By akademiotoelektronik, 17/10/2022
Connected pumps: to new service offers
It has become economically feasible to instrument the pumps to follow their operation at a distance.Manufacturers offer several types of systems differing especially by their data analysis capacity.The service offer evolves in parallel but no model is still detached.
Instrumenter les pompes pour suivre leur fonctionnement à distance, l’idée n’est certes pas nouvelle. « La surveillance en continu peut apporter beaucoup à la gestion des pompes, en particulier pour leur maintenance. On le sait, on peut techniquement le faire depuis des années mais le coût empêchait la mise en œuvre de ce genre de systèmes . Les systèmes connectés qui peuvent être maintenus en fonctionnement avec un minimum d’interventions extérieures ont moins souffert du confinement imposé par la pandémie de Covid-19. Or la limitation des déplacements et le besoin d’une plus grande résilience des systèmes de production vont perdurer après cette crise sanitaire. Pour les systèmes de pompage, la connectivité offre un grand avantage. Même si de nombreux utilisateurs n’ont pas encore franchi le pas, le marché de la pompe connectée devrait se développer rapidement dans le contexte actuel » explique Julien Chalet, directeur de l’Action Collective à Evolis. Cette organisation professionnelle regroupe depuis juillet 2019 le Cisma (syndicat des équipements de construction, infrastructures, sidérurgie et de manutention) et Profluid (association française des pompes et agitateurs, des compresseurs et de la robinetterie). Or le contexte a récemment changé : le coût des capteurs a beaucoup diminué et l’émergence de l’IoT donne l’opportunité de transmettre des données à peu de frais. Dans le même temps, les contraintes se font plus fortes sur les utilisateurs de pompes. L’heure est en particulier aux économies d’énergie. De plus, les services techniques perdent en compétence, tout simplement à cause de l’évolution démographique. « Les services techniques des entreprises doivent faire face au départ des “anciens”, forts de leur expérience de terrain, sans toujours pouvoir organiser la transmission. Ceux qui arrivent, même très bien formés, n’ont pas cette expérience. Les systèmes de remontée et d’analyse des données de la pompe rassurent le client… et nous-mêmes sur la pérennité des matériels » affirme ainsi Christophe Tourneur pour Rovatti. Xylem partage la même analyse, soulignant dans son argumentaire pour les systèmes “intelligents” que, selon les entreprises, « 20 à 40 % des techniciens de maintenance partiront à la retraite dans les 5 ans ».Various offers
Les fabricants multiplient donc les offres d’instrumentation des pompes et d’analyse des données. Application la plus évidente, mise en avant par tous : passer de la maintenance préventive à la maintenance prédictive (voir EIN 423, p. 69). Au-delà, ces systèmes permettent de s’assurer que les pompes fonctionnent bien à leur point de “confort”, donc au meilleur rendement, ce qui économise de l’énergie et prolonge la durée de vie des appareils. Quitte à préconiser un changement de pompe s’il s’avère que le choix initial n’était pas le bon. Les plus avancés peuvent même contribuer à l’optimisation du process entier.Vibrations, débit, température, caractéristiques du courant d’alimentation : toutes ces grandeurs, qui nécessitent des capteurs plus ou moins sophistiqués et coûteux, donnent des renseignements sur l’état ou le régime de fonctionnement de la pompe.Tsurumi, for example, offers the Tsurumi Connect connected socket which allows you to take control of pumping operations.Its intelligent interface between pumping and instrumentation (flow meter, pressure switch, frequency variator, level probes, etc.) offers a wide range of remote applications: monitor the pumping of connected pumps by checking the vital functions of the pump,Ensure, plan the stops by maintaining a level of controlled pumping, communicate in real time the measurement points or check their acquittal, and prevent in the event of failure by all possible SMS, Internet LAN means etc ...
