Monitoreo Remoto e IoT
El monitoreo remoto permite supervisar el sistema de aire comprimido desde cualquier ubicación, detectar problemas tempranamente y optimizar el rendimiento. Las soluciones IoT modernas integran conectividad en la nube con análisis avanzados.
Arquitectura del Sistema
Componentes
┌─────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ NUBE (CLOUD) │
│ ┌──────────────┐ ┌──────────────┐ ┌──────────────┐ │
│ │ Dashboard │ │ Análisis │ │ Alertas │ │
│ │ Web │ │ de Datos │ │ Email/SMS │ │
│ └──────────────┘ └──────────────┘ └──────────────┘ │
└────────────────────────────┬────────────────────────────────────┘
│ Internet
│
┌────────────────────────────┴────────────────────────────────────┐
│ GATEWAY IoT │
│ ┌──────────────────────────────────────────────────────────┐ │
│ │ Agregación de datos │ Buffering │ Encriptación │ MQTT │ │
│ └──────────────────────────────────────────────────────────┘ │
└────────────────────────────┬────────────────────────────────────┘
│ Red local (Ethernet/WiFi)
┌───────────────────┼───────────────────┐
│ │ │
┌────┴────┐ ┌────┴────┐ ┌────┴────┐
│ Compr.1 │ │ Compr.2 │ │ Secador │
│ + PLC │ │ + PLC │ │ + PLC │
└─────────┘ └─────────┘ └─────────┘
Niveles de Conectividad
| Nivel | Descripción | Latencia | Costo |
|---|---|---|---|
| Local | Red de planta | ms | Bajo |
| SCADA | Centro de control | seg | Medio |
| Cloud | Internet | seg-min | Variable |
| Edge | Procesamiento local | ms | Medio-Alto |
Datos a Monitorear
Variables Operativas
| Variable | Unidad | Frecuencia | Uso |
|---|---|---|---|
| Presión descarga | bar, psi | 1 seg | Control |
| Temperatura descarga | °C | 10 seg | Protección |
| Potencia eléctrica | kW | 1 seg | Eficiencia |
| Flujo de aire | CFM, m³/min | 1 seg | Demanda |
| Temperatura aceite | °C | 10 seg | Lubricación |
| Presión aceite | bar | 10 seg | Lubricación |
| Horas de operación | h | 1 min | Mantenimiento |
| Estado (ON/OFF/Alarma) | - | 1 seg | Supervisión |
Variables de Eficiencia
| KPI | Cálculo | Objetivo |
|---|---|---|
| Potencia específica | kW / 100 CFM | menor a 20 |
| Factor de carga | Horas carga / Horas total | mayor a 85% |
| Disponibilidad | Tiempo ON / Tiempo programado | mayor a 98% |
| Costo por CFM | $/CFM-h | Minimizar |
Plataformas IoT
Soluciones de Fabricantes
| Fabricante | Plataforma | Características |
|---|---|---|
| Atlas Copco | SMARTLINK | Monitoreo 24/7, benchmarking |
| Ingersoll Rand | Helix | AI, mantenimiento predictivo |
| Kaeser | Sigma Smart Air | Análisis de eficiencia |
| Gardner Denver | iConn | Conectividad universal |
| Sullair | SullairConnect | Alertas, diagnósticos |
Plataformas Genéricas
| Plataforma | Tipo | Aplicación |
|---|---|---|
| AWS IoT | Cloud | Escalable, analítica |
| Azure IoT | Cloud | Integración Microsoft |
| Google Cloud IoT | Cloud | Machine learning |
| ThingsBoard | Open source | Personalizable |
| Ignition | SCADA/IoT | Industrial |
Comunicación
Protocolos IoT
| Protocolo | Uso | Características |
|---|---|---|
| MQTT | IoT Cloud | Ligero, pub/sub |
| HTTP/REST | APIs | Universal, simple |
| OPC UA | Industrial | Estándar, seguro |
| Modbus TCP | Equipos | Legacy, común |
| CoAP | IoT restringido | Bajo consumo |
Seguridad
| Capa | Medida | Descripción |
|---|---|---|
| Transporte | TLS/SSL | Encriptación datos |
| Autenticación | Certificados | Identidad verificada |
| Autorización | Tokens/OAuth | Permisos controlados |
| Red | VPN/Firewall | Aislamiento |
| Datos | Encriptación AES | Datos en reposo |
Alertas y Notificaciones
Tipos de Alertas
┌─────────────────────────────────────────────────────────┐
│ SISTEMA DE ALERTAS │
│ │
│ ┌─────────┐ ┌─────────┐ ┌─────────┐ │
│ │CRÍTICA │ │ADVERTENCIA│ │ INFO │ │
│ │ 🔴 │ │ 🟡 │ │ 🔵 │ │
│ └────┬────┘ └────┬────┘ └────┬────┘ │
│ │ │ │ │
│ ▼ ▼ ▼ │
│ • Llamada • Email • Log │
│ • SMS • Dashboard • Dashboard │
│ • Email • App push • Reporte │
│ │
└─────────────────────────────────────────────────────────┘
