relativo metodo per macchine e/o dispositivi meccanici dotati in particolare di componenti e/o sistemi meccanici e/o di componenti e/o sistemi elettrici che siano lubrificati mediante qualsiasi tipo di grasso, oggetto di questa domanda di deposito di brevetto ? inoltre dotato di appositi sensori per il controllo in tempo reale della potenza istantanea e potenza media assorbita di volta in volta dalla macchina da controllare che risulteranno di fondamentale importanza per motivi che verranno descritti nelle pagine seguenti. The control system and related method for machines and / or mechanical devices equipped in particular with mechanical components and / or systems and / or electrical components and / or systems that are lubricated by any type of grease, subject of this application for filing of patent? also equipped with special sensors for real-time control of the instantaneous power and average power absorbed from time to time by the machine to be controlled which will be of fundamental importance for reasons that will be described in the following pages.
Questo sistema multi-controllo pu? essere considerato come un nuovo e innovativo strumento di diagnosi avanzata per sistemi e macchine lubrificate con grasso in grado di fornire specifiche capacit? di manutenzione predittiva e preventiva, capace di estendere la durata di vita delle apparecchiature e garantire la prevenzione dei guasti. This multi-control system can? be considered as a new and innovative advanced diagnosis tool for grease lubricated systems and machines capable of providing specific capabilities? of predictive and preventive maintenance, capable of extending the life of the equipment and guaranteeing the prevention of failures.
Tra i numerosi ed importanti vantaggi che il sistema offre si possono citare i seguenti: Among the numerous and important advantages that the system offers, the following can be mentioned:
? ottimizza la manutenzione complessiva del componente con relativa riduzione significativa dei costi e dei tempi operativi e di manutenzione; ? optimizes the overall maintenance of the component with relative significant reduction in costs and operating and maintenance times;
? rileva e segnala i malfunzionamenti allo stadio iniziale prima che diventino rotture e provochino danni ingenti e lunghe soste per riparazioni; ? detects and reports early stage malfunctions before they become breakages and cause extensive damage and long stops for repairs;
? rileva e segnala le contaminazioni del lubrificante non appena si verificano; ? detects and reports lubricant contamination as soon as it occurs;
? permette di monitorare attraverso il controllo dei parametri lo stato d?uso e le condizioni delle macchine, ed il verificarsi degli allarmi, anche da dispositivi mobili in qualsiasi parte essi si trovino (real-time, cloud-based monitoring); ? it allows to monitor through the control of the parameters the state of use and the conditions of the machines, and the occurrence of alarms, even from mobile devices wherever they are (real-time, cloud-based monitoring);
? rileva e segnala sul nascere eventuali problemi della lubrificazione prima che diventino problemi per le macchine; ? detects and reports any lubrication problems in the bud before they become problems for the machines;
? il continuo monitoraggio in tempo reale della potenza assorbita permette di valutare lo sfruttamento delle macchine controllate in qualsiasi momento e per intervalli di tempo a scelta; per esempio pu? risultare molto utile la valutazione della potenza utilizzata nell?arco di uno o pi? anni; ? the continuous real-time monitoring of the absorbed power makes it possible to evaluate the exploitation of the controlled machines at any time and for chosen time intervals; for example can? be very useful the evaluation of the power used in the arc of one or more? years;
? permette di essere utilizzato e applicato anche in zone pericolose (zona 1 IIB) grazie al suo modello Explosion Proof, necessario per la presenza nei cantieri di pericolosi gas esplosivi; ? dispone di un sistema di autodiagnostica in grado di informare gli operatori e i manutentori in merito alle cause, gli effetti e le azioni correttive da intraprendere in caso di guasto interno; ? it can also be used and applied in hazardous areas (zone 1 IIB) thanks to its Explosion Proof model, necessary for the presence of dangerous explosive gases on construction sites; ? has a self-diagnostic system capable of informing operators and maintenance personnel about the causes, effects and corrective actions to be taken in the event of an internal fault;
? permette il posizionamento dell'intero apparato di controllo e regolazione, completamente al di fuori delle macchine da controllare, in modo che risulti totalmente indipendente; ? semplice da installare, senza alcuna invasivit?, il che rende la soluzione molto adatta per il retrofitting e l'installazione su macchine esistenti. Il sistema non richiede infatti alcuna modifica della macchina da controllare; ? it allows the positioning of the entire control and regulation apparatus, completely outside the machines to be controlled, so that it is totally independent; ? simple to install, without any invasiveness, which makes the solution very suitable for retrofitting and installation on existing machines. In fact, the system does not require any modification of the machine to be controlled;
? ? molto versatile, essendo applicabile a sistemi lubrificati a grasso come grandi sistemi corona-pignone, sistemi di leve accoppiate, carrucole, bronzine, scatole del cambio, e molti altri ancora, e fornisce il massimo grado di replicabilit? della soluzione; ? ? very versatile, being applicable to grease lubricated systems such as large crown-pinion systems, coupled lever systems, pulleys, bushings, gearboxes, and many more, and provides the highest degree of replicability. of the solution;
? migliora la sicurezza del personale e la protezione dell'ambiente riducendo al minimo il rischio di incidenti, obiettivo molto importante raggiungibile attraverso la prevenzione dei guasti. ? improves personnel safety and environmental protection by minimizing the risk of accidents, a very important goal that can be achieved through the prevention of breakdowns.
4. SCOPI DELL?INVENZIONE: 4. PURPOSES OF THE INVENTION:
Uno dei principali scopi di questa presente invenzione consiste nella perfetta applicazione della manutenzione predittiva, preventiva e programmata. One of the main purposes of this present invention consists in the perfect application of predictive, preventive and programmed maintenance.
Per meglio chiarire, si intende di seguito esplicitare in forma semplice i concetti di manutenzione predittiva e preventiva che si possono ottenere solo ed esclusivamente mediante l?utilizzo del dispositivo oggetto della presente invenzione. To better clarify, we intend to explain in simple form the concepts of predictive and preventive maintenance that can be obtained only and exclusively through the use of the device object of the present invention.
4.1 Concetto di manutenzione predittiva applicabile con il dispositivo oggetto della presente invenzione 4.1 Concept of predictive maintenance applicable with the device object of the present invention
Risulta essere un fatto che, gli organi meccanici quali cuscinetti, ingranaggi, alberi, ecc., vengono trattati in superficie con processi di indurimento quali ad esempio tempra, cementazione e altri processi simili. It appears to be a fact that mechanical parts such as bearings, gears, shafts, etc., are surface treated with hardening processes such as quenching, carburizing and other similar processes.
Tali organi meccanici sopra citati, finch? risulteranno essere perfettamente lubrificati con le giuste quantit? di fluidi lubrificanti e finch? continueranno a lavorare sulle superfici trattate dai processi di indurimento, produrranno un basso numero di particelle ferrose (magnetiche) e non ferrose (amagnetiche) che avranno anche piccole dimensioni. These mechanical organs mentioned above, as long as? will turn out to be perfectly lubricated with the right quantities? of lubricating fluids and until? they will continue to work on the surfaces treated by the hardening processes, they will produce a low number of ferrous (magnetic) and non-ferrous (non-magnetic) particles which will also have small dimensions.
Tali numeri e dimensioni saranno dipendenti dal tipo di macchina e dal tipo di impiego e rimarranno stabili su valori bassi finch? tali organi meccanici continueranno a lavorare sulle superfici indurite. These numbers and dimensions will depend on the type of machine and the type of use and will remain stable at low values as long as? these mechanical parts will continue to work on the hardened surfaces.