Le dispositif se greffe sur n’importe quelle installation avec ou sans internet. Sa capacité de mémoire est de 30 jours minimum.La grande différence entre les “gammes” de systèmes provient toutefois de l’analyse logicielle qui leur est appliquée. « C’est l’intelligence embarquée, le processeur qui peut faire la différence, plus que le principe de mesure physique » estime ainsi Julien Chalet.Atlantique Industrie associe ainsi moteurs, variateurs, hydrauliques avec des outils de surveillance, de diagnostic et des automatismes pour collecter et analyser des paramètres clés tels que débit, pression, vitesse, vibration, positionnement, etc.Les systèmes de surveillance des pompes Seepex sont conçus pour observer en temps réel les informations opérationnelles telles que le débit, la température, la pression, etc. et enregistrer les conditions de fonctionnement et le rendement de la pompe. Ils fournissent aux utilisateurs un historique et des tendances pour l'analyse des performances et l'optimisation des process. Les écarts par rapport aux valeurs de consigne déclenchent des alarmes, notifiées par SMS ou par e-mail via des appareils mobiles, pour réduire les tournées d'inspection et proposer une meilleure protection des process de production critiques.In addition to the technical offer, it is through the associated service that manufacturers are trying to distinguish themselves.Should you manage the operator's pump park or simply install the system and leave your hand?"We do not know which economic model will emerge.Each important manufacturer of pumps offers its services with its model, its data path.It is too early to see a model detach »replies Julien Chalet.Especially since certain legal and security issues are not completely decided."Who owns the data: the customer or the pump manufacturer?"And if there is a delegation and an attack occurs on the cloud, which is responsible?The customer will undoubtedly be the owner of the data, this is what we are heading.We must therefore offer suitable services without being too intrusive, ”explains Nicolas Zennaro, sales director at Wilo for example.
Vibrations and alarm: the new standard?
Le système le plus courant consiste à installer des capteurs de vibration – et souvent de température – puis déterminer des seuils au-delà desquels une alarme est déclenchée, sans analyse particulière. Il faut alors envoyer un technicien sur place pour voir de quoi il en retourne. KSB propose ainsi son système KSB Guard, présenté en France à Pollutec en décembre 2018, et disponible à la vente, en France, depuis l’année dernière. Il comprend un bloc équipé de deux capteurs - température et vibrations, à coller sur le palier de la pompe - associé à un bloc d’alimentation et de transmission à positionner sur le groupe motopompe.
The KSB Guard system has already made it possible, for example, to detect the presence of a foreign body stuck in the wheel of a pump (non -KSB) with PTFE inner coating (polytetrafluoroethylene)."It would have in the long run destroyed the PTFE.Thanks to the KSB Guard, we were able to anticipate, stop the pump, remove the foreign body and thus avoid replacing the PTFE ”remembers François Morsch.On another occasion, a significant change in the vibratory diet that occurred after an engine replacement gave the alarm: the new engine was poorly aligned with the pump.KSB Supremeserv offers three levels of service.With the first, “transparency”, the firm provides, installs and parameter the KSB Guard, and in parallel forms the customer to its use.It is up to the latter to react to alerts and follow its installation.With the “mastery” level, KSB, which has access to data, analyzes alarms with the customer and defines with him the actions to be carried out.Once a year, a technician inspects the pumps.KSB also provides an annual report, provides the maintenance history and manages all the information accessible from the application for the customer.Finally, the "serenity" level offers a complete service, associating with previous services other types of service such as the deposit and possible repair of the pump, on site or in the workshop.
The fact remains that such a system has its limits."On large machines, it is sometimes necessary to instrument the pumps with more sophisticated systems (analysis of current characteristics, spectral analysis at a distance, etc.), which are much more expensive.Our relatively inexpensive product is intended to equip as many non -instrumented machines as possible today, so that the customer quickly has a vision of the state of his park, "explains François Morsch.
