Surveillance des conditions

Condition Monitoring signifie surveillance des conditions. Dans la technologie des machines et des véhicules, la surveillance des conditions mesure et évalue le comportement de la machine depuis le système de contrôle jusqu'aux composants. D'une part, il s'agit de remplacer les pièces d'usure uniquement si nécessaire. D'autre part, la surveillance des conditions détecte aussi à temps, et avant qu'un problème n'arrive, les composants qui ont modifié leurs propriétés pour d'autres causes que l'usure normale. La surveillance des conditions offre de nombreux avantages, non seulement dans l'ingénierie mécanique, mais aussi dans d'autres systèmes, comme ceux de l'approvisionnement en énergie et en eau, et dans les composants de sécurité des bâtiments, comme les ponts, les tunnels, les tours et les hauts bâtiments.

Les usines de production, les usines de conversion et de production d'énergie, les véhicules, la technologie du transport et de nombreuses autres usines et dispositifs importants sont soumis à une maintenance régulière pour éviter des défaillances. Souvent, au cours de la maintenance planifiée, des composants ou des matériaux de fonctionnement sont remplacés par mesure de précaution, après un certain temps défini ou après un certain kilométrage, afin de garantir que l'usine n'ait pas de pannes, en raison de l'usure de ces composants. La composition de certaines pièces ou matériaux de travail vieillissent avec le temps, indépendamment de l'utilisation qui en est faite, tandis que d'autres composants vieillissent en fonction du temps de fonctionnement et de la contamination possible ou d'autres charges. Lorsque, grâce à la surveillance des conditions, ces pièces sont remplacées au moment où elles ont atteint la fin de leur vie utile, et non pas après un intervalle de temps prédéterminé, on peut faire de grandes économies. Pour cela, il faut établir des critères bien définis pour les composants correspondants et les surveiller périodiquement. Le contrôle continu de la température, de l'usure, de l'écart ou du degré de contamination permet de tirer des conclusions concernant leur évolution. En outre, il est nécessaire de garantir la disponibilité rapide de la pièce de rechange ou du matériau de travail, ainsi que son remplacement rapide. Lorsque la maintenance ne peut pas se faire immédiatement bien qu'elle soit nécessaire, dans certains cas, il est possible de réduire la charge du système.

Les investissements dans des appareils pour la surveillance des conditions de l'état des installations aident à détecter à temps leurs pannes imminentes et évitent ainsi les arrêts de production. Les frais supplémentaires produits par la surveillance des conditions, sont compensés par la réduction des frais du personnel de réparation, des pièces de rechange et de la période d'inactivité de l'usine. Les composants dont l'état actuel peut provoquer des situations dangereuses et des pertes économiques, sont rapidement détectés pour pouvoir lancer à temps les contremesures. La surveillance des conditions entraîne aussi une meilleure qualité de la production et la fiabilité de la planification, puisque ce contrôle contribue également à maintenir la précision requise pendant la production.

Maintenance préventive et surveillance des conditions
Dans la surveillance des conditions, les grandeurs typiques, qui fournissent des informations sur l'état des composants, sont mesurées. Parmi ces grandeurs se trouvent, par exemple, la température, le niveau de remplissage, la pression, la vitesse de débit, les oscillations, les vibrations, la vitesse, la fréquence et le bruit. Dans la surveillance des conditions, vous pouvez utiliser des systèmes ou des dispositifs individuels capables d'activer des alarmes lorsque les valeurs limites prédéfinis sont atteintes. Cela permet de mettre en place, à temps, les contremesures, même dans des systèmes qui ne sont pas contrôlés en permanence par le personnel opérateur. La surveillance des conditions aide à éviter les pannes, les temps d'arrêt prolongés et les dommages résultants, même avec un usage prolongé des pièces d'usure et des matériaux de travail.

On parle de surveillance des conditions lorsque l'on détermine le moment et la portée de la maintenance en fonction de l'état actuel des composants. La surveillance des conditions est généralement plus favorable que la maintenance préventive à intervalles définis, et que la maintenance opérationnelle après une panne, puisque les composants et les matériaux de fonctionnement s'utilisent pendant plus longtemps, mais pas jusqu'à la défaillance fonctionnelle.

Les capteurs actuels peuvent même mesurer des changements minimum dans les températures, les vibrations, les niveaux de son ou d'ultrasons, ou dans la composition des réfrigérants ou des lubrifiants. Souvent, ces données sont comparées aux dispositifs connectés, en fonction de spécifications concrètes. Dans la surveillance des conditions, toutes les données de mesure sont sauvegardées et analysées pour trouver le moment optimal pour remplacer les composants.

Pour réaliser une surveillance des conditions, vous pouvez utiliser des instruments de mesure portables ou des capteurs à installation permanente. Les dispositifs à plusieurs canaux permettent de mesurer simultanément les valeurs des capteurs installés dans différents points de mesure. Vous pouvez aisément analyser les valeurs enregistrées sur votre ordinateur. Pour cela, vous disposez généralement d'un logiciel spécial, ou vous pouvez transférer les données à un logiciel déjà existant. Par exemple, la visualisation sur un PC, de l'analyse des vibrations permet de voir, à temps, les plus petites irrégularités des éléments d'entrainement comme les moteurs, les engrenages et les roulements. Vous pourrez ainsi arrêter la machine immédiatement ou au moment opportun pour examiner et rectifier la cause de la défaillance avant que des dommages aient lieu. En plus du diagnostic des vibrations et de l'enregistrement de la température, la surveillance des conditions inclut des mesures du bruit, du débit et des inspections avec des caméras endoscopiques.

Surveillance des conditions dans la production automatisée
Le Fraunhofer Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZM (Institut Fraunhofer pour la fiabilité et la micro-intégration) examine aussi le sujet des systèmes de surveillance des conditions. Dans le projet EcoMoS, sous le mot clé "Industrie 4.0", des petits capteurs bon marché sont connectés en réseau pour former des réseaux de communication sans fil autonomes d'autosuffisance énergétique. Le système est pensé pour couvrir des plages de 100 m maximum et pour fonctionner de manière fiable dans des conditions de chaleur, d'humidité, de saleté, de haute tension, de chocs et de rotations. Les petits capteurs sans fil utilisés dans le projet non pas besoin de maintenance et permettent l'obtention de données de mesure, même dans des lieux difficiles d'accès. La transmission sans fil de données simplifie l'installation des capteurs. En outre, cela évite d'avoir à assurer les câbles de connexion de l'installation à contrôler. Les capteurs interconnectés du projet sont testés dans des conditions réelles, dans une usine à papier. Les données de mesure de la surveillance de l'état ne serviront pas seulement à la surveillance des conditions, mais contribueront aussi à une meilleure compréhension des usines surveillées.

L'objectif est que le personnel travaille efficacement, et que les usines de production dans l'industrie soient maintenues de sorte que peu de défaillances se produisent à cause de composants individuels défectueux. C'est précisément le défi. La surveillance des conditions essaie de prédire le comportement de la machine, depuis le système de contrôle jusqu'aux différents composants individuels. L'objectif est de remplacer les pièces juste avant qu'elles arrêtent de fonctionner et non pas après un temps défini ou après un nombre d'unités déterminé.

Il est crucial de connaître l'état des machines de production dans tous les secteurs de l'industrie et de reconnaître les sources d'erreur possibles dès les premières étapes, afin de pouvoir planifier à temps la maintenance programmée. En outre, lorsque les composants importants de la machine sont utilisés au maximum, de très grandes économies peuvent être faites.