- moneo: platforma IIoT
- Případy použití
Monitorování vysokotlakého olejového filtru na impulzním tlakovém zkušebním systému pro kvalifikaci tlakových snímačů
V rámci typové zkoušky se snímače tlaku kvalifikují pomocí zkoušky „zrychlené životnosti“ na impulzní tlakové hydraulické zkušebně.
Vysokotlakový filtr impulsního tlakového zkušebního systému je nezbytnou součástí pro bezporuchový provoz. Dojde-li ke zvýšenému otěru v důsledku poškození jednotlivých součástí hydraulického systému, dojde k ucpání filtru dříve, než dojde k plánované údržbě za účelem výměny filtru.
Počáteční situace
Monitorování procesů hydraulických vysokotlakových filtrů s tlakem nad 400 barů v reálném čase není obvyklé. Výměna tlakového filtru se prováděla ve stanoveném intervalu. V tomto případě došlo k předčasnému selhání hydraulického pístového čerpadla a do hydraulického systému se dostaly třísky. Ty se usadily v tlakovém filtru, ale následně vedly k prasklinám ve filtračním prvku.
Pomocí monitorování cyklického filtru nebylo možné tuto nepředvídanou událost včas zaznamenat, což mělo za následek úplné selhání zkušebny impulsního tlaku a vysoké náklady na opravu.
Cíl projektu
Prodloužení intervalů údržby v běžném provozu
Monitorování stavu vysokotlakého filtru nebo filtračního prvku. To je zásadní činitel pro životnost, dobu provozu a bezpečnost systému.
Cílem je změnit strategii údržby z cyklické výměny na výměnu prvku tlakového filtru na základě jeho stavu.
Monitorování a vizualizace včetně sledování prahového rozdílu tlaku před a za olejovým filtrem poskytuje včasnou informaci o nutné výměně filtru.
Implementace
Před a za tlakovým filtrem byly instalovány dva vysokotlaké snímače, které se do doby realizace projektu nepoužívaly. Analogové signály těchto dvou senzorů se převádějí pomocí konvertoru IO-Link (DP1222) a předávají se do IO-Link masteru, která hodnoty senzorů předává do systému moneo.
Správa prahových hodnot a monitorování dat se provádí pomocí systému moneo RTM.
Při nastavování tohoto příkladu použití byla v systému zjištěna technická závada způsobená zpočátku příliš vysokým diferenčním tlakem. To bylo následně výrobcem napraveno.
Bez připojení k systému moneo by tento problém pravděpodobně nebyl zjištěn a v budoucnu by vedl ke zkrácení životnosti vysokotlakého pístového čerpadla.
Výsledek
Monitorování stavu pomocí systému moneo RTM zajišťuje procesní způsobilost vysokotlakého filtračního systému, a tím i výrobního procesu. Předejde se tak dodatečným nákladům v důsledku nezjištěných škod.
Sběr dat o olejovém filtru (před a za filtrem), jeho vizualizace a sledování prahových hodnot umožňují údržbu olejového filtru na základě jeho stavu. Znečištění je včas odhaleno, a tím se předchází drahým následným výdajům na výrobní proces a stroj.
Řídicí panel
Řídicí panel moneo poskytuje celkový přehled.
Na přístrojové desce získá uživatel přehled o tlaku před filtrem, za filtrem a o výsledném diferenčním tlaku. Aby bylo možné rychle zjistit stav filtru, lze jej vizualizovat pomocí světelného indikátoru. Přednastavené prahové hodnoty diferenčního tlaku jsou tedy označeny červenou, žlutou a zelenou barvou.
- Vypočtený diferenční tlak v barech
- Vypočtený tlak před filtrem v barech
- Výstupní napětí snímače tlaku před filtrem ve voltech
- Znázornění aktuálního stavu filtru signalizačními světly
- Počítadlo provozních hodin filtru
- Vypočtený tlak za filtrem v barech
- Výstupní napětí snímače tlaku za filtrem ve voltech
Analýza
Analýzou lze zjistit další podrobnosti. Snímek obrazovky ukazuje hodnoty tlaku a napětí shromážděné během 3 měsíců. Vidíme, že se rozdíl tlaku v průběhu času zvětšuje. To lze předpokládat, protože se filtr postupně ucpává.