Sulzer has also just embarked on this type of solution, offering its Sense system since September2019.This is a small autonomous case comprising two sensors (temperature and vibrations) with its own battery.It measures the parameters at a frequency chosen by the customer - 15 minutes, one hour, three hours, one day, etc..- and sends an alarm in the event of a threshold overcoming.Its particularity: each case can serve as a relay for a neighbor, which makes it possible to build mesh networks comprising up to 50 sense sending their information to a single gateway."The distance between two devices must be less than 20 meters, modular of course if there are walls or obstacles.A box placed in the right place can also be used simply as a relay, without taking a measure.The data goes back to the cloud and is then accessible via a smartphone, a tablet, etc....»Specifies Benjamin Mattei, sales engineer at Sulzer.For the moment, the Sense does not communicate with the customer's DCS: this is the object of future development.Currently, Sulzer has access to data on his cloud but has not yet defined maintenance contracts associated with this brand new system."It will depend on customer demand," says Benjamin Mattei.Sulzer has already sold hundreds of sense in the world, mainly to industrial customers, but the product is just entering the French market.
At Wilo, Nicolas Zennaro insists that many pumps from the company are equipped with synchronous engines with permanent IE5 magnets.Wilo offers to integrate humidity, temperature and vibrations sensors pump into the pump.Again, it is a question of promoting a form of preventive maintenance and optimizing the exploitation of the equipment.The system also provides decision -making assistance on the wear of a bearing, a level.Depending on the facilities, it can even highlight cavitation or clogging problems."The system continues the data continuously but a vibration problem, for example, perhaps linked to many reasons: installation of the pump, cavitation, rolling or landing wear.It is difficult to have an algorithm capable of distinguishing.This is the environment that allows you to move towards a diagnosis, "explains Nicolas Zennaro.In terms of contract, the customer can recover the data and do the rest (with the help of Wilo intervention teams if necessary), or Wilo can offer total installation supervision."We can technically do it but the question of exploitation and property of the data remains open" tempers Nicolas Zennaro however.
The SEEPEX connected services on their sides, compare the data received from monitors with the previously defined operational specifications and the pump performance curve to determine the differences in relation to optimal performance.This difference is communicated to the user to allow corrections to the process.
“The use of API software (application programming interface) also makes it possible to connect equipment to different suppliers in order to produce an overview of the process and to allow the entire process optimization"Adds Olivier Gallosio, its sales manager.
The Vibration/Assessment Sensor Configuration to the Cloud/Alarm if Exvertment of the Threshold seems in fact to become a “default” option, a standard.So much so that "pure" pump manufacturers, like Rovatti, turn to sensors and trade software they adapt to build this type of solution."We have a network of approved partner installers.The data are accessible to them, so obviously to the end customers.These are the installers who offer, or not, maintenance contracts that may rely on data from the pumps, "specifies Christophe Tourneur.
Since 2012, the Omnidip® system of Side Industry has guaranteed the optimum operation of connected pumps through some 230 parameters, without intrusive sensor, via a dedicated secure cloud.
Il ne se contente pas de prévenir une anomalie, ou d’archiver des données, il les croisent dès leur réception, en déduit des états analytiques, et traite automatiquement les alertes préventives émises par le DIP Système®. Des vérifications des processus automatiques du DIP Système®, telles que le débourrage automatique, l’autonettoyage, ou le respect des consignes de niveau par exemple, peuvent être lancées à distance depuis l’OmniDIP®, permettant ainsi de connaître l’état de la sonde, d’un moteur, de l’hydraulique de pompe, ou bien de tester l’alternance automatique par un outil de monitoring et d’éditer ses rapports synthétiques sur des périodes choisies.More complex analyzes