Configuración de Alertas
| Condición | Tipo | Acción |
|---|---|---|
| Presión menor a 6.0 bar | Crítica | Llamada + SMS |
| Temperatura mayor a 100°C | Crítica | SMS + Email |
| Eficiencia menor a 80% | Advertencia | |
| Mantenimiento vencido | Advertencia | |
| Compresor detenido | Info | Dashboard |
| Horas programadas | Info | Reporte |
Dashboards
Elementos Típicos
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│ SISTEMA DE AIRE COMPRIMIDO - PLANTA PRINCIPAL │
├─────────────────────────────────────────────────────────────────┤
│ │
│ ┌──────────────────┐ ┌──────────────────┐ ┌────────────────┐│
│ │ PRESIÓN │ │ FLUJO │ │ POTENCIA ││
│ │ ┌────┐ │ │ 2,450 │ │ 185 kW ││
│ │ │7.2 │ bar │ │ CFM │ │ ││
│ │ └────┘ │ │ ▄▄▄▄▄▄ │ │ ████████ ││
│ └──────────────────┘ └──────────────────┘ └────────────────┘│
│ │
│ ┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐│
│ │ ESTADO DE COMPRESORES ││
│ │ ││
│ │ Comp 1 [████ ON 100%] Comp 2 [████ ON 100%] ││
│ │ Comp 3 [░░░░ OFF ] Comp 4 [░░░░ STANDBY] ││
│ │ ││
│ └─────────────────────────────────────────────────────────────┘│
│ │
│ ┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐│
│ │ TENDENCIA 24 HORAS ││
│ │ ╭─╮ ╭────╮ ││
│ │ ────╱ ╲──╱ ╲──────────────── ││
│ │ ││
│ └─────────────────────────────────────────────────────────────┘│
└─────────────────────────────────────────────────────────────────┘
Mantenimiento Predictivo
Indicadores Predictivos
| Indicador | Medición | Predicción |
|---|---|---|
| Vibración creciente | mm/s | Falla rodamiento |
| Temperatura en aumento | °C | Problema lubricación |
| Caída de eficiencia | kW/CFM | Desgaste interno |
| Aumento arranques | #/hora | Fuga o demanda |
| Diferencial de presión | bar | Filtro saturado |
Algoritmos
┌─────────────────────────────────────────────────────────┐
│ ANÁLISIS PREDICTIVO │
│ │
│ Datos históricos ──→ ┌─────────────┐ │
│ │ Modelo ML │──→ Predicción │
│ Datos en tiempo ───→ │ (Machine │ de falla │
│ real │ Learning) │ │
│ └─────────────┘ │
│ │ │
│ ▼ │
│ ┌─────────────────┐ │
│ │ Vida útil │ │
│ │ restimada: │ │
│ │ 847 horas │ │
│ └─────────────────┘ │
└─────────────────────────────────────────────────────────┘
Reportes
Tipos de Reportes
| Reporte | Frecuencia | Contenido |
|---|---|---|
| Operativo diario | Diario | Estado, alarmas, horas |
| Eficiencia semanal | Semanal | kW/CFM, tendencias |
| Mantenimiento | Mensual | Próximos servicios, historial |
| Costo energético | Mensual | kWh, $, comparativos |
| Ejecutivo | Trimestral | KPIs, inversiones, ROI |
Ejemplo de Reporte
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REPORTE MENSUAL - SISTEMA AIRE COMPRIMIDO
ENERO 2024
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RESUMEN OPERATIVO
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Horas de operación total: 2,160 h
Disponibilidad del sistema: 98.5%
Volumen de aire producido: 5,184,000 CF
Consumo eléctrico: 432,000 kWh
EFICIENCIA
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Potencia específica promedio: 18.2 kW/100 CFM
Mejor día: 17.1 kW/100 CFM
Peor día: 21.3 kW/100 CFM
Objetivo: menor a 20 kW/100 CFM ✓
COSTOS
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Costo energía: $43,200
Costo por 1000 CF: $8.33
Comparativo mes anterior: -5.2%
MANTENIMIENTO
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Servicios realizados: 3
Próximo servicio: Compresor 2 - Filtros
Alertas activas: 0
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ROI del Monitoreo Remoto
| Beneficio | Ahorro Típico |
|---|---|
| Detección temprana de fallas | 30-50% costos reparación |
| Optimización de energía | 5-15% consumo |
| Reducción visitas técnico | 20-40% costos servicio |
| Menor tiempo de paro | 50-70% downtime |
| Mantenimiento predictivo | 25-35% costos mantenimiento |
Inversión
El costo de un sistema de monitoreo remoto típicamente se recupera en 6-18 meses a través de ahorro en energía, mantenimiento y reducción de paros no programados.