A titolo di esempio saranno sicuramente pi? piccole nei circuiti di organi frenanti, dove sono previste dimensioni massime di 250?m in caso di massima usura, saranno un po' pi? grandi nei circuiti idraulici di sistemi sterzanti e nei circuiti di raffreddamento, dove sono previste dimensioni massime di 400?m in caso di massima usura, un po' pi? grandi ancora nei circuiti lubrificanti per organi di trasmissione, dove sono previste dimensioni massime di 500?m in caso di massima usura e un po' pi? grandi ancora nei circuiti lubrificanti dei grandi motori dove sono previste dimensioni massime di 600?m in caso di massima usura. As an example, they will certainly be more? small in the circuits of braking organs, where maximum dimensions of 250? m are foreseen in case of maximum wear, will be a little more? large in the hydraulic circuits of steering systems and in the cooling circuits, where maximum dimensions of 400? m are required in case of maximum wear, a little more? still large in the lubricating circuits for transmission parts, where maximum dimensions of 500? m are required in case of maximum wear and a little more? large anchor in the lubricating circuits of large engines where maximum dimensions of 600? m are required in case of maximum wear.
I valori sopra menzionati, sono valori empirici presi da tabelle stilate dalla ditta multinazionale tedesca HYDAC, uno dei massimi esperti nel settore della pulizia degli oli e della lubrificazione in generale. The values mentioned above are empirical values taken from tables drawn up by the German multinational company HYDAC, one of the leading experts in the sector of oil cleaning and lubrication in general.
Con l?incremento delle ore lavorative delle macchine, quando le superfici dure degli organi meccanici cominceranno ad usurarsi, le dimensioni ed il numero di particelle cominceranno lentamente ad aumentare fino a raggiungere le dimensioni di massima usura riportate negli esempi sopra citati. A quel punto, le possibilit? di avere delle rotture catastrofiche diventeranno molto grandi. With the increase in the working hours of the machines, when the hard surfaces of the mechanical parts begin to wear out, the size and number of particles will slowly begin to increase until reaching the maximum wear dimensions shown in the examples cited above. At that point, the possibilities? of having catastrophic breakdowns will become very big.
Semplificando i concetti, con il dispositivo oggetto della presente invenzione, ? possibile tenere sotto stretto controllo le dimensioni e il numero di particelle metalliche, perci?, quando le dimensioni delle particelle cominceranno a crescere in maniera lenta ma progressiva, sar? arrivato il momento di effettuare le manutenzioni straordinarie cicliche sulla macchina. Simplifying the concepts, with the device object of the present invention,? It is possible to keep under strict control the size and number of metal particles, therefore, when the size of the particles begins to grow slowly but gradually, it will be? The time has come to carry out the extraordinary cyclical maintenance on the machine.
Andr? da s? che, fino a quando entrambi gli output risulteranno essere regolari, si potr? essere ragionevolmente certi che le macchine controllate avranno un perfetto funzionamento operativo continuo e regolare. Andr? from s? that, as long as both outputs are regular, you can? be reasonably certain that the controlled machines will have perfect continuous and regular operation.
4.2 Concetto di manutenzione preventiva applicabile con il dispositivo oggetto della presente invenzione 4.2 Concept of preventive maintenance applicable with the device object of the present invention
Avendo chiaro il concetto di manutenzione predittiva sopra enunciato ed avendo chiaro il concetto che anche un malfunzionamento o rottura nella macchina controllata produrrebbe un aumento in dimensione ed in numero delle particelle, qualora il dispositivo oggetto della presente invenzione rilevasse un aumento repentino sia in numero che in dimensioni delle particelle, sarebbe un chiaro sintomo di un inizio di malfunzionamento o rottura in corso nella macchina che verrebbe immediatamente rilevato impedendogli cos? di provocare seri danni alla macchina stessa. Having clear the concept of predictive maintenance set out above and having clear the concept that even a malfunction or breakdown in the controlled machine would produce an increase in size and number of particles, if the device object of the present invention detects a sudden increase in both number and particle size, it would be a clear symptom of an ongoing malfunction or breakdown in the machine which would be immediately detected thus preventing it? causing serious damage to the machine itself.
Uno altro scopo della presente invenzione ? descrivere un ancor pi? innovativo e completo sistema di controllo per macchine lubrificate a grasso ed un relativo innovativo metodo di attuazione. Another object of the present invention? describe an even more? innovative and complete control system for grease lubricated machines and a relative innovative method of actuation.
Un ulteriore scopo della presente invenzione ? quello di descrivere un sistema di controllo che sia facilmente adattabile ad ogni tipo di macchina gi? installata sull?impianto. A further object of the present invention? to describe a control system that is easily adaptable to any type of machine already? installed on the system.
Ancora uno scopo della presente invenzione ? quello di ridurre i fermi macchina ed i guasti prima che avvenga la manutenzione programmata, incrementando inoltre la vita della macchina e riducendone l?usura. Another object of the present invention? to reduce machine downtime and breakdowns before scheduled maintenance takes place, also increasing the life of the machine and reducing wear.
Ancora, uno scopo della presente invenzione ? quello di descrivere un sistema che consenta di rendere pi? performanti e produttive le macchine lubrificate a grasso installate (o da installarsi). Again, an object of the present invention? to describe a system that allows you to make more? the grease lubricated machines installed (or to be installed) are performing and productive.
Ancora un ulteriore scopo della presente invenzione ? quello di proporre un sistema per il controllo delle macchine lubrificate a grasso che sia economico. Still a further object of the present invention? to propose a system for the control of grease lubricated machines that is economical.
Ancora uno scopo dell?invenzione ? quello di fornire un sistema di controllo dell?operativit? e della manutenzione che sia di facile gestione e/o automatizzato. Another object of the invention? to provide a system of control of the operation? and maintenance that is easy to manage and / or automated.
Un ulteriore scopo della presente invenzione ? quello di fornire un sistema di controllo stand-alone che sia acquistabile separatamente dalla macchina ed utilizzabile per una od una pluralit? di macchine differenti, quindi un sistema funzionate e producibile indipendentemente dalla/e macchina/e installate. A further object of the present invention? that of providing a stand-alone control system that can be purchased separately from the machine and can be used for one or a plurality of? of different machines, therefore a system that works and can be produced independently of the machine (s) installed.
Ancora uno scopo ? quello di poter fornire un sistema di controllo dell?operativit? e della manutenzione in tempo reale anche da remoto. Still a purpose? that of being able to provide a system of control of the operation? and maintenance in real time even remotely.
Uno scopo ? inoltre quello di realizzare un sistema che possa essere modulare e che cio?, possa essere configurato in una unit? od in una pluralit? di unit? interconnesse tra loro. A purpose ? moreover, that of creating a system that can be modular and that, that is, can be configured in a unit? or in a plurality? of unit? interconnected with each other.
Un ulteriore scopo della presente invenzione ? quello di fornire un sistema che possa permettere una manutenzione preventiva e predittiva. A further object of the present invention? to provide a system that can allow preventive and predictive maintenance.
Un ulteriore scopo ? quello di guidare l?intervento del personale specializzato in alcuni controlli sulle funzionalit? dell?impianto riducendo gli errori umani. An additional purpose? to guide the intervention of specialized personnel in some checks on the functionality? of the plant reducing human errors.
Ancora uno scopo ? quello di ridurre il lavoro dei manutentori. Still a purpose? to reduce the work of maintenance workers.
Ancora uno scopo ? ottimizzare la manutenzione programmata. Still a purpose? optimize scheduled maintenance.
Ancora uno scopo ? quello di ridurre l?impatto ambientale di tali macchine. Still a purpose? to reduce the environmental impact of these machines.
Un ulteriore scopo ? quello di fornire un sistema per il controllo dell?operativit? e della manutenzione che sia preciso ed affidabile. An additional purpose? to provide a system for controlling the operation? and maintenance that is accurate and reliable.
Infine, uno scopo rilevante della presente invenzione ? aumentare la sicurezza degli utenti sull?impianto e dell?impianto stesso. Finally, a relevant purpose of the present invention? increase the safety of users on the system and on the system itself.
