- moneo : la plate-forme IIoT
- Cas d’utilisation
Surveillance du filtre haute pression d’une installation d’essai de pression pulsée pour la qualification des capteurs de pression
Surveillance du filtre haute pression
Dans le cadre d’un essai type, les capteurs de pression sont qualifiés sur un banc d’essai hydraulique de pression pulsée au moyen d’un essai de «durée de vie accélérée».
Le filtre haute pression de l’installation d’essai de pression pulsée est un composant essentiel pour son fonctionnement correct. Lorsque certains composants à l’intérieur du système hydraulique sont endommagés, cela provoque une abrasion accrue et le filtre s’encrasse beaucoup plus rapidement que dans le cadre de l’intervalle de maintenance normal.
La situation initiale
La surveillance de process en temps réel des filtres hydrauliques haute pression de plus de 400 bars n’est pas la règle. Par contre, le remplacement du filtre pression a été effectué à un intervalle fixe. Dans le cas présent, des copeaux ont pu pénétrer dans le système hydraulique en raison de la défaillance prématurée d’une pompe à piston hydraulique. Même si ces copeaux colmataient le filtre de pression, ils ont immédiatement entraînés des fissures de l’élément de filtrage.
La surveillance cyclique des filtres n’a pas permis de détecter à temps cet événement imprévu qui, à la suite, n’a pas seulement entraîné une panne complète du banc d’essai de pression pulsée, mais aussi des frais de réparation élevés.
Objectif du projet
Prolongation des intervalles de maintenance en fonctionnement normal
La maintenance préventive conditionnelle de l’état du filtre haute pression ou de l’élément de filtrage est un facteur essentiel pour la durée de vie, le temps de fonctionnement et la fiabilité de l’installation.
Le but est de modifier la stratégie de maintenance en passant d’un remplacement cyclique à une maintenance préventive conditionnelle de l’élément du filtre pression.
La surveillance et la visualisation, y compris la surveillance des valeurs limites de la différence de pression en amont et en aval du filtre à huile, donnent des indications sur un remplacement imminent du filtre déjà à un stade précoce.
La réalisation
Deux capteurs haute pression, qui n’étaient pas utilisés jusqu’à la réalisation du projet, sont installés en amont et en aval du filtre pression. Les signaux analogiques de ces deux capteurs sont convertis à l’aide d’un convertisseur IO-Link (DP1222) et transmis à un maître IO-Link, qui envoie les valeurs des capteurs à moneo.
La gestion des valeurs limites et la surveillance des données s’effectuent avec moneo RTM.
Pendant la réalisation de ce cas d’utilisation, une erreur technique a pu être détectée dans l’installation du fait qu’une pression différentielle beaucoup trop élevée au départ s’est manifestée. Celle-ci a ensuite été corrigée par le fabricant.
Sans la connexion à moneo, ce problème n’aurait probablement pas été détecté et aurait entraîné une réduction de la durée de vie de la pompe à piston haute pression.
La réussite
La maintenance préventive conditionnelle avec moneo RTM garantit le bon fonctionnement de l’installation de filtrage haute pression et donc le processus de fabrication. Des coûts supplémentaires dus à des dommages non détectés sont évités.
L’acquisition de données sur le filtre à huile (en amont et en aval du filtre), leur visualisation et la surveillance des valeurs limites permettent d’effectuer la maintenance préventive conditionnelle du filtre à huile. Les encrassements sont détectés en temps réel, ce qui permet d’éviter des coûts consécutifs élevés pour le processus et la machine.
Tableau de bord
Créer un aperçu sur le tableau de bord moneo
Sur le tableau de bord, l’utilisateur obtient un aperçu de la pression en amont et en aval du filtre, ainsi que de la pression différentielle qui en résulte. Afin de pouvoir déterminer rapidement l’état du filtre, il est possible de le visualiser via le widget «feu tricolore». Les valeurs limites de la pression différentielle fixées à l’avance sont ainsi affichées en rouge, jaune et vert.
