- moneo: plataforma IIoT
- Use cases
Monitoramento dos filtros de ar na produção com moneo RTM
Visualização e análise dos estados do filtro
A instalação de ventilação central da ifm prover gmbh deve ser monitorada. Isso inclui os filtros da alimentação e exaustão de ar, bem como os filtros na aspiração dos postos de trabalho no térreo e no primeiro andar. Em princípio, os filtros representam simplificadamente uma resistência no sistema. As partículas estranhas, que não fazem parte do fluido em si entopem as malhas abertas ou os poros do filtro. Isso eleva a resistência total. Por isso, a vazão diminui se for mantida a mesma pressão. Isso prejudica progressivamente o desempenho da instalação e pode ser contornado até certo ponto pelo aumento da pressão de recalque, aumentando simultaneamente o consumo de energia. Dependendo do desempenho de filtragem necessário, em cada caso é necessário observar e decidir qual é o momento ideal para a troca do filtro
Casos de aplicação para o monitoramento do filtro no processo de produção:
- Garantia da qualidade para o produto e o processo
- Otimização do consumo de energia
- Organização da manutenção preventiva
- Atendimento e garantia da qualidade do ar (poeira, limpeza do ar, desempenho de aspiração)
A situação inicial:
A manutenção dos filtros da ventilação era feita em intervalos fixos, sem monitoramento central por alarme (e-mail, ticket) para uma necessidade de troca. Um dispositivo no filtro possibilitava a visualização do estado atual apenas localmente. Isso resultava em troca de filtro antecipada ou atrasada. Isso causava custos operacionais adicionais para a troca do filtro, seu descarte, o consumo de energia e tempos de parada. Devido à falta de dados não era possível uma análise visando otimização, entre outros em caso de detecção de falhas (ruptura do filtro, ausência do filtro, entupimento). Foi visto um potencial de melhoria no armazenamento de dados históricos.
Objetivo do projeto:
A implementação de uma troca do filtro conforme necessidade e a mudança da manutenção preventiva com base no tempo para baseada no estado (Time Based to Condition Based Maintenance). A otimização deve ser feita pelo monitoramento automatizado e visualização do estado do filtro.
A implantação:
Na ifm prover gmbh, o moneo RTM está instalado de forma centralizada em um servidor. O mestre IO-Link está conectado ao servidor através de uma VLAN interna e os sensores ao mestre IO-Link. Um sensor de pressão diferencial com saída analógica foi instalado no próprio filtro. O sinal é lido com um conversor IO-Link (DP2200, convertido em valor de processo IO-Link e então transmitido ao mestre IO Link através da interface IoT (por ex., produto AL1350).
O moneo RTM registra os valores de processo ciclicamente, através deste tipo de mestre IO-Link. Os valores de corrente analógicos assim recebidos são processados pela função “Valores calculados”, através da conversão deste para um valor de processo com unidade Pascal. Este valor de processo corresponde ao sensor propriamente dito.
Os valores limites para a troca do filtro de mangas foram obtidos da ficha técnica do respectivo filtro e definidos como valores-limites no moneo RTM. Para que não haja situações críticas é registrado um grupo de usuários correspondente na área das regras de processamento de tickets, o qual é informado sobre a transgressão dos valores limites para providenciar a troca do filtro.
O benefício:
A inclusão de um monitoramento permanente do filtro levou à otimização de processo interno, de manutenção com base no tempo para com base no estado. A detecção de falhas a tempo permitiu aumentar a disponibilidade da máquina e elevar a qualidade.
O alarme em caso de necessidade de troca do filtro (por e-mail, ticket) aumentou a qualidade do processo. A nova estratégia de manutenção reduziu de forma sustentável a poluição do meio ambiente e os custos de operação (energia, manutenção, material).
A documentação dos trabalhos de manutenção e o armazenamento dos dados históricos permitem análises sobre possíveis otimizações do sistema de filtro, pois há dados o suficiente à disposição. Os funcionários da manutenção têm à disposição um aplicativo que pode ser facilmente adaptado às condições específicas do cliente, para permitir uma compensação de valores de processo (pressão diferencial, conversão de unidades específicas). Através da aplicação do moneo RTM já puderam ser evitados danos subsequentes em máquinas e instalações de aspiração.