5. DESCRIZIONE DELL?INVENZIONE: 5. DESCRIPTION OF THE INVENTION:
5.1 REALIZZAZIONE DEL SISTEMA PER L?ANALISI DELLE PARTICELLE METALLICHE CONTENUTE NEL GRASSO USATO 5.1 REALIZATION OF THE SYSTEM FOR THE ANALYSIS OF THE METALLIC PARTICLES CONTAINED IN THE USED GREASE
Per poter analizzare le particelle metalliche sia ferromagnetiche che non ferromagnetiche contenute nel grasso che ha gi? esercitato la sua funzione di lubrificazione, occorre raccogliere il grasso usato che viene spinto fuori attraverso l?immissione del grasso nuovo all?interno degli ingranaggi che avviene mediante l?utilizzo di un?apposita pompa che verr? azionata periodicamente con frequenza stabilita dal costruttore degli ingranaggi da lubrificare. In order to analyze both ferromagnetic and non-ferromagnetic metal particles contained in the grease it already has? exercised its lubrication function, it is necessary to collect the used grease which is pushed out through the introduction of the new grease inside the gears which takes place through the use of a special pump that will be pushed out. periodically operated with a frequency established by the manufacturer of the gears to be lubricated.
Un esempio di un sistema di raccolta del grasso usato e verifica delle particelle metalliche in esso contenute, viene raffigurato nei disegni 1, 2, 3 e 4. An example of a system for collecting the used grease and checking the metal particles it contains is shown in drawings 1, 2, 3 and 4.
Un tronco di cono (2) (o una qualsiasi altra forma geometrica regolare) pi? o meno grande e pi? o meno alto a seconda delle dimensioni degli ingranaggi da lubrificare (1), viene posizionato in prossimit? degli ingranaggi nella zona sottostante, in modo che, il grasso usato, espulso dal grasso nuovo, cada per gravit? all?interno del tronco di cono. Il tronco di cono verr? riscaldato esternamente mediante riscaldatori ad induzione magnetica e/o mediante resistenze elettriche e/o medianti riscaldatori di aria e/o con qualsiasi altro metodo di riscaldamento ad una temperatura equivalente punto di goccia? del grasso usato, per impedire che il grasso si attacchi alle pareti senza entrare completamente nel tronco di cono. La parte pi? bassa e pi? stretta del tronco di cono verr? messa in comunicazione con una vaschetta a forma di parallelepipedo (3), anch?essa di dimensioni variabili a seconda delle dimensioni degli ingranaggi, la quale conterr? tutto il grasso caduto in essa. Questa vaschetta verr? anch?essa riscaldata sempre mediante riscaldatori ad induzione magnetica e/o mediante resistenze elettriche e/o medianti riscaldatori di aria e/o con qualsiasi altro metodo di riscaldamento, alla temperatura equivalente al punto di goccia? del grasso usato. Nella parte superiore della vaschetta verr? installato un sensore di livello (4). Quando questo sensore di livello verr? attivato, verr? azionata la pompa (5) che provveder? a far passare il grasso liquefatto all?interno del sensore di particelle (6) posizionato sulla linea di mandata della pompa (anch?essa mantenuta alla temperatura del punto di goccia per impedire al grasso di solidificarsi nuovamente) per contare e misurare le particelle metalliche sia ferromagnetiche che non ferromagnetiche contenute nel grasso liquefatto. La mandata della pompa andr? a portare il grasso liquefatto in un canale raccoglitore all?interno del quale si solidificher? nuovamente. La gestione e l?automazione di tutto il sistema, compreso il controllo delle temperature di riscaldamento, verr? eseguita da almeno un?unit? di programmazione/microcontrollore, come ad esempio un PLC o una scheda input-output programmabile, e/o di qualsiasi altro tipo che verr? installato internamente nella scatola di controllo (7), e da almeno un pannello di controllo, come ad esempio un display, un pannello HMI, un monitor e/o qualsiasi altro tipo di schermo comunicativo che verr? installato esternamente sulla scatola di controllo (7). A truncated cone (2) (or any other regular geometric shape) pi? or less large and more? or less high depending on the size of the gears to be lubricated (1), is it positioned in proximity? of the gears in the area below, so that the used grease, expelled from the new grease, falls by gravity? inside the truncated cone. The truncated cone will come? externally heated by magnetic induction heaters and / or by electrical resistances and / or by air heaters and / or by any other method of heating to an equivalent drop point temperature? of the grease used, to prevent the grease from sticking to the walls without completely entering the truncated cone. The pi? low and more? close of the truncated cone will come? put in communication with a parallelepiped-shaped tray (3), also of variable dimensions depending on the size of the gears, which will contain? all the fat fell into it. This tray will come? it also always heated by magnetic induction heaters and / or by electric resistances and / or by air heaters and / or by any other heating method, at the temperature equivalent to the drop point? of the grease used. At the top of the tray will come? installed a level sensor (4). When will this level sensor come? activated, will come? activated the pump (5) that will provide? to pass the liquefied grease inside the particle sensor (6) positioned on the delivery line of the pump (also kept at the temperature of the dropping point to prevent the grease from solidifying again) to count and measure the metal particles both ferromagnetic than non-ferromagnetic contained in liquefied fat. The pump delivery will go? to bring the liquefied fat into a collecting channel inside which it will solidify? again. The management and automation of the whole system, including the control of the heating temperatures, will come? performed by at least one? unit? programming / microcontroller, such as a PLC or a programmable input-output card, and / or any other type that will come? installed internally in the control box (7), and by at least one control panel, such as a display, an HMI panel, a monitor and / or any other type of communicative screen that will come? installed externally on the control box (7).
? Il punto di goccia definisce la temperatura alla quale il grasso si scioglie diventando liquido con viscosit? dipendenti dal tipo di olio utilizzato per creare il grasso stesso. ? The dropping point defines the temperature at which the fat melts into a liquid with viscosity. dependent on the type of oil used to create the fat itself.
5.2 VARIANTI DI REALIZZAZIONE DEL SISTEMA PER L?ANALISI DELLE PARTICELLE METALLICHE CONTENUTE NEL GRASSO USATO: 5.2 VARIANTS OF REALIZATION OF THE SYSTEM FOR THE ANALYSIS OF THE METALLIC PARTICLES CONTAINED IN THE GREASE USED:
Si tiene a precisare che la forma di realizzazione utilizzata nel paragrafo precedente 5.1, rappresenta solo un esempio di una forma di realizzazione particolarmente preferita e non limita in alcun modo l?ambito di protezione della presente invenzione. It should be noted that the embodiment used in the previous paragraph 5.1 represents only an example of a particularly preferred embodiment and does not in any way limit the scope of protection of the present invention.
a. Un altro esempio di una forma di realizzazione preferita del sistema innovativo per il controllo del grasso lubrificante pu? essere la raccolta a mano del grasso in uso da parte di un operatore o di un manutentore per poi metterlo in un apposito contenitore per essere riscaldato fino al punto di goccia e, mediante una pompa farlo passare attraverso il sensore di particelle metalliche. to. Another example of a preferred embodiment of the innovative system for the control of the lubricating grease can? be the hand collection of the grease in use by an operator or a maintenance technician and then put it in a special container to be heated to the drop point and, using a pump, pass it through the metal particle sensor.
b. Un altro esempio di una forma di realizzazione preferita del sistema innovativo per il controllo del grasso lubrificante pu? essere l?utilizzo di una pompa per il grasso che non preveda il riscaldamento del grasso fino al punto di goccia. c. Un altro esempio di una forma di realizzazione preferita del sistema innovativo multi-controllo pu? essere, ad esempio, la realizzazione di un modello antideflagrante. b. Another example of a preferred embodiment of the innovative system for the control of the lubricating grease can? be the use of a grease pump that does not heat the grease to the drop point. c. Another example of a preferred embodiment of the innovative multi-control system can be be, for example, the creation of an explosion-proof model.
