Monitorování měchového akumulátoru hydraulického systému s moneo RTM

Monitoring and maintenance

Výkon stroje

Use Case

Měchové akumulátory, stejně jako membránové, pístové nebo pružinové akumulátory, jsou hydraulické akumulátory. V hydraulickém systému měchový akumulátor zajišťuje vyrovnávání objemu, ukládání energie a tlumení pulzací.

moneo RTM zajišťuje snadné monitorování měchových akumulátorů v hydraulických systémech. Případné selhání nebo prasknutí měchů lze včas odhalit a předejít tak náhlým výpadkům hydraulického systému.

Počáteční situace

V současné době není funkce měchového akumulátoru sledována. Činnosti údržby se provádějí na základě stanoveného časového intervalu. Nejsou k dispozici žádné informace o únavové životnosti měchu. Údaje ze stávajících snímačů tlaku a teploty nejsou dále analyzovány ani sledovány.

Proto jsou poruchy měchového akumulátoru zjištěny příliš pozdě nebo nejsou zjištěny vůbec. V důsledku toho může dojít k poškození dalších součástí systému. Pokud již není zajištěna kompenzace objemu prostřednictvím měchového akumulátoru, je hydraulické čerpadlo vystaveno zvýšenému zatížení, což znamená, že již nemusí být možné zajistit dostatečnou tlakovou energii.

Cíl projektu

Metoda sledování stavu patentovaná společností ifm pro tuto aplikaci pomáhá optimalizovat údržbu a včas odhalit hrozící poruchy měchů.

Aby bylo možné včas odhalit selhání měchu, je třeba sledovat klíčové parametry měchového akumulátoru, jako je počet plnění a vypouštění. Při překročení nastavené prahové hodnoty se spustí alarm.

Aktuální stav měchu lze také zjistit permanentním měřením povrchové teploty v různých polohách měchového akumulátoru, což umožňuje včasnou detekci případného selhání/prasknutí měchu.

Implementace

K monitorování stavu měchového akumulátoru se používají stávající senzory a data a prahové hodnoