Układy hydrauliczne są wszechobecne w przemyśle – od produkcji, przez transport, aż po budownictwo. Wysoka moc, kompaktowość oraz precyzyjne możliwości regulacyjne czynią je idealnymi do zadań, które wymagają dużych sił i dynamicznych ruchów. Hydraulika jest szczególnie ceniona w zastosowaniach, w których konieczna jest precyzja i płynność ruchu, np. w maszynach CNC, prasach hydraulicznych czy dźwigach.

Dzięki monitorowaniu stanu układów hydraulicznych możliwe jest zminimalizowanie ryzyka awarii. Wprowadzenie nowoczesnych technologii pomiarowych i analiz danych umożliwia nie tylko szybką identyfikację problemów, ale także optymalizację wydajności produkcji.

Kluczowe parametry wpływające na niezawodność

Żeby zapewnić sprawność i niezawodność systemów hydraulicznych, ważne jest regularne monitorowanie wielu parametrów operacyjnych. Jednak na potrzeby niniejszego artykułu przeanalizujmy trzy podstawowe parametry: ciśnienie, temperatura i czystość oleju.

1. Ciśnienie. Właściwy poziom ciśnienia jest podstawą prawidłowego działania układu hydraulicznego. Zbyt wysokie ciśnienie może prowadzić do uszkodzeń komponentów, a zbyt niskie – może powodować niewystarczającą moc i wydajność systemu. Stosowanie czujników ciśnienia pozwala na monitorowanie i analizę gromadzonych danych w czasie rzeczywistym.

Dla przykładu posłużymy się analizą zagadnienia kontroli ciśnienia wstępnego akumulatora – w ujęciu stabilności pracy i bezpieczeństwa. Akumulator hydrauliczny pełni rolę magazynu energii, stabilizatora pulsacji i zabezpieczenia przed skokami ciśnienia.

Utrata właściwego ciśnienia wstępnego prowadzi do:

• spadku efektywności tłumienia,
• przeciążeń pompy,
• niestabilnej pracy siłowników,
• wzrostu zużycia energii.

Systemy monitorujące pozwalają na ciągłą kontrolę ciśnienia wstępnego bez konieczności demontażu czy zatrzymywania maszyny. Co więcej, potrafią analizować zmiany w czasie i wykrywać mikronieszczelności, zanim staną się one problemem operacyjnym.

Korzyści dla służb utrzymania ruchu:

• eliminacja ręcznych, okresowych kontroli,
• ograniczenie ryzyka nieplanowanych przestojów,
• zwiększenie bezpieczeństwa układu,
• stabilniejsza praca całej instalacji.

W praktyce oznacza to mniejsze obciążenie personelu serwisowego i większą przewidywalność pracy maszyn.

2. Temperatura. Wysoka temperatura oleju hydraulicznego może prowadzić do jego degradacji, co w konsekwencji wpływa na wydajność układu i może przyspieszyć zużycie komponentów. Regularne monitorowanie temperatury pozwala na odpowiednią konserwację i wymianę oleju w odpowiednich odstępach czasu. 

3. Czystość oleju. Zanieczyszczenia w oleju hydraulicznym są jedną z głównych przyczyn awarii. Cząstki stałe, woda i inne zanieczyszczenia mogą uszkadzać elementy układu. Dlatego ciągłe monitorowanie jakości oleju i stosowanie filtrów to kluczowe elementy dbałości o układ hydrauliczny. 

Inteligentny czujnik zabrudzenia filtra – od sygnału do prognozy 

Klasyczny wskaźnik zabrudzenia informował jedynie o przekroczeniu ustalonego progu różnicy ciśnień.

Nowoczesne rozwiązania analizują: tempo narastania spadku ciśnienia, warunki pracy układu, a także historię obciążenia.

Dzięki temu możliwe jest prognozowanie pozostałej żywotności elementu filtracyjnego i planowanie jego wymiany w najbardziej dogodnym momencie. A to oznacza brak przedwczesnej wymiany wkładów i przekraczania okresu pracy filtra do stanu krytycznego, a także eliminację nagłych przestojów związanych z zapchaniem.

Korzyści operacyjne:

• optymalizacja kosztów eksploatacyjnych,
• lepsze planowanie przeglądów,
• integracja danych z systemami zarządzania utrzymaniem ruchu,
• wsparcie dla strategii konserwacji predykcyjnej.

Monitorowanie i rejestrowanie czystości medium

Stosowanie mierników zabrudzenia oleju, takich jak czujnik CS1500 firmy Hydac, jest niezwykle istotne w kontekście optymalizacji procesów przemysłowych i zapewnienia niezawodności systemów hydraulicznych. Właściwe monitorowanie poziomu zanieczyszczeń pozwala wcześnie wykrywać nieprawidłowości. Przekłada się to na dłuższą żywotność sprzętu oraz redukcję kosztów konserwacji i napraw.