- Pression différentielle calculée en bar
- Pression calculée en amont du filtre en bar
- Tension de sortie du capteur de pression en amont du filtre en volt
- Affichage par feu tricolore de l’état actuel du filtre
- Compteur horaire du filtre
- Pression calculée en aval du filtre en bar
- Tension de sortie du capteur de pression en aval du filtre en volt
Analyse
Plus de détails peuvent être consultés via l’analyse. La capture d’écran montre les valeurs de pression et de tension collectées sur trois mois. Il est visible que la pression différentielle augmente avec le temps. Comme le filtre se colmate avec le temps, cela était à prévoir.
- Bleu = signal analogique du capteur de pression en amont du filtre
- Blanc = signal analogique du capteur de pression en aval du filtre
- Violet = pression différentielle calculée
Settings & Rules: gérer les valeurs limites
Valeurs limites statiques
En utilisant cette fonction dans moneo RTM, une valeur limite individuelle peut être définie pour chaque valeur process. Dans cette application, elle a été configurée pour informer le personnel de maintenance à temps lorsqu’un changement de filtre doit être effectué.
En particulier lors du démarrage d’une machine, des fluctuations de pression importantes peuvent se produire pendant une courte durée ; celles-ci peuvent être facilement compensées grâce à des temporisations. Ainsi, les dépassements de valeur limite à court terme sont filtrées et le système ne réagit que si la différence de pression a été dépassée de manière stable pendant un temps X.
- Valeur limite pour le seuil d’alarme
- Temporisation pour le seuil d’alarme
- Valeur limite pour le seuil d’avertissement
- Temporisation pour le seuil d’avertissement
Règles de traitement de ticket
L’assistant de règles de traitement des tickets permet de définir facilement quelles stratégies doivent être exécutées en cas d’avertissements et d’alarmes.
Dans le cas suivant, le traitement des tickets se fait via l’Interface SFI avec SAP (PM System).
Si la valeur limite de la pression différentielle est dépassée, parallèlement au message qui apparaît alors dans moneo, une tâche d’entretien est générée dans le système SAP via l’interface SFI. Le responsable de l’installation peut remplacer le filtre correspondant et ensuite confirmer le changement de filtre dans le système SAP. Le message généré dans moneo pour le dépassement de la valeur limite est ainsi automatiquement clôturé.
- Définit quelle règle est appliquée
- Définition des valeurs limites (4) et des sources de données (5)
- Définit l’urgence des avertissements ou des alarmes
- Définition des valeurs limites pertinentes
- Définition des sources de données correspondantes
Calculated Values - valeurs calculées
Calcul : pression en amont du filtre
Pression en amont du filtre en bar = signal de tension analogique * 100
Dataflow Modeler (modélisation des flux de données)
- Signal de tension analogique du capteur de pression en amont du filtre (0 à 10 V)
- Constante «100» pour la conversion de la tension en bar (0 à 10 V = 0 à 1000 bar)
- Multiplication de la tension (0 à 10 V) par le facteur de conversion (100)
- Résultat de la valeur de pression en amont du filtre [bar]
Calcul : pression en aval du filtre
Pression en aval du filtre en bar = signal de tension analogique * 100
- Signal de tension analogique du capteur de pression en aval du filtre (0 à 10 V)
- Constante «100» pour la conversion de la tension en bar (0 à 10 V = 0 à 1000 bar)
- Multiplication de la tension (0 à 10 V) par le facteur de conversion (100)
- Résultat de la valeur de pression en aval du filtre [bar]
Calcul de la différence de pression
Différence de pression [∆P] = pression en amont du filtre - pression en aval du filtre
- Valeur de pression calculée en amont du filtre
- Valeur de pression calculée en aval du filtre
- Bloc de fonction «Différence absolue» – création de la valeur différentielle absolue
- Résultat de la différence de pression [bar]
Compteur horaire
En plus des valeurs process des capteurs, moneo détecte aussi le temps de fonctionnement du filtre haute pression. Cette fonction peut être mise en place rapidement et facilement avec le modèle «compteur horaire».
Pour cela, la source de données ② décrivant l’état de fonctionnement est nécessaire. Dans l’exemple suivant, la tension de sortie du capteur de pression en amont du filtre et la valeur limite suivante ③ sont utilisées :
- < 0,03 V, le filtre n’est pas traversé par le débit
- >= 0,03 V, le filtre est traversé par le débit
- Nom du compteur horaire
- Source de données
- Valeur limite / trigger
- Valeur de comptage actuelle / valeur de départ du processus de comptage en h
- Unité de temps
