Doorstromingsbewaking van een CIP-installatie met moneo RTM

De uitgangssituatie:

In een eigen CIP-installatie test ifm de processensoren in een realistische omgeving. Vóór het gebruik van moneo werd de installatie enkel via analoog signalen geregeld en via een PLC aangestuurd. Visualisering van het proces was alleen ter plaatse mogelijk op de HMI van de installatie. Een bewaking vond uitsluitend plaats via de analoge stroomwaarde 4... 20 mA.

De uitvoering:

moneo is al centraal op een server geïnstalleerd en de nodige modules, waaronder moneo RTM, zijn geactiveerd. De IO-Link-masters zijn via een interne VLAN verbonden met de server.

Een reeds geïnstalleerde analoge sensor van Endress & Hauser (Promag 50) wordt gebruikt om de stroming te meten. Deze kan via retrofit (de ifm Y-weg) geschikt worden gemaakt voor IO-Link. Er wordt gebruik gemaakt van een verwerkingssysteem en een display voor analoge signalen (DP2200). Deze beschikt over een analoge ingang 4...20 mA. Het signaal kan bovendien door het apparaat worden doorgelust en is zo nog steeds beschikbaar voor de PLC van de installatie. Dit maakt een eenvoudige integratie mogelijk zonder dat de installatiebesturing wordt beïnvloed.

Conclusie:

De installatie is succesvol gedigitaliseerd zonder dat er wijzigingen of ingrepen in de PLC of de software nodig zijn.

In het moneo-dashboard ziet de gebruiker een overzicht van de relevante proceswaarden voor de installatie. Het volgende dashboard visualiseert de primaire procesgrootheden (flow, temperatuur en geleidbaarheid) in de aanvoer:

1. Druk bij de opvoerpomp in bar
2. Geleidbaarheid in de aanvoerleiding in µS/cm
3. Flow l/min
4. Stromingssnelheid in m/s
5. Temperatuur in de aanvoerleiding vóór de warmtewisselaar in °C
6. Temperatuur in de aanvoerleiding na de warmtewisselaar in °C

Een ander dashboard toont meer details over de stroming.

1. Actuele druk bij de opvoerpomp in bar
2. Vergelijking van pompdruk en stroming in een lijndiagram
3. Ruwe waarde van het ingangssignaal van de DP2200 in mA
4. Berekende doorstroomhoeveelheid uit de analoge stromingswaarde in l/min
5. Berekende stromingssnelheid uit de doorstroomhoeveelheid in m/s

De volgende waarden worden tevens berekend op basis van de stroming.

Actuele stroming in l/min

De start- en stopwaarden van de analoge sensor werden bepaald aan de hand van het datablad:

• Startwaarde 4mA = 0 l/min
• Stopwaarde 20mA = 200 l/min

Dit resulteert in een waarde van 12,5 l/min per milliampère.

Deze 12,5 l/min per milliampère wordt nu gebruikt als factor voor de berekeningen gebruikt.

1. Actuele stroomwaarde in mA
2. Factor 12,5 l/min per mA
3. Offset -4 voor omrekening van 4...20 mA naar 0...16 mA
4. Vermenigvuldigingsfactor met stroomwaarde
5. Resultaat van de berekening in l/min

Omrekening stroming (l/min) naar snelheid (m/s)

De stromingssnelheid is een doorslaggevende procesgrootheid voor het succes van het reinigingsproces; deze waarde kan worden bepaald op basis van de actuele flow en de constante dwarsdoorsnede van de leiding.

v = snelheid in meter per seconde [m/s]

Q = stroming in kubieke meter per seconde [m³/s]

A = dwarsdoorsnede in vierkante meter [m²]

Voorbeeld met een leidingradius van 0,02 m en een stroming van 200 l/min:

1. Actuele stroming in l/min
2. Factor voor het omrekening van l/min in m³/s (1 minuut = 60 seconden, 1000 liter = 1 m³)
3. Constante radius van de pijpleiding in m
4. Constante pi (3,1415)
5. Stroming in l/min gedeeld door 60.000 geeft stroming in m³/s
6. Kwadrateren van de straal (r²)
7. Vermenigvuldiging r² met pi, resultaat dwarsdoorsnede in vierkante meter
8. Stroming in m³/s gedeeld door de dwarsdoorsnede (m²)
9. Resultaat van de berekening in m/s