Publicação: Desenvolvimento de um sistema de monitoramento de óleo em tempo real para sistemas de lubrificação
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Resumo
Em sistemas hidráulicos com lubrificação a óleo que possuem skids para realizar a troca térmica entre o óleo e a água, o monitoramento de umidade, partículas ferrosas e temperatura são essenciais para garantir o perfeito funcionamento do sistema em condições normais de operação, resguardando a segurança do equipamento final que será lubrificado ou refrigerado. Tendo em vista a importância deste monitoramento, este trabalho propõe o estudo e o desenvolvimento de um sistema de monitoramento em tempo real para avaliar as condições operacionais do óleo lubrificante em sistemas hidráulicos industriais, com foco em aplicações em usinas hidrelétricas. A fim de alcançar este objetivo, são projetados e validados três sensores: um sensor capacitivo para detecção e monitoramento do teor da água no óleo, um sensor indutivo para detecção e monitoramento de partículas ferrosas e um sensor resistivo RTD PT100 a três fios para realizar a medição de temperatura. O sensor para detecção de água no óleo consiste em um sensor capacitivo de placas paralelas com quatro eletrodos. Ao inserir as amostras de água na tubulação com o sensor submerso no óleo, foi observada a variação da capacitância conforme o aumento da saturação. O sensor de detecção de partículas ferrosas consiste em duas bobinas, uma para excitação e outra para detecção. Com a presença de partículas ferrosas no centro da bobina de detecção, é possível observar uma variação na diferença de potencial medida. Para a medição de temperatura foi utilizado um sensor RTD PT100 comercial, com faixa de -70°C a 420°C. Os sensores foram integrados ao conversor analógico e por comunicação Modbus foi possível realizar a integração das medições com o sistema supervisório, desenvolvido através do software ScadaBR. Os resultados obtidos através dos testes experimentais e implementação do sistema de monitoramento remoto, demonstram a viabilidade técnica para desenvolvimento dos sensores propostos em aplicações industriais, bem como, a importância e relevância de realizar a medição constante dessas grandezas para manter o funcionamento adequado e seguro de equipamentos lubrificados a óleo.
Resumo
In oil-lubricated hydraulic systems with skids for heat exchange between oil and water, monitoring humidity, ferrous particles, and temperature is essential to ensure the system's proper functioning under normal operating conditions, safeguarding the safety of the final equipment being lubricated or cooled. Given the importance of this monitoring, this work proposes the study and development of a real-time monitoring system to evaluate the operational conditions of lubricating oil in industrial hydraulic systems, focusing on applications in hydroelectric power plants. To achieve this objective, three sensors were designed and validated: a capacitive sensor for detecting and monitoring the water content in the oil, an inductive sensor for detecting and monitoring ferrous particles, and a three-wire RTD PT100 resistive sensor for temperature measurement. The sensor for detecting water in the oil consists of a parallel-plate capacitive sensor with four electrodes. By inserting water samples into the piping with the sensor submerged in the oil, the capacitance variation was observed as saturation increased. The ferrous particle detection sensor consists of two coils, one for excitation and the other for detection. With the presence of ferrous particles in the center of the detection coil, a variation in the measured potential difference can be observed. For temperature measurement, a commercial PT100 RTD sensor was used, with a range between -70°C and 420°C. The sensors were integrated into the analog converter, and Modbus communication allowed for the integration of measurements with the supervisory system, developed using the ScadaBR software. The results obtained through experimental tests and implementation of the remote monitoring system demonstrate the technical feasibility of developing the proposed sensors for industrial applications, as well as the importance and relevance of constantly measuring these quantities to maintain the perfect and safe operation of oil-lubricated equipment.
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