Czujnik CS1500 wyróżnia się precyzyjnym laserowym pomiarem i łatwością w integracji z istniejącymi systemami, co zwiększa efektywność zarządzania stanem oleju. Dodatkowo dzięki możliwości łatwego przesyłania danych (Wi-Fi), możliwe jest ciągłe zdalne monitorowanie i analizowanie trendów zanieczyszczeń, co wspiera proaktywną konserwację i optymalizację procesów. W dobie rosnącej automatyzacji i digitalizacji inwestycja w takie rozwiązania staje się nie tylko korzystna, ale wręcz konieczna.

Integracja czujników z systemami automatyki

Użytkownicy nowoczesnych układów hydraulicznych korzystają z zaawansowanych technologii pomiarowych, takich jak np. urządzenia HYDAC HMG 4000. Integracja czujników ciśnienia, temperatury oraz jakości oleju z centralnymi systemami zarządzania umożliwia bieżące zbieranie i analizowanie danych. Pozwala to na efektywne zarządzanie układami hydraulicznymi, co przyczynia się do zwiększenia wydajności i niezawodności.

Rejestrator HYDAC HMG 4000 obsługuje wielokanałowy zapis ciśnień, temperatur, przepływów i sygnałów z czujników kondycji oleju, umożliwiając zarówno diagnostykę serwisową, jak i pracę „on line” w maszynie.

W systemach IIoT zestawy SET CSI C 11 łączą czujniki czystości (CS), wody (AS) i kondycji (HLB) z rejestratorem i oprogramowaniem, z próbkowaniem od 1 s do trybów wielomiesięcznych. Komunikacja z infrastrukturą IT odbywa się przewodowo i bezprzewodowo z opcją archiwizacji pomiarów w chmurze i powiadomień e-mail.

Dzięki takim rozwiązaniom można szybko reagować na problemy, a także przeprowadzać konserwację w czasie, gdy nie wpływa to na produkcję. Automatyczne przesyłanie danych do centralnych systemów pozwala na lepszą analizę i prognozowanie awarii.

Technologia IO-Link kluczowym elementem monitoringu

Technologia IO-Link – standard komunikacji w automatyce przemysłowej – to znaczący krok w kierunku integracji monitoringu stanu układów hydraulicznych. Umożliwia przesyłanie danych z czujników do systemów zarządzania szybko i niezawodnie. IO-Link wspiera różnorodne urządzenia, co pozwala na łatwą modyfikację i skalowalność systemów monitorowania.

Dzięki IO-Link dane z układów hydraulicznych mogą być przesyłane w czasie rzeczywistym do centralnych systemów analitycznych. Monitorując np. zmiany w ciśnieniu czy temperaturze, system może automatycznie wykrywać anomalie, które mogą zapowiadać awarię. W konsekwencji można z wyprzedzeniem podjąć odpowiednie działania.

Wpływ danych na predykcyjne utrzymanie ruchu

Dzięki zastosowaniu nowatorskich rozwiązań technologicznych i dostępowi do danych w czasie rzeczywistym na znaczeniu zyskuje predykcyjne utrzymanie ruchu. Analiza zgromadzonych informacji pozwala na identyfikację wzorców awarii i przewidywanie potencjalnych problemów, zanim one wystąpią. Zwiększa to efektywność działań serwisowych i obniża koszty utrzymania.

W kontekście układów hydraulicznych zastosowanie predykcyjnego utrzymania ruchu umożliwia m.in. planowanie konserwacji na podstawie rzeczywistych warunków pracy urządzeń, a nie na założeniach czy wskazaniach czasowych. Jeśli system wykryje, że określony parametr przekracza ustalone wartości graniczne, może to być sygnał do przeprowadzenia przeglądu układu. Przeprowadzenie konserwacji w odpowiednim momencie minimalizuje ryzyko wystąpienia awarii i maksymalizuje czas dostępności maszyn.

Wyjątkowe korzyści dla przemysłu

Przy rosnących kosztach energii, presji na dostępność maszyn i zaostrzonych wymaganiach jakościowych inteligentny monitoring hydrauliki nie jest już rozwiązaniem opcjonalnym. To element nowoczesnej strategii zarządzania majątkiem technicznym. Kontrola ciśnienia wstępnego, ciągły pomiar czystości medium i analiza stopnia zabrudzenia filtrów tworzą razem system, który zwiększa niezawodność, wydłuża żywotność komponentów, redukuje koszty przestojów i podnosi bezpieczeństwo operacyjne.

Dla utrzymania ruchu oznacza to jedno: więcej kontroli, mniej niespodzianek i realne przejście z modelu reaktywnego do w pełni świadomego zarządzania kondycją techniczną instalacji.

Autor: Klaudiusz Hornowski, Sales manager, HYDAC Polska