moneo: piattaforma IIoT
Use cases

Monitoraggio dei filtri dell'acqua in circuiti di raffreddamento con moneo RTM

Manutenzione condizionale dei filtri in impianto con scambiatori di calore con moneo RTM

I filtri fini nei circuiti di raffreddamento di ifm prover gmbh assicurano il buon funzionamento degli impianti con scambiatori di calore. Filtrano le impurità dall'acqua di raffreddamento e proteggono così lo scambiatore di calore nelle macchine collegate. La manutenzione e la sostituzione di questi importanti elementi filtranti devono essere effettuate regolarmente. Il monitoraggio costante ottimizza questo processo e garantisce il funzionamento continuo degli impianti.

Casi di applicazione per il monitoraggio dei filtri all'interno del processo di produzione:

Garanzia di qualità del prodotto e del processo
Ottimizzazione del consumo di energia
Organizzazione della manutenzione
Garanzia della purezza dell'acqua; le contaminazioni come trucioli, alghe, ecc. devono essere filtrate, altrimenti andranno ad ostruire lo scambiatore di calore causando un guasto

Situazione iniziale

I filtri dell'acqua venivano sostituiti ad intervalli regolari (ogni otto settimane) e indipendentemente dalle condizioni. Le condizioni venivano controllate visivamente. I filtri non venivano monitorati in modo continuo e centrale. Questo ha causato costi aggiuntivi dovuti a sostituzioni anticipate o ritardate, a tempi di fermo macchina dovuti a filtri difettosi o intasati e a fermi di produzione non pianificati dovuti a lavori di manutenzione. Tutte queste condizioni non venivano documentate a sufficienza, così che un'analisi successiva relativa alle fonti di errore non era possibile per mancanza di dati.

Obiettivo del progetto

La manutenzione deve passare da una strategia preventiva e reattiva a una strategia basata sulle condizioni. In questo modo l'intervento del personale viene ottimizzato, i cambi del filtro vengono pianificati meglio e le attività eseguite vengono documentate in modo costante. Un gruppo definito di destinatari nella manutenzione deve ricevere informazioni sulla necessità di un cambio filtro in base alla condizione. Per poter identificare ulteriori potenziali di ottimizzazione, si devono poter analizzare i dati.

Realizzazione

Utilizzando la struttura IT esistente, moneo è stato installato su un server centrale ed è stato attivato il modulo moneo RTM con la chiave di licenza (LAC). Due sensori di pressione sono stati installati per monitorare il filtro fine; un sensore rileva la pressione a monte mentre l’altro rileva la pressione a valle del filtro. Da questi due valori, si può calcolare la differenza di pressione da cui si può dedurre la condizione del filtro. La misurazione deve essere la più esatta possibile. I sensori di pressione utilizzati hanno un'interfaccia IO-Link che trasferisce i dati ad un master IO-Link IoT. Il modulo moneo RTM installato sul server recupera i dati di pressione dal master con intervalli di un secondo.

moneo RTM elabora ulteriormente i dati e li utilizza per:

il calcolo della differenza di pressione
il salvataggio dei dati storici
la visualizzazione dei dati
il monitoraggio dei valori di soglia

Per il monitoraggio dei filtri sono stati definiti i valori per le soglie di avviso e di allarme. Per questo, sono stati utilizzati i dati dalla scheda tecnica del produttore del filtro, dove viene indicato quanto è il valore della differenza di pressione ad una portata definita se il filtro è nuovo (nella nostra applicazione a circa 1 m³/h = circa 0,05 bar). Inoltre, si raccomanda che il cambio del filtro venga effettuato con una differenza di pressione di >0,5 bar. I 0,5 bar si sommano alla differenza di pressione se il filtro è nuovo, quindi in questo esempio il filtro dovrebbe essere cambiato a 0,055 bar. Poiché i sensori utilizzati comportano un errore di misurazione massimo di circa 0,05 bar, la soglia di allarme viene impostata a 0,5 bar. La soglia di avviso deve essere impostata su un valore minore, in questo caso su 0,45 bar in modo che il personale riceva l'avviso in tempo utile.

Realizzazione

Risultato

Nelle prime settimane, si sono potuti osservare già i primi successi. Dall'ispezione visiva e basata sul tempo, sarebbe stato già necessario cambiare il filtro. Tuttavia, il data base risultante dal monitoraggio continuo del filtro ha mostrato che, secondo i risultati della misurazione, solo circa il 20% del filtro era intasato. Alla luce dei fatti, è stato deciso di non cambiare i filtri in base al tempo, aumentando così decisamente il tempo del loro utilizzo.

Conclusioni

Con moneo RTM è possibile raggiungere qualsiasi traguardo:

Dashboard con panoramica e informazioni dettagliate dell'impianto
Registrazione dei dati per un'ulteriore ottimizzazione
Possibilità di analisi della registrazione dei dati
Monitoraggio permanente delle condizioni del filtro
Notifica via e-mail in caso di superamento del valore di soglia

Struttura del sistema

Master IO-Link (AL1350)
Sensore di pressione con filtro a valle
Sensore di pressione con filtro a monte

Dashboard

Le informazioni rilevanti provenienti dal sensore possono essere visualizzate in modo rapido e personalizzato tramite la funzione Dashboard.

Il grafico a linee mostra le curve di pressione nel tempo (differenza di pressione, a valle e a monte del filtro)
Pressione attuale a valle del filtro
Differenza di pressione attuale, con visualizzazione dei valori di soglia
Pressione attuale a monte del filtro
Stato del filtro in percentuale
Visualizzazione a semaforo dello stato attuale del filtro

Analisi

Ulteriori dettagli possono essere visualizzati tramite l’analisi. La schermata mostra i valori di pressione raccolti nel corso di un mese. Si nota che la pressione differenziale aumenta nel tempo. Poiché il filtro si intasa con il tempo, questa situazione è prevedibile. Il lato positivo è che questo valore aumenta più lentamente del previsto e quindi la durata utile del filtro può essere estesa.

Linea blu, pressione differenziale sul filtro

Tasks & Tickets

Gestire i valori soglia

Tramite questa funzione in moneo RTM, è possibile definire un valore di soglia individuale per ogni valore di processo. In questa applicazione, è stata configurata per informare il personale di manutenzione in modo tempestivo quando è necessario sostituire un filtro.

In particolare durante l'avviamento di una macchina, possono verificarsi variazioni di pressione più elevate per un breve periodo di tempo; grazie alla funzione "Tempo di ritardo alla risposta", i superamenti delle soglie per brevi periodi non generano allarmi e il sistema reagisce solo se la differenza di pressione è stata superata stabilmente per un tempo X.

Soglia per il limite di avviso
Ritardo di risposta per soglia di avviso
Soglia per il limite di allarme
Ritardo di risposta per soglia di allarme

Gestire le regole di elaborazione ticket

La procedura guidata per le regole di elaborazione dei ticket consente di definire, in modo semplice, strategie di risposta in caso di avvisi e allarmi. In questo esempio, al raggiungimento delle soglie di avviso e di allarme, un gruppo di destinatari addetti ai servizi viene informato via e-mail in merito alla necessità urgente o imminente di sostituire il filtro.