Plusieurs constructeurs proposent des systèmes plus sophistiqués – et plus chers – dotés d’une intelligence embarquée capable d’analyser les données et fournir un diagnostic. Ils peuvent utiliser des capteurs de vibrations, combinés éventuellement avec d’autres (débitmètres par exemple), mais aussi mesurer les caractéristiques du courant (intensité, potentiel, fréquence) au niveau du moteur. Un peu plus récents, un peu plus complexes, ces derniers capteurs sont aujourd’hui économiquement sensés, même pour des pompes. « Nous installons certes des capteurs pour surveiller les éléments fortement sollicités (roulements, joints d'étanchéité, etc.) et faire de la maintenance prédictive. Mais nous ajoutons des possibilités d’analyse supplémentaires pour vérifier si la pompe fonctionne dans conditions adaptées à sa conception, et éviter ainsi cavitations, fonctionnements à sec, coups de bélier, usures prématurées, donc pertes de rendement et gaspillages d’énergie. Nous en arrivons à un diagnostic dynamique », explique ainsi Manuel Ramos, spécialiste applications & solutions connectées chez Grundfos. Pour cela, Grundfos à développé l'année dernière un capteur dit "3 en 1" et son coffret intelligent le GIM (Grundfos Isolution Monitor).This solution therefore incorporates an accelerometer for the analysis of vibrations (which may come from a cavitation problem, bearing bearing, ram or simply from the installation of the pump), a temperature sensor as well as a sensorultrasonic to detect the absence of liquid."Ultrasonic technology is important because for industrial processes, the pumped liquid is not necessarily water and the classic humidity sensors are then ineffective" specifies Manuel Ramos.But above all, compared to a traditional solution, the GIM has algorithms allowing to provide in real time a precise diagnosis.He will indicate, for example, that the cavity pump.In addition, interconnected with engines with variable frequency integrated GRUNDFOS MGE or equipped with external variator picked, the GIM makes it possible to supervise all operational data such as consumption, setpoint, pressure at the suction...
Tout cela permet à Grundfos de proposer trois types de services à la carte. Possibilité la plus simple : le client installe le GIM et va lire via bluetooth sur son téléphone ou tablette les alarmes et les données. Il peut aussi décider de faire remonter les données dans sa supervision ou dans le cloud de Grundfos, bénéficiant alors d’un historique plus important et d’analyses plus fines. Le client peut lire et exploiter lui-même cette information ou, et c’est là le troisième niveau de service, confier le tout à Grundfos qui fera alors un rapport détaillé.With this solution, Grundfos research and development teams aim to expand user profits.In particular, improve and better target preventive maintenance planning, access data from the pump and the pumping system at any time.The Grundfos GIM solution includes a mounted communication unit, on or next to the pump, a web interface and the Grundfos Go application to follow the installations remotely.
KSB also goes to this type of solution."Ultimately, we want to" feed "our algorithms with data from the whole fleet of machines equipped with KSB Guard, in order to anticipate breakdowns.It will no longer be a question of simply reporting an exceeding of the threshold but of being able to draw a precise prediction of breakdown of a vibration profile "thus advances François Morsh."New non -intrusive technologies (on the hydraulic part) arrive on the market.From the tension, the frequency and the current intensity, we can deduce many parameters allowing to assess the performance of the pump and its state of health.This type of equipment that is installed in an electric cabinet has the advantage of being agnostic about the brand and the type of pump, "explains Mouthou Sudarissanane, Manager Monitoring and Control at Xylem.It is on this principle of analysis of the current wave form that the sam4 system of Xylem rests.It includes a case, placed in the electric cabinet, which sends the data by 4G to a gateway which relays them to the Cloud Xylem.There, algorithms based on artificial intelligence automatically analyze them and, on the one hand, send alerts if necessary that operators receive, for example, on their smartphone and, on the other hand produce and permanently updateDashboards (performance monitoring, energy consumption, state of health of the pump, etc.) readable by computer (including customer's SCADA)."Our algorithms compare real data with a digital twin of the machine and use AI to be able to" recognize "the signature of each deviation.We have a database that makes it possible to compare the signature noted with that of known defects "specifies Mouthou Sudarissanane."The relevance of this kind of equipment depends on the size and/or importance of the pump.We do not offer it in all situations because the investment is not always justified, "he adds.
For which associated service?It all depends on the contract.The customer can rely on his own technical service to operate the 100% system with a monthly cloud subscription.He then buys the hardware and Xylem part provides access to the database and decision -making algorithms.This can couple with a maintenance service.But Xylem can also assume all or part of maintenance, or even take control of all heritage management.
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