Máquinas rotativas estão presentes em aplicações que exigem alto nível de desempenho e confiabilidade. Motores, turbinas, sistemas de transmissão e outros equipamentos rotativos estão sujeitos a diferentes fenômenos dinâmicos durante sua operação. Nesse contexto, medir e correlacionar corretamente vibrações, ruídos e grandezas relacionadas à velocidade e à posição angular é fundamental para compreender o comportamento do equipamento.
É nesse cenário que o Simcenter Testlab, da Siemens, oferece uma plataforma integrada para configuração de testes, aquisição, validação, processamento e análise de dados de máquinas rotativas. Trabalhando em conjunto com sistemas de aquisição como a família Simcenter SCADAS, a solução permite estruturar diferentes etapas do processo de teste, desde a definição dos sensores e aquisição dos sinais até o processamento, análise e geração de relatórios.
Um dos pontos importantes está na possibilidade de analisar os dados em diferentes domínios, como tempo, frequência, ângulo e ordem. Na análise por ordem, os componentes do sinal são relacionados à rotação da máquina, facilitando a investigação de fenômenos associados a elementos rotativos mesmo quando a velocidade varia durante a operação.
Dependendo da aplicação e da configuração utilizada, o Simcenter Testlab oferece recursos como order tracking, análise de vibração torsional, análise de potência, dinâmica de rotores, análise de combustão e balanceamento, permitindo trabalhar desde investigações de NVH até problemas mais complexos relacionados ao comportamento de máquinas rotativas.
Da aquisição à validação dos dados
Durante os testes, a qualidade dos sinais adquiridos é essencial para que as análises posteriores sejam confiáveis. O Simcenter Testlab permite acompanhar diferentes métricas durante a aquisição, visualizar os sinais e realizar etapas de validação antes de avançar para processamentos mais complexos.
A solução oferece diferentes possibilidades de visualização durante o teste, incluindo dados no domínio do tempo, espectros, níveis e informações relacionadas à rotação. Displays personalizados e referências previamente definidas também podem ser utilizados para acompanhar o comportamento dos sinais e identificar situações inesperadas ainda durante a aquisição.
Essa capacidade está relacionada a um conceito importante no processo de testes: realizar a medição corretamente desde a primeira vez. Identificar problemas nos dados antes de encerrar uma campanha reduz o risco de descobrir posteriormente que informações importantes estão ausentes ou que uma medição precisa ser refeita. A própria solução permite executar processamentos após a aquisição e visualizar imediatamente os resultados para apoiar essa validação.
Outro aspecto importante é o tratamento da velocidade e da posição angular. O Simcenter Testlab possui recursos específicos para correção e processamento de sinais de tacômetro e zebra tape, além do cálculo de velocidade a partir de resolver. A qualidade dessa referência de rotação é especialmente relevante em análises como order tracking e vibração torsional, nas quais a reconstrução adequada da velocidade tem papel fundamental no processamento dos resultados.
Do dado ao processo de engenharia
Após a aquisição e a validação inicial, os dados podem seguir para processos mais avançados. O Process Designer do Simcenter Testlab oferece um ambiente visual para estruturar fluxos de processamento que podem ir de análises mais simples até processos avançados envolvendo reamostragem síncrona, análise de ordens, vibração torsional e processamento paralelo.
Mais do que automatizar cálculos, essa abordagem permite padronizar metodologias de análise. Processos desenvolvidos e validados por especialistas podem ser reutilizados em diferentes campanhas de teste, reduzindo tarefas manuais e contribuindo para que diferentes usuários sigam uma metodologia consistente.
A plataforma também permite criar fluxos guiados para profissionais com diferentes níveis de experiência. Um especialista pode definir quais parâmetros estarão disponíveis, incorporar verificações automáticas e estabelecer critérios para aceitar ou rejeitar determinados dados antes que eles avancem para processamento e geração de relatórios. Dessa forma, procedimentos tecnicamente complexos podem ser estruturados para uma execução mais simples e controlada por outros integrantes da equipe.
Na prática, isso ajuda a transformar conhecimento especializado em processos reproduzíveis, reduzindo atividades repetitivas e permitindo que as equipes concentrem mais tempo na análise dos fenômenos de engenharia. Automação e fluxos de trabalho dedicados fazem parte, inclusive, do atual posicionamento do Simcenter Testlab para tornar os processos de teste mais rápidos e eficientes.