In particolare, la realizzazione di un modello antideflagrante rappresenta una soluzione molto importante e indispensabile per un utilizzo del sistema multicontrollo in ambienti difficili come quelli relativi ai settori perforazione, produzione e raffinazione dove vi ? la presenza di pericolosi gas esplosivi quali ad esempio il metano. In particular, the creation of an explosion-proof model represents a very important and indispensable solution for using the multi-control system in difficult environments such as those relating to the drilling, production and refining sectors. the presence of dangerous explosive gases such as methane.
d. Un ulteriore esempio di forma di realizzazione preferita pu? essere ad esempio la possibilit? di interconnettere un numero arbitrario di sistemi descritti nei paragrafi precedenti tra loro, varianti in numero di sensori compresi nel sistema, in grado di scambiarsi ed interpretare i dati raccolti e in grado inoltre di trasmettere in simultanea tutti i dati raccolti ed elaborati in streaming e/o in appositi database di archiviazione. Possibili esempi di interconnessione, che non rappresentano in alcun modo la totalit? delle possibili soluzioni adottabili dal sistema innovativo multi-controllo e di conseguenza non limitano in alcun modo la protezione di questa domanda di deposito di brevetto ai seguenti, possono essere: d. A further example of preferred embodiment may be be for example the possibility? to interconnect an arbitrary number of systems described in the previous paragraphs with each other, varying in number of sensors included in the system, able to exchange and interpret the data collected and also able to simultaneously transmit all the data collected and processed in streaming and / or in special archiving databases. Possible examples of interconnection, which in no way represent the whole? of the possible solutions that can be adopted by the innovative multi-control system and consequently do not in any way limit the protection of this patent application to the following, can be:
? Una connessione tramite rete Profinet, o di qualsiasi altro tipo, dei microcontrollori di una o pi? unit? del sistema multi-controllo, ciascuna dotata di una parte elettrica indipendente. ? A connection via Profinet network, or any other type, of the microcontrollers of one or more? unit? of the multi-control system, each equipped with an independent electrical part.
? Un unico microcontrollore centralizzato responsabile di gestire gli input da pi? sensori appartenenti a pi? sistemi relativi ciascuno ad un?area diversa degli ingranaggi. ? A single centralized microcontroller responsible for managing inputs from multiple sensors belonging to pi? systems each related to a different area of the gears.
6. SENSORI DISPONIBILI 6. AVAILABLE SENSORS
6.1 PARTICELLE METALLICHE FERROMAGNETICHE E NON FERROMAGNETICHE: 6.1 FERROMAGNETIC AND NON-FERROMAGNETIC METALLIC PARTICLES:
Come gi? analizzato nei paragrafi ?Concetto di manutenzione predittiva? e Concetto di manutenzione preventiva? alle pagine 4 e 5, il rilevamento in tempo reale delle dimensioni, del numero, della concentrazione delle particelle metalliche e della massa totale delle particelle metalliche sia ferromagnetiche che non ferromagnetiche, permetter? di realizzare una reale ed effettiva manutenzione predittiva e preventiva. How already? analyzed in the paragraphs? Concept of predictive maintenance? e Concept of preventive maintenance? on pages 4 and 5, the real-time detection of the size, number, concentration of the metal particles and the total mass of both ferromagnetic and non-ferromagnetic metal particles, will allow? to realize a real and effective predictive and preventive maintenance.
L?andamento di questi parametri rimane generalmente pressoch? piatto durante il periodo di buon funzionamento. Al comparire di una anomalia/rottura, la concentrazione e di conseguenza anche la massa cumulativa, aumenteranno sensibilmente in maniera pi? o meno repentina in funzione dell?entit? della anomalia/rottura. The trend of these parameters generally remains almost? plate during the period of good operation. Upon the appearance of an anomaly / rupture, the concentration and consequently also the cumulative mass, will increase significantly in a more? or less sudden depending on the entity? of the anomaly / rupture.
Esiste inoltre una forte correlazione tra la potenza assorbita dalla macchina controllata e la sua usura, tanto che, generalmente l?usura di una macchina aumenta proporzionalmente con l?aumento di potenza, fino ad aumentare esponenzialmente dal 90 al 100% della potenza. There is also a strong correlation between the power absorbed by the controlled machine and its wear, so much so that generally the wear of a machine increases proportionally with the increase in power, up to exponentially increase from 90 to 100% of the power.
Risulta di conseguenza essere molto utile valutare la potenza in tempo reale per evitare falsi allarmi o, ancora peggio, per evitare che possibili guasti non vengano segnalati. Gli effetti congiunti della misurazione della potenza assorbita e delle particelle metalliche verranno esaminati dal microcontrollore durante la fase 6. It is therefore very useful to evaluate the power in real time to avoid false alarms or, even worse, to prevent possible faults from being not reported. The joint effects of measuring power consumption and metal particles will be examined by the microcontroller during step 6.
L?elaborazione dei dati rilevati dal sensore di particelle metalliche sar? a sua volta suddivisa in pi? fasi che verranno ripetute specularmente sia per le particelle ferromagnetiche che per le particelle non ferromagnetiche e baser? la sua analisi su diversi archi temporali di riferimento. The processing of the data detected by the metal particle sensor will be? in turn divided into pi? phases that will be repeated specularly for both ferromagnetic particles and non-ferromagnetic and baser particles? his analysis on different time frames of reference.
Il settaggio di default preveder? tre archi temporali di 10 minuti, 1 ora e 24 ore. L?ampiezza e il numero degli intervalli temporali di misurazione potranno essere modificati in base al tipo di macchina da controllare, al tipo di fluido e in base al livello di sicurezza richiesto dal cliente. The default setting will foresee? three time frames of 10 minutes, 1 hour and 24 hours. The amplitude and number of measurement time intervals can be modified according to the type of machine to be controlled, the type of fluid and the level of safety required by the customer.
? La prima fase consister? nel calcolo degli incrementi, relativi alle varie fasce dimensionali, del numero delle particelle ferromagnetiche e non ferromagnetiche sui diversi archi temporali prestabiliti. ? The first phase will consist? in the calculation of the increases, relating to the various dimensional bands, of the number of ferromagnetic and non-ferromagnetic particles over the various pre-established time frames.
? La seconda fase consister? nel calcolo delle masse totali di particelle ferromagnetiche e di particelle non ferromagnetiche misurate dal momento dell?ultimo azzeramento dei contatori e degli incrementi delle stesse sui diversi archi temporali prestabiliti. Il calcolo delle masse sar? effettuato sulla base dei valori riportati dai vari contatori per le varie fasce dimensionali. ? The second phase will consist? in the calculation of the total masses of ferromagnetic and non-ferromagnetic particles measured from the moment of the last reset of the counters and of the increases of the same over the different pre-established time frames. The calculation of the masses will be? carried out on the basis of the values reported by the various meters for the various dimensional bands.
? La terza fase consister? nel calcolo delle concentrazioni delle particelle ferromagnetiche e non ferromagnetiche nel fluido in esame (espresse nell?unit? di misura pi? consona al tipo di macchina da controllare, ?g/litro e/o mg/litro e/o g/litro) calcolate sui diversi archi temporali prestabiliti. ? The third phase will consist? in the calculation of the concentrations of ferromagnetic and non-ferromagnetic particles in the fluid under examination (expressed in the unit of measurement most suited to the type of machine to be controlled,? g / liter and / or mg / liter and / or g / liter) calculated on different pre-established time frames.
Il calcolo in esame consister? nelle divisioni delle masse calcolate su ogni specifico arco temporale per il flusso totale di fluido calcolato sullo stesso arco temporale in esame. The calculation in question will consist? in the divisions of the masses calculated over each specific time span for the total fluid flow calculated over the same time span under examination.
? La quarta e ultima fase consister? nell?analisi statistica dei dati rilevati e sar? composta dal calcolo di una media mobile e di una deviazione standard dei valori dei vari contatori, masse e concentrazioni. Questo calcolo statistico si render? necessario in quanto l?andamento dei parametri in esame varier? nel tempo come risultato di usura e/o rotture. ? The fourth and final phase will consist? in the statistical analysis of the data collected and will be? composed of the calculation of a moving average and a standard deviation of the values of the various meters, masses and concentrations. This statistical calculation will render? necessary as the trend of the parameters in question will vary? over time as a result of wear and / or breakage.
? Sulla base dei risultati derivanti dall?elaborazione delle sopra citate fasi, si potranno verificare le seguenti condizioni, applicabili sia per le particelle metalliche ferromagnetiche che per le particelle metalliche non ferromagnetiche. Per sintesi nella lista sotto citata si prenderanno in considerazione solo le particelle metalliche ferromagnetiche senza in alcun modo limitarne la validit? di applicazione per le particelle metalliche non ferromagnetiche che saranno soggette esattamente alle stesse condizioni. ? On the basis of the results deriving from the elaboration of the aforementioned steps, the following conditions could be verified, applicable both for ferromagnetic metal particles and for non-ferromagnetic metal particles. In summary, in the list below, only ferromagnetic metal particles will be taken into consideration without in any way limiting their validity. of application for non-ferromagnetic metal particles which will be subjected to exactly the same conditions.
a. Qualora gli incrementi dei numeri delle particelle metalliche ferromagnetiche riferiti a specifiche fasce dimensionali sulla base dell?arco temporale X superi i valori di riferimento per l?allarme di medio livello, l?allarme di medio livello ?Elevato incremento del numero di particelle metalliche ferromagnetiche nel fluido nell?arco temporale X? sar? memorizzato dal microcontrollore nella lista degli allarmi. L?entit? degli incrementi e le fasce dimensionali di riferimento da impostare come soglia di allarme saranno determinati in base al tipo di macchina e in base al grado di sicurezza richiesto dal cliente. to. If the increases in the numbers of ferromagnetic metal particles referring to specific dimensional bands on the basis of the time span X exceed the reference values for the medium level alarm, the medium level alarm? High increase in the number of ferromagnetic metal particles in the fluid in the time frame X? sar? stored by the microcontroller in the list of alarms. The entity of the increments and the reference dimensional ranges to be set as the alarm threshold will be determined according to the type of machine and the degree of safety required by the customer.
b. Qualora gli incrementi dei numeri delle particelle metalliche ferromagnetiche riferiti a specifiche fasce dimensionali sulla base dell?arco temporale X superi i valori di riferimento per l?allarme di alto livello, l?allarme di alto livello ?Incremento critico del numero di particelle metalliche ferromagnetiche nel fluido nell?arco temporale X? sar? memorizzato dal microcontrollore nella lista degli allarmi. L?entit? degli incrementi e le fasce dimensionali di riferimento da impostare come soglia di allarme saranno determinati in base al tipo di macchina e in base al grado di sicurezza richiesto dal cliente. b. If the increases in the numbers of ferromagnetic metal particles referred to specific dimensional bands on the basis of the time span X exceed the reference values for the high-level alarm, the high-level alarm? Critical increase in the number of ferromagnetic metal particles in the fluid in the time frame X? sar? stored by the microcontroller in the list of alarms. The entity of the increments and the reference dimensional ranges to be set as the alarm threshold will be determined according to the type of machine and the degree of safety required by the customer.
c. Qualora i conteggi dei numeri delle particelle metalliche ferromagnetiche riferiti a specifiche fasce dimensionali superino i valori di riferimento per l?allarme di medio livello, l?allarme di medio livello ?Elevato numero di particelle metalliche ferromagnetiche nel fluido? sar? memorizzato dal microcontrollore nella lista degli allarmi. L?entit? dei numeri e le fasce dimensionali di riferimento saranno determinati in base al tipo di macchina e in base al grado di sicurezza richiesto dal cliente. c. If the counts of the numbers of ferromagnetic metal particles referred to specific dimensional bands exceed the reference values for the medium level alarm, the medium level alarm? High number of ferromagnetic metal particles in the fluid? sar? stored by the microcontroller in the list of alarms. The entity the reference numbers and dimensional ranges will be determined based on the type of machine and the degree of safety required by the customer.
d. Qualora i conteggi dei numeri delle particelle metalliche ferromagnetiche riferiti a specifiche fasce dimensionali superino i valori di riferimento per l?allarme di alto livello, l?allarme di alto livello ?Numero di particelle metalliche ferromagnetiche nel fluido criticamente alto? sar? memorizzato dal microcontrollore nella lista degli allarmi. L?entit? dei numeri e le fasce dimensionali di riferimento saranno determinati in base al tipo di macchina e in base al grado di sicurezza richiesto dal cliente. d. If the counts of the numbers of ferromagnetic metal particles referring to specific dimensional bands exceed the reference values for the high level alarm, the high level alarm? Number of ferromagnetic metal particles in the fluid critically high? sar? stored by the microcontroller in the list of alarms. The entity the reference numbers and dimensional ranges will be determined on the basis of the type of machine and the degree of safety required by the customer.
e. Qualora la concentrazione di particelle C nel fluido sulla base dell?arco temporale X sia compresa tra Crif1 e Crif2 (2? <= C <= 3?, settaggio di default Crif1 = 2? e Crif2 = 3? dove ? corrisponde al valore della deviazione standard), l?allarme di medio livello ?Elevata concentrazione di particelle metalliche ferromagnetiche nel fluido nell?arco temporale X? sar? memorizzato dal microcontrollore nella lista degli allarmi. I valori di Crif1 e Crif2 saranno determinati in base al tipo di macchina e in base al grado di sicurezza richiesto dal cliente. And. If the concentration of particles C in the fluid on the basis of the time span X is between Crif1 and Crif2 (2? <= C <= 3 ?, default setting Crif1 = 2? And Crif2 = 3? Where? Corresponds to the value of the standard deviation), the medium level alarm? High concentration of ferromagnetic metal particles in the fluid in the time frame X? sar? stored by the microcontroller in the list of alarms. The values of Crif1 and Crif2 will be determined according to the type of machine and according to the degree of safety required by the customer.
f. Qualora la concentrazione di particelle C nel fluido sulla base dell?arco temporale X sia superiore a Crif2 (C > 3?), l?allarme di alto livello ?Concentrazione critica di particelle metalliche ferromagnetiche nel fluido nell?arco temporale X? sar? memorizzato dal microcontrollore nella lista degli allarmi. f. If the concentration of particles C in the fluid on the basis of time frame X is higher than Crif2 (C> 3?), The high level alarm? Critical concentration of ferromagnetic metal particles in the fluid in time frame X? sar? stored by the microcontroller in the list of alarms.
g. Qualora la massa totale delle particelle metalliche ferromagnetiche Mf calcolata dall?ultimo azzeramento dei contatori superi il valore di riferimento Mfrif1 (Mf > Mfrif1), l?allarme di alto livello ?Livello di usura critico raggiunto dalla macchina? sar? memorizzato dal microcontrollore nella lista degli allarmi. Il valore di Mfrif1 sar? determinato in base al tipo di macchina e in base al grado di sicurezza richiesto dal cliente. g. If the total mass of the ferromagnetic metal particles Mf calculated from the last reset of the meters exceeds the reference value Mfref1 (Mf> Mfref1), the high level alarm? Critical wear level reached by the machine? sar? stored by the microcontroller in the list of alarms. The value of Mfrif1 will be? determined according to the type of machine and according to the degree of safety required by the customer.
6.2 VIBRAZIONI PRODOTTE DALLA MACCHINA CONTROLLATA: 6.2 VIBRATIONS PRODUCED BY THE CONTROLLED MACHINE:
La misurazione delle vibrazioni sulla macchina controllata verr? eseguita mediante l?installazione di un determinato numero di sensori di vibrazione in pi? punti strategici della macchina da controllare. Il numero e la posizione di installazione dei sensori in oggetto verranno definiti in base alla tipologia della macchina da controllare e in base al livello di sicurezza richiesto dal cliente. The vibration measurement on the controlled machine will come? performed by installing a certain number of vibration sensors in pi? strategic points of the machine to be controlled. The number and installation position of the sensors in question will be defined according to the type of machine to be controlled and according to the level of safety required by the customer.
Mediante l?analisi delle vibrazioni sar? possibile rilevare eventuali danni ai cuscinetti e/o ad altri organi meccanici, cos? come eventuali sbilanciamenti degli organi rotanti che, in queste condizioni, andranno a causare vibrazioni anomale. Through the analysis of the vibrations it will be? possible to detect any damage to the bearings and / or other mechanical parts, cos? as any imbalances of the rotating parts which, in these conditions, will cause anomalous vibrations.