Conclusão:
Com moneo|RTM é possível atingir todos os objetivos:
- Informações gerais e detalhadas sobre a instalação no painel de controle
- Registro de dados para novas otimizações
- Possibilidade de análise dos registros de dados
- Monitoramento permanente do estado do filtro
- Notificação por e-mail em caso de violação de valores limites
Configuração do sistema
- Sensor de pressão diferencial com saída 4…20 mA
- Sistema de análise e visor para sinais analógicos 4…20 mA (DP2200)
- Mestre IO-Link (AL1350)
Tela
Obtenha uma visualização geral na tela do moneo. Através do instrumento de visualização e do semáforo é possível monitorar o estado atual da instalação com facilidade e rapidez. Neste caso, os quatro filtros monitorados são mostrados para fácil visualização e rapidamente transmitem a impressão sobre o seu estado atual.
Foi criado outro painel de controle para apresentar detalhadamente os parâmetros atuais de cada filtro em diversos instrumentos.
- Valor analógico bruto do sensor de pressão diferencial, em mA
- Pressão diferencial calculada em Pa
- Pressão diferencial mostrada ao longo do tempo
- Representação de semáforo do atual estado do filtro
Análise
Através da análise é possível observar outros detalhes. Assim os tempos de operação da instalação podem ser vistos de forma retrospectiva ao realizar uma avaliação de longo prazo.
- Instalação em operação
- Instalação inoperante
Através de diversas avaliações é possível reconhecer uma tendência em pouquíssimo tempo. Neste caso, por exemplo, a pressão diferencial de todos os quatro filtros foi observada durante dois dias. A partir da visualização é perceptível que o filtro na aspiração do 1º Andar (linha lilás) está entupindo aos poucos, pois a pressão diferencial aumenta lentamente.
- Linha lilás, pressão diferencial do filtro da aspiração do 1º andar
Tarefas e tickets: Valores limites de início/parada
Gestão dos valores limites
Através desta função no moneo RTM é possível definir um valor limite para cada valor de processo. Nesta aplicação ela foi configurada de modo que a equipe de manutenção seja informado a tempo, se houver necessidade de uma troca de filtro.
Ao atingir o limite de advertência a equipe é informada sobre a necessidade de troca em breve, para permitir um planejamento a tempo. O mais tardar ao atingir o limite de alarme é preciso trocar as peças.
Na fase de partida de ventiladores frequentemente ocorrem harmônicas, com breve transgressão dos valores limites. Para que nem todas elas acionem de imediato uma advertência ou alarme, elas podem ser suprimidas através de um atraso de acionamento.
- Valor limite para a advertência
- Tempo de atraso para a advertência
- Valor limite para o alarme
- Tempo de atraso para o alarme
Gerenciar regras de processamento de tickets
Através do assistente para as regras de processamento de tickets é possível definir com facilidade as estratégias para a reação quando da ocorrência de advertências e alarmes. Neste exemplo, ao atingir limites de advertência e de alarme um grupo de destinatários da manutenção é informado via e-mail sobre a necessidade ou recomendação de breve troca do filtro.
- Definição dos valores limites (5) e fontes de dados (6)
- Define qual regra será aplicada
- Define a urgência da advertência ou do alarme
- Define o grupo de destinatários para os e-mails
- Definição dos valores limites relevantes
- Definição das fontes de dados correspondentes
O e-mail gerado pelo moneo já contém as primeiras informações sobre o ticket criado:
- Fonte de dado afetada
- Valor que foi excedido ou não alcançado
- Prioridade do ticket
- Registro de tempo
Valores calculados:
Através dos valores calculados é possível processar dados do processo. Neste Use Case o sinal analógico de corrente fornecido pelo sensor é convertido em um valor de pressão com unidade Pascal. O valor de 4mA corresponde ao valor de 0 Pa e o valor de 20 mA é igual a 500 Pa.
Pressão diferencial [Pa]= Pressão diferencial com valor analógico de corrente [mA] - 4mA * (500 Pa / 16 mA)
- Pressão diferencial como valor analógico de corrente do sensor (4…20 mA)
- Faixa de medição máxima do sensor (500 Pa = 20 mA)
- Faixa do valor analógico de corrente (20 mA – 4 mA = 16 mA)
- Compensação do valor analógico (4…20 mA para 0 … 16 mA)
- Cálculo do fator de corrente para Pascal
- Multiplicação do valor de corrente (0…16 mA) pelo fator
- Resultado pressão diferencial em Pascal (Pa)