Análises para diferentes desafios de engenharia
O Simcenter Testlab também permite combinar diferentes tipos de medições para ampliar a compreensão do comportamento de uma máquina.
Em aplicações de sistemas de propulsão elétrica, por exemplo, é possível combinar dados de NVH, durabilidade e potência em uma mesma estrutura de instrumentação. Isso permite avaliar e correlacionar diferentes atributos durante uma mesma campanha e reduzir a necessidade de realizar testes separados para cada fenômeno. A Siemens apresenta essa abordagem em aplicações de E-drive, nas quais desempenho NVH, dados de potência e durabilidade podem ser avaliados de forma integrada.
Para eventos transitórios e fenômenos que variam rapidamente ao longo do tempo, a solução oferece recursos como Wavelet e Short-Time Fourier Transform (STFT). Essas técnicas permitem observar como o conteúdo de frequência de um sinal evolui ao longo do tempo, sendo especialmente úteis na investigação de eventos rápidos e não estacionários.
Em aplicações de dinâmica de rotores, o Simcenter Testlab permite analisar o movimento dinâmico de eixos utilizando recursos como diagramas de órbita, posição da linha de centro (centerline), gráficos polares e espectro completo (full spectrum). A solução também oferece procedimentos guiados de balanceamento em plano único ou duplo, permitindo identificar a posição angular do desbalanceamento e apoiar a definição das correções necessárias.
Outro cenário de alta complexidade está nos testes de turbinas. Essas campanhas podem envolver centenas de canais, altas taxas de aquisição e arquiteturas distribuídas ou multi-master. A apresentação da Siemens descreve aplicações com mais de 600 canais, nas quais estações de monitoramento e alarmes permitem acompanhar os sinais durante a execução dos testes.
Essa amplitude também evidencia a escalabilidade da plataforma. A mesma estrutura pode atender desde investigações pontuais e campanhas com poucos sensores até testes multidisciplinares envolvendo grandes volumes de dados e arquiteturas de aquisição mais complexas, permitindo adequar a solução às necessidades de diferentes aplicações de engenharia. Esse caráter adaptável e escalável faz parte do atual posicionamento do Simcenter Testlab.
Transformando dados em informações de engenharia
Depois do processamento, o Simcenter Testlab também permite organizar, visualizar e compartilhar os resultados. A solução oferece geração de relatórios em lote, utilizando propriedades de engenharia e informações descritivas dos testes para estruturar grandes volumes de dados de maneira padronizada.
Os resultados podem ser associados a modelos de relatório, inclusive utilizando templates do Microsoft Office, permitindo que diferentes campanhas sejam processadas e documentadas de forma mais eficiente.
Essa integração entre aquisição, validação, processamento e apresentação dos resultados permite que o processo de teste não seja apenas uma sequência de medições isoladas. Os dados podem ser documentados, comparados e processados de maneira estruturada, preservando informações sobre as condições em que cada ensaio foi realizado e facilitando sua utilização posterior.
Como parte do portfólio Simcenter, essa abordagem também amplia as possibilidades de integração entre testes, simulação e processos de engenharia digital. A estratégia atual da Siemens posiciona o Simcenter Testlab não apenas em torno da aquisição e análise, mas também da conexão dos dados de teste com simulação, digital twin, ferramentas conectadas e fluxos de trabalho configuráveis.
Na prática, o Simcenter Testlab conecta diferentes etapas do processo de testes de máquinas rotativas: configuração, aquisição, validação, processamento, análise e geração de relatórios. Essa estrutura permite trabalhar desde atividades de troubleshooting e análises de NVH até vibração torsional, dinâmica de rotores, balanceamento, sistemas de propulsão e campanhas de teste de alta complexidade.
Para a PLMX, o valor dessa abordagem está em transformar medições em informações técnicas consistentes e úteis para a engenharia. Ao integrar instrumentação, automação e análise em uma estrutura escalável, o Simcenter Testlab amplia a capacidade das equipes de compreender fenômenos complexos, investigar problemas, comparar comportamentos e validar decisões com maior embasamento técnico.