- Modrá = analogový signál snímače tlaku před filtrem
- Bílá = analogový signál snímače tlaku za filtrem
- Fialová = vypočtený diferenční tlak
Nastavení a pravidla: Správa mezních hodnot
Statické mezní hodnoty
Tato funkce systému moneo RTM umožňuje uživatelům stanovit pro každou procesní hodnotu konkrétní mez. V této aplikaci jsou mezní hodnoty nastaveny tak, aby údržbáři byli včas upozorněni, že je nutné některý filtr vyměnit.
Hlavně při rozběhu stroje může tlak po krátkou dobu kolísat výrazněji. To lze snadno kompenzovat stanovením dob zpoždění. To znamená, že krátkodobě překročené prahové hodnoty budou potlačeny a systém bude reagovat pouze v případě, že rozdíl tlaků bude překročen po dobu X.
- Horní mezní hodnota alarmu
- Doba zpoždění k mezní hodnotě alarmu
- Horní mezní hodnota varování
- Doba zpoždění k mezní hodnotě varování
Pravidla pro zpracování tiketů
Pomocí průvodce pravidly zpracování tiketů lze snadno stanovit akce, které mají nastat při varováních a alarmech.
V následujícím případě se tiket zpracovává prostřednictvím rozhraní SFI do systému SAP (systém PM).
V případě překročení prahové hodnoty diferenčního tlaku je v systému SAP prostřednictvím rozhraní SFI souběžně se zprávou v systému moneo vygenerován příkaz k údržbě. Osoba odpovědná za systém může změnit příslušný filtr a poté nahlásit změnu filtru v systému SAP. Tím se také automaticky uzavře zpráva o porušení prahové hodnoty v systému moneo.
- Určení, které pravidlo bude použito
- Stanovení mezních hodnot (4) a zdrojů dat (5)
- Stanovuje naléhavost varování nebo výstrah
- Stanovení požadovaných mezních hodnot
- Stanovení odpovídajících zdrojů dat
Vypočítané hodnoty
Výpočet: tlak před filtrem
Tlak před filtrem v barech = analogový napěťový signál * 100
- Analogový napěťový signál snímače tlaku před filtrem (0 až 10 V)
- Konstanta „100“ pro převod z napětí na bar (0 až 10 V = 0 až 1000 bar)
- Násobení napětí (0 až 10 V) konverzním činitelem (100)
- Výsledek hodnoty tlaku před filtrem [bar]
Výpočet: tlak za filtrem
Tlak za filtrem v barech = analogový napěťový signál * 100
- Analogový napěťový signál snímače tlaku za filtrem (0 až 10 V)
- Konstanta „100“ pro převod z napětí na bar (0 až 10 V = 0 až 1000 bar)
- Násobení napětí (0 až 10 V) konverzním činitelem (100)
- Výsledek hodnoty tlaku za filtrem [bar]
Výpočet rozdílu tlaku
Rozdíl tlaků [∆P] = tlak před filtrem – tlak za filtrem
- Vypočtená hodnota tlaku před filtrem
- Vypočtená hodnota tlaku za filtrem
- Funkční blok „Absolutní rozdíl“, vypočítá absolutní hodnotu rozdílu
- Výsledek rozdílu tlaků v barech
Počítadlo provozních hodin
Kromě procesních hodnot senzorů zjišťuje moneo také provozní hodiny vysokotlakého filtru. Tuto funkci lze snadno a rychle implementovat pomocí šablony „Počítadlo provozních hodin“.
K tomu je zapotřebí zdroj dat ② popisující provozní stav. V následujícím příkladu je použito výstupní napětí snímače tlaku před filtrem a následující prahová hodnota ③:
- < 0,03 V, filtrem neprochází žádný průtok
- >= 0,03 V, průtok procházející filtrem
- Název počítadla provozních hodin
- Zdroj údajů
- Prahová hodnota / spouštěč
- Aktuální hodnota čítače / počáteční hodnota procesu počítání v h
- Časová jednotka