In base ai dati rilevati dai sensori di vibrazione installati e in base alla loro collocazione, diversi allarmi di medio e alto livello potranno essere rilevati e memorizzati dal microcontrollore nella lista degli allarmi. Based on the data detected by the vibration sensors installed and based on their location, various medium and high level alarms can be detected and stored by the microcontroller in the alarm list.
Sono riportati di seguito alcuni esempi di allarmi di medio livello rilevabili mediante il posizionamento di almeno un sensore in almeno una posizione strategica sulla macchina controllata: Below are some examples of medium-level alarms that can be detected by positioning at least one sensor in at least one strategic position on the controlled machine:
? ?Leggero sbilanciamento dell?albero motore?. ? ? Slight crankshaft imbalance ?.
? ?Vibrazione anomala di leggera entit? sul cuscinetto numero N?. ? ? Anomalous vibration of slight entity? on bearing number N ?.
? ?Vibrazione anomala sull?ingranaggio riduttore N?. ? ? Abnormal vibration on reduction gear N ?.
? eccetera? ? etc?
Sono riportati di seguito alcuni esempi di allarmi di alto livello rilevabili mediante il posizionamento di almeno un sensore in almeno una posizione strategica sulla macchina controllata: Here are some examples of high-level alarms that can be detected by positioning at least one sensor in at least one strategic position on the controlled machine:
? ?Sbilanciamento critico dell?albero motore. Fermare la macchina immediatamente per evitare rotture catastrofiche?. ? Critical unbalance of the crankshaft. Stop the machine immediately to avoid catastrophic breakdowns ?.
? ?Vibrazione anomala di grave entit? sul cuscinetto numero N. Fermare la macchina immediatamente per evitare rotture catastrofiche?. ? ? Abnormal vibration of serious entity? bearing number N. Stop the machine immediately to avoid catastrophic breakdown ?.
? ?Vibrazione anomala di grave entit? sull?ingranaggio riduttore N. Fermare la macchina immediatamente per evitare rotture catastrofiche?. ? ? Abnormal vibration of serious entity? on the reduction gear N. Stop the machine immediately to avoid catastrophic breakdowns ?.
? eccetera? ? etc?
Si puntualizza che le liste di allarmi qui sopra riportate non rappresentano in alcun modo la totalit? dei possibili allarmi segnalati dal sistema multi-controllo e di conseguenza non limitano in alcun modo la protezione di questa domanda di deposito di brevetto ai soli allarmi elencati qui sopra. It is pointed out that the above alarm lists do not represent in any way the totality. of the possible alarms signaled by the multi-control system and consequently do not in any way limit the protection of this patent application to the alarms listed above.
6.3 POTENZA ISTANTANEA ASSORBITA DALLA MACCHINA CONTROLLATA 6.3 INSTANTANEOUS POWER ABSORBED BY THE CONTROLLED MACHINE
6.3.1 CALCOLO DELLA POTENZA ELETTRICA E/O MECCANICA ASSORBITA DALLA MACCHINA CONTROLLATA 6.3.1 CALCULATION OF THE ELECTRICAL AND / OR MECHANICAL POWER ABSORBED BY THE CONTROLLED MACHINE
Durante questa fase il microcontrollore provveder? al calcolo della potenza istantanea assorbita dalla macchina da controllare. Qualora la macchina da controllare risulti essere elettrica, il calcolo verr? effettuato mediante i valori rilevati dal/i sensori di corrente elettrica e tensione elettrica; qualora la macchina da controllare risulti essere meccanica, il calcolo verr? effettuato per mezzo dei valori rilevati dal sensore/i di torsione/coppia e dal sensore/i di giri (RPM) oppure direttamente per mezzo del segnale rilevato dall?attuatore, a seconda del tipo di macchina meccanica in esame. During this phase the microcontroller will provide? to the calculation of the instantaneous power absorbed by the machine to be controlled. If the machine to be checked is electric, the calculation will come? carried out using the values detected by the electric current and electric voltage sensor (s); if the machine to be checked is mechanical, the calculation will come? carried out by means of the values detected by the torsion / torque sensor / s and by the rpm sensor / s (RPM) or directly by means of the signal detected by the actuator, depending on the type of mechanical machine in question.
La potenza calcolata ? un parametro di fondamentale importanza per determinare lo sfruttamento della macchina controllata. In determinate condizioni, come ad esempio l'avviamento della macchina, sar? necessario verificare che la potenza non superi un determinato valore massimo Pmax. Qualora questo valore venisse superato durante l?avviamento, l?allarme di alto livello ?Carico eccessivo durante l?avviamento? sar? memorizzato dal microcontrollore nella lista degli allarmi. The calculated power? a parameter of fundamental importance to determine the exploitation of the controlled machine. Under certain conditions, such as the starting of the machine, it will be? it is necessary to check that the power does not exceed a certain maximum value Pmax. Should this value be exceeded during start-up, the high-level alarm? Excessive load during start-up? sar? stored by the microcontroller in the list of alarms.
Il parametro di potenza istantanea funger? inoltre da supporto alla valutazione della gravit? degli allarmi rilevati dal sensore di particelle metalliche. A titolo di esempio citiamo i seguenti casi: The instantaneous power parameter will act? also supports the assessment of the severity? of the alarms detected by the metal particle sensor. As an example, we cite the following cases:
? Rilevamento di allarmi di alto livello relativi all?incremento del conteggio e/o della concentrazione delle particelle metalliche ferromagnetiche e/o non ferromagnetiche nel fluido lubrificante in concomitanza con un valore di potenza istantanea assorbita dalla macchina controllata molto elevato (al di sopra di un valore limite Plim impostato in base al tipo di macchina e in base al livello di sicurezza richiesto dal cliente). ? Detection of high-level alarms relating to the increase in the count and / or concentration of ferromagnetic and / or non-ferromagnetic metal particles in the lubricating fluid in conjunction with a very high instantaneous power absorbed by the controlled machine (above a value Plim limit set based on the type of machine and based on the level of security required by the customer).
In questo caso il livello dell?allarme non verr? innalzato al livello critico in quanto gli allarmi relativi alle particelle metalliche potranno essere ragionevolmente attribuibili all?elevato carico della macchina controllata. Il livello dell?allarme verr? in ogni modo mantenuto alto in quanto allarmi relativi alle particelle metalliche hanno sempre e comunque una certa valenza. In this case the level of the alarm will not come? raised to the critical level as the alarms relating to metal particles may reasonably be attributable to the high load of the controlled machine. The level of the alarm will come? in any case, kept high as alarms relating to metal particles have always and in any case a certain value.
? Rilevamento di allarmi di alto livello relativi all?incremento del conteggio e/o della concentrazione delle particelle metalliche ferromagnetiche e/o non ferromagnetiche nel fluido lubrificante in concomitanza con un valore basso di potenza istantanea assorbita dalla macchina controllata al di sotto di un valore limite Plim2 impostato in base al tipo di macchina e in base al livello di sicurezza richiesto dal cliente). ? Detection of high-level alarms relating to the increase in the count and / or concentration of ferromagnetic and / or non-ferromagnetic metal particles in the lubricating fluid in conjunction with a low instantaneous power absorbed by the controlled machine below a Plim2 limit value set according to the type of machine and according to the level of security required by the customer).
In questo caso il livello dell?allarme verr? innalzato al livello critico in quanto gli allarmi relativi alle particelle metalliche potranno ragionevolmente essere attribuiti ad un problema strutturale che potrebbe risultare di entit? molto importante. Al termine del testo degli allarmi di particelle metalliche in questione verr? aggiunta la frase ?Potenza assorbita bassa?, per meglio segnalare la gravit? dell?allarme. In this case the level of the alarm will come? raised to the critical level as the alarms relating to metal particles can reasonably be attributed to a structural problem that could result in entity? very important. At the end of the text of the metal particle alarms in question will come? added the phrase? Power absorbed low ?, to better signal the gravity? alarm.
