- moneo: plataforma IIoT
- Casos prácticos
Supervisión de caudal en una instalación CIP con moneo RTM
Garantía de los procesos de limpieza en la industria alimentaria y de bebidas
Cuando se procesan sustancias orgánicas para el consumo, como la leche, se requiere un grado especial de higiene para la limpieza del depósito.El caudal y, por lo tanto, el efecto mecánico es uno de los factores decisivos para un óptimo resultado de limpieza.
Situación inicial:
En su propia instalación CIP, ifm prueba sensores de proceso en un entorno real. Antes de utilizar moneo, la instalación solo funcionaba a través de señales analógicas y se controlaba mediante un PLC. La visualización del proceso solo era posible in situ en la pantalla HMI de la instalación. La supervisión se realizaba exclusivamente a través del valor de corriente analógico de 4…20mA.
Objetivo del proyecto:
Con la conexión de los sensores de caudal analógicos existentes al sistema moneo a través del maestro IO-Link, se da un paso más allá en el análisis de procesos. Se optimiza la calidad del proceso y la transparencia a nivel global.
Ejecución:
Ya está instalado moneo de forma centralizada en un servidor y están activados los módulos necesarios, como moneo RTM. Los maestros IO-Link están conectados al servidor a través de una VLAN interna.
Para el registro del caudal se utilizó el sensor analógico ya instalado de Endress & Hauser (Promag 50). Su compatibilidad con IO-Link fue posible gracias a un reacondicionamiento (la ruta en Y de ifm). Para ello se utilizó un sistema de evaluación y pantalla para señales analógicas (DP2200). Este sistema cuenta con una entrada analógica de 4...20mA. Además, la señal se puede transmitir a través del equipo, por lo que sigue estando disponible para el PLC de la instalación. Esto permite una sencilla integración sin que se vea afectado el sistema de control de la instalación.
Proyecto completado con éxito:
- El registro de datos amplía la transparencia y, por consiguiente, el potencial de optimización.
- El aumento de la disponibilidad de la instalación mejora el proceso a nivel global.
- Reacción rápida ante los cambios en los parámetros del proceso gracias a la gestión de alarmas integrada y, por lo tanto, optimización del mantenimiento.
- Todas las medidas mejoran la calidad del proceso y del producto.
- Además, moneo RTM ofrece una visualización detallada del proceso.
Conclusión:
Sin tener que realizar ningún cambio o intervención en el PLC o en el software, la instalación se ha digitalizado con éxito.
Panel de control
El panel de control de moneo proporciona al usuario una visión general de los valores del proceso relevantes para la instalación. En el siguiente panel de control se visualizan los parámetros principales (caudal, temperatura y conductividad) en la entrada:
- Presión de la bomba de alimentación en bar
- Conductividad en la entrada en µS/cm
- Caudal en L/min
- Velocidad del caudal en m/s
- Temperatura en la entrada antes del intercambiador de calor en °C
- Temperatura en la entrada después del intercambiador de calor en °C
En otro panel de control se muestran más detalles sobre el caudal.
- Presión actual de la bomba de alimentación en bar
- Comparación de la presión de la bomba y el caudal en un diagrama de líneas
- Valor bruto de la señal de entrada del DP2200 en mA
- Caudal calculado a partir del valor de corriente analógico en L/min
- Velocidad de caudal calculada a partir del caudal en m/s
Análisis
La función de análisis permite al usuario analizar en detalle el nivel de llenado de los depósitos. Los valores de nivel se registran de forma continua y se pueden seguir observando durante días, semanas o meses. De esta forma, por ejemplo, se puede obtener información sobre las fugas.
- Presión de la bomba de alimentación en bar
- Caudal en L/min
Calculated Values: valores calculados
Los siguientes valores se calculan adicionalmente en función del caudal.
Caudal actual en L/min
Los valores de inicio y parada del sensor analógico se determinaron utilizando la ficha técnica:
- Valor de inicio 4mA = 0L/min
- Valor de parada 20mA = 200L/min
Esto da como resultado un valor por miliamperio de 12,5L/min.
Este valor de 12,5L/min por miliamperio se utiliza ahora como un factor en el cálculo.
- Valor de corriente actual en mA
- Factor 12,5L/min por mA
- Valor de desviación -4 para la conversión de 4…20mA a 0…16mA
- Multiplicación del factor por el valor de corriente
- Resultado del cálculo en L/min
Conversión de caudal (L/min) a velocidad (m/s)
La velocidad de caudal es un parámetro clave para el éxito del proceso de limpieza; este valor se puede determinar utilizando el caudal actual y la sección transversal constante de la tubería.
v = velocidad en metros por segundo [m/s]
Q = caudal en metros cúbicos por segundo [m³/s]
A = sección transversal en metros cuadrados [m²]
Ejemplo con un radio de tubería de 0,02m y un caudal de 200L/min:
- Caudal actual en L/min
- Factor para la conversión de L/min a m³/s (1 minuto = 60 segundos, 1000 litros = 1m³)
- Radio constante de la tubería en m
- Constante Pi (3,1415)
- Caudal en L/min dividido por 60000 da como resultado un caudal en m³/s
- Cuadrado del radio (r²)
- Multiplicación r² por Pi, da como resultado la sección transversal en metros cuadrados
- Caudal en m³/s dividido por la sección transversal (m²)
- Resultado del cálculo en m/s