6.4 CALCOLO DELLE ORE DI LAVORO DELLA MACCHINA CONTROLLATA 6.4 CALCULATION OF THE WORKING HOURS OF THE CONTROLLED MACHINE
Il microcontrollore sar? configurato per memorizzare il conteggio delle ore di lavoro della macchina controllata trascorse dall?ultimo azzeramento. L?azzeramento andr? effettuato manualmente a discrezione del cliente, generalmente al termine delle revisioni generali. The microcontroller will be? configured to store the count of the working hours of the controlled machine elapsed since the last reset. The zeroing will go? carried out manually at the customer's discretion, generally at the end of general reviews.
Il conteggio delle ore di lavoro della macchina controllata si baser? sulla rilevazione della potenza elettrica o meccanica della macchina controllata, in particolare il conteggio sar? attivo nel caso in cui la potenza della macchina fosse superiore ad un determinato valore di soglia minima (Pmin) e sar? fermo nel caso in cui il valore della potenza della macchina fosse inferiore a detto valore di soglia minima. Will the count of the working hours of the controlled machine be based? on the detection of the electrical or mechanical power of the controlled machine, in particular the count will be? active in the event that the power of the machine is higher than a certain minimum threshold value (Pmin) and sar? stopped in the event that the value of the power of the machine is lower than said minimum threshold value.
7. SEGNALAZIONE DEGLI ALLARMI 7. SIGNALING OF ALARMS
Quando il microcontrollore avr? terminato la fase di elaborazione dei dati, la lista degli allarmi sar? stata completata e il livello dell?allarme sar? stato definito. When the microcontroller will have? finished the data processing phase, the list of alarms will be? been completed and the level of the alarm will be? been defined.
Si noti che gli allarmi e i tipi di segnalazioni che verranno descritti qui di seguito potranno essere acustici e/o luminosi e/o visivi, in particolare l?avviso acustico potr? essere modulato a seconda del grado di allarme: basso, medio alto e l?avviso visivo potr? essere visualizzato sul display del sistema posizionato esternamente alla scatola di controllo (7), o anche su di un computer di controllo remoto/tablet/smartphone ecc. Tale metodo potr? anche essere implementato con metodo che viene attuato da un opportuno software da installarsi non solo nel sistema (in particolare nel microcontrollore) ma anche su opportuni computer, server, ed anche essere attuato da un?applicazione per smartphone tablet od altro. It should be noted that the alarms and types of signals that will be described below may be acoustic and / or luminous and / or visual, in particular the acoustic warning may? be modulated according to the degree of alarm: low, medium-high and the visual warning can? be displayed on the system display positioned outside the control box (7), or even on a remote control computer / tablet / smartphone etc. This method will be able? also be implemented with a method that is implemented by an appropriate software to be installed not only in the system (in particular in the microcontroller) but also on appropriate computers, servers, and also be implemented by an application for smartphone, tablet or other.
Gli esempi di segnalazione luminosa, visiva e acustica degli allarmi e del livello di allarme riportati in seguito non rappresentano in alcun modo la totalit? di quelli configurabili sul sistema innovativo multi-controllo e di conseguenza non limitano in alcun modo la protezione di questa domanda di deposito di brevetto ai soli casi elencati qui sotto. The examples of light, visual and acoustic signaling of the alarms and the alarm level shown below do not represent in any way the totality of the alarms. of those configurable on the innovative multi-control system and consequently do not in any way limit the protection of this patent application to the cases listed below.
Qualora il sistema fosse dotato di dispositivi, installati sul contenitore riservato alla parte elettrica, per la segnalazione luminosa e/o acustica del livello di allarme e/o visiva degli allarmi e dei parametri rilevati dai sensori, il microcontrollore provveder? ad accendere il dispositivo di segnalazione luminoso e/o acustico pi? appropriato in base al livello di allarme rilevato e provveder? a visualizzare la lista degli allarmi rilevati e il valore rilevato da determinati sensori sul dispositivo visivo posizionato esternamente alla scatola di controllo (7), quale schermo/pannello HMI/monitor ecc. If the system is equipped with devices, installed on the container reserved for the electrical part, for the luminous and / or acoustic signaling of the alarm level and / or visual of the alarms and parameters detected by the sensors, the microcontroller will provide? to turn on the luminous and / or acoustic signaling device pi? appropriate based on the alarm level detected and will provide? to display the list of alarms detected and the value detected by certain sensors on the visual device positioned outside the control box (7), such as screen / HMI panel / monitor etc.
La scelta dei valori dei sensori da mostrare visivamente sar? completamente personalizzabile in base alle esigenze del cliente. The choice of sensor values to be visually displayed will be? fully customizable according to customer needs.
Un esempio (non vincolante) di segnalazione luminosa e acustica potrebbe essere quello riportato qui sotto: An example (not binding) of light and acoustic signaling could be the one shown below:
? Qualora la lista degli allarmi fosse vuota, il dispositivo di segnalazione luminoso di colore verde verr? acceso in modo fisso e nessun dispositivo di segnalazione acustico verr? attivato. ? If the list of alarms is empty, the green light signaling device will come? on steadily and no acoustic signaling device will come? activated.
? Qualora il livello di allarme fosse di tipo medio, il dispositivo di segnalazione luminoso di colore giallo verr? acceso in modo fisso e il dispositivo di segnalazione acustico di medio livello verr? attivato. ? If the alarm level is of medium type, the yellow luminous signaling device will come? lit steadily and the medium-level acoustic signaling device will come? activated.
? Qualora il livello di allarme fosse di tipo alto, il dispositivo di segnalazione luminoso di colore rosso verr? acceso in modo fisso e il dispositivo di segnalazione acustico di alto livello verr? attivato. ? If the alarm level is high, the red light signaling device will come out. steadily lit and the high-level acoustic signaling device will come? activated.
? Qualora il livello di allarme fosse di tipo critico, il dispositivo di segnalazione luminoso di colore rosso verr? acceso in modo intermittente con una frequenza di intermittenza molto elevata e il dispositivo di segnalazione acustico di alto livello verr? attivato. ? If the alarm level is critical, the red light signaling device will come out. intermittently lit with a very high blink rate and the high-level beeper will sound. activated.
Il sistema, in base alle esigenze, potr? inoltre essere dotato di un pulsante di test dei dispositivi di visualizzazione luminosa, di un interruttore per rendere muti uno o pi? dispositivi di segnalazione acustica e di un dispositivo di riconoscimento biometrico/a e/o a tessera magnetica e/o a codice numerico ecc? per la gestione delle autorizzazioni. The system, according to the needs, can? also be equipped with a test button for luminous display devices, a switch to mute one or more? acoustic signaling devices and a biometric and / or magnetic card and / or numeric code recognition device, etc? for the management of authorizations.
Sempre in base alle esigenze, il sistema potr? essere programmato per richiedere il riconoscimento/accettazione di tutti gli allarmi segnalati, in modo da garantire che gli utilizzatori finali del sistema vengano a conoscenza di tutti gli allarmi segnalati, inclusi quelli che sono rientrati da soli senza la necessit? di effettuare alcun intervento. Always according to the needs, the system can? be programmed to request the acknowledgment / acceptance of all reported alarms, in order to ensure that system end users are aware of all reported alarms, including those that have gone back on their own without the need? to carry out any intervention.
Per particolari funzioni, ove presenti, come ad esempio ma non solo il tacitamento degli allarmi acustici, il riconoscimento degli allarmi o la visualizzazione di determinati valori rilevati dai sensori, il sistema potr? essere impostato per richiedere determinati livelli di autorizzazione. For particular functions, where present, such as for example but not only the silencing of the acoustic alarms, the acknowledgment of the alarms or the display of certain values detected by the sensors, the system can? be set to require certain permission levels.
Qualora il sistema fosse modulato per la segnalazione degli allarmi e/o del livello di allarme e/o della lista degli allarmi e/o dei valori rilevati da determinati sensori su di un computer di controllo remoto/tablet/smartphone ecc, il microcontrollore provveder? a trasferire le informazioni di interesse mediante il metodo di trasferimento pi? opportuno (come ad esempio SQL QUERY, FTP, FTPS, TCP, Stream Analytics, ecc?) determinabile in base alle esigenze del cliente. If the system is modulated to signal the alarms and / or the alarm level and / or the list of alarms and / or the values detected by certain sensors on a remote control computer / tablet / smartphone, etc., will the microcontroller provide? to transfer the information of interest through the transfer method pi? appropriate (such as SQL QUERY, FTP, FTPS, TCP, Stream Analytics, etc.?) can be determined based on the customer's needs.
Qualora il sistema fosse modulato per interagire con il sistema di gestione dell?impianto di cui fa parte la macchina da controllare (come ad esempio il sistema di bordo di una nave, il sistema di gestione di una raffineria o di una piattaforma offshore, ecc?), il microcontrollore provveder? a comunicare i parametri di interesse al sistema in oggetto mediante il metodo di collegamento e trasferimento pi? opportuno, determinabile in base alle esigenze e ai software/hardware utilizzati dal cliente. Should the system be modulated to interact with the management system of the plant of which the machine to be controlled is part (such as the on-board system of a ship, the management system of a refinery or an offshore platform, etc.? ), the microcontroller will provide? to communicate the parameters of interest to the system in question through the method of connection and transfer pi? appropriate, which can be determined based on the needs and software / hardware used by the customer.
8. SALVATAGGIO DEI DATI 8. DATA SAVING
Il microcontrollore sar? programmato per salvare almeno i dati dei sensori, gli allarmi, le eventuali segnalazioni degli interventi di manutenzione programmata e il loro completamento, generici eventi come l?accensione e lo spegnimento della macchina controllata, gli allarmi di autodiagnostica e il numero delle ore di lavoro della macchina controllata in uno o pi? database, la cui collocazione, memoria, livello di criptazione, autorizzazione di accesso, velocit? di accesso e limite di connessioni simultanee potranno essere modulate in base alla richiesta del cliente. The microcontroller will be? programmed to save at least the sensor data, the alarms, any reports of scheduled maintenance interventions and their completion, generic events such as the switching on and off of the controlled machine, the self-diagnostic alarms and the number of working hours of the machine controlled in one or more? database, whose location, memory, encryption level, access authorization, speed? of access and limit of simultaneous connections can be modulated according to the customer's request.
Possibili esempi di collocamento del database, che non rappresentano in alcun modo la totalit? delle possibili soluzioni adottabili dal sistema innovativo multi-controllo e di conseguenza non limitano in alcun modo la protezione di questa domanda di deposito di brevetto ai seguenti, possono essere: Possible examples of database placement, which in no way represent the whole? of the possible solutions that can be adopted by the innovative multi-control system and consequently do not in any way limit the protection of this patent application to the following, can be:
? Collocazione del database all?interno della memoria del microcontrollore e/o del pannello HMI, qualora presente. Risulta ovvio che le prestazioni e la memoria di tale database risulter? essere limitata in base alle caratteristiche del microcontrollore e/o pannello HMI utilizzato. ? Location of the database inside the memory of the microcontroller and / or the HMI panel, if present. It is obvious that the performance and memory of that database will result? be limited based on the characteristics of the microcontroller and / or HMI panel used.
? Collocazione del database su di un computer collegato in remoto o appartenente alla rete in cui ? collocato il sistema innovativo multi-controllo. ? Placement of the database on a computer connected remotely or belonging to the network where? placed the innovative multi-control system.
? Collocazione in server appartenenti alla rete in cui ? collocato il sistema innovativo multi-controllo. ? Placement in servers belonging to the network where? placed the innovative multi-control system.
? Collocazione in server cloud. ? Placement in cloud server.
9. CONCLUSIONI FINALI 9. FINAL CONCLUSIONS
In conclusione, si osserva che, il sistema, il prodotto ed il metodo descritto dalla presente invenzione consentono una efficace ed effettiva predizione, prevenzione e pianificazione della manutenzione relativa a macchine e/o dispositivi aventi una lubrificazione a grasso. In conclusion, it is observed that the system, the product and the method described by the present invention allow an effective and effective prediction, prevention and planning of the maintenance relating to machines and / or devices having grease lubrication.
Il sistema, il prodotto ed il metodo, descritto dalla presente invenzione, grazie alla sua costante e continua azione di monitoraggio delle particelle metalliche che ne identificano l?usura, consentono di massimizzare quanto pi? possibile l?operativit? e la disponibilit? delle macchine controllate nel pieno rispetto dei requisiti d?uso ed entro i limiti stabiliti dalle specifiche e caratteristiche definite dai costruttori delle macchine stesse. The system, the product and the method, described by the present invention, thanks to its constant and continuous monitoring action of the metal particles that identify the wear, allow to maximize as much as possible. can the operation? and the availability? of the controlled machines in full compliance with the requirements of use and within the limits established by the specifications and characteristics defined by the manufacturers of the machines themselves.
Negli esempi di realizzazione precedentemente illustrati, singole caratteristiche, riportate in relazione a specifici esempi, potranno essere in realt? intercambiate con altre diverse caratteristiche, esistenti in tanti altri possibili esempi di realizzazione. In the embodiment examples previously illustrated, single characteristics, reported in relation to specific examples, may actually be interchanged with other different characteristics, existing in many other possible examples of realization.
Il sistema, il prodotto ed il metodo descritto dalla presente invenzione sono suscettibili di numerose modifiche e varianti tutte rientranti nel concetto inventivo espresso nelle rivendicazioni allegate. Tutti i particolari potranno essere sostituiti da altri elementi tecnicamente equivalenti, ed i materiali potranno essere diversi a seconda delle esigenze, senza uscire dall?ambito dell?invenzione. The system, the product and the method described by the present invention are susceptible of numerous modifications and variations, all of which are within the scope of the inventive concept expressed in the attached claims. All the details can be replaced by other technically equivalent elements, and the materials can be different according to the requirements, without departing from the scope of the invention.
In ulteriori forme di realizzazione, la disposizione e quindi anche le reciproche posizioni e la selezione di quanti e quali sensori e/o di quanti e quali componenti del sistema, prodotto e metodo descritti nella presente invenzione possono variare in funzione del loro utilizzo e dalla scelta dei clienti. In further embodiments, the arrangement and therefore also the reciprocal positions and the selection of how many and which sensors and / or how many and which components of the system, product and method described in the present invention can vary according to their use and choice of customers.
Inoltre, la comunicazione dei sensori in dotazione al sistema ed al prodotto descritto dalla presente invenzione, pu? essere effettuata, non solo via cavo, ma anche con sistema senza fili (wireless), come ad esempio in Wi-Fi e/o con qualsiasi altro metodo di comunicazione senza fili. Furthermore, the communication of the sensors provided with the system and with the product described by the present invention, can? be carried out, not only via cable, but also with a wireless system (wireless), such as in Wi-Fi and / or with any other method of wireless communication.
Anche se il sistema, il prodotto ed il metodo sono stati descritti con particolare riferimento ai disegni allegati, i numeri di riferimento usati nella descrizione e nelle rivendicazioni sono utilizzati per migliorare l?intelligenza del trovato e non costituiscono alcuna limitazione all?ambito di tutela rivendicato. Even if the system, the product and the method have been described with particular reference to the attached drawings, the reference numbers used in the description and in the claims are used to improve the intelligence of the invention and do not constitute any limitation to the scope of protection claimed. .
DISEGNO 1 DRAWING 1
DISEGNO 2 DRAWING 2
DISEGNO 3 DRAWING 3
DISEGNO 4 DRAWING 4
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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IT102020000003730A IT202000003730A1 (en) | 2020-03-04 | 2020-03-04 | Control system and related method for machines and / or mechanical devices equipped in particular with mechanical components and / or systems and / or electrical components and / or systems that are lubricated with any type of grease |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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IT102020000003730A IT202000003730A1 (en) | 2020-03-04 | 2020-03-04 | Control system and related method for machines and / or mechanical devices equipped in particular with mechanical components and / or systems and / or electrical components and / or systems that are lubricated with any type of grease |
Publications (1)
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Family
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Family Applications (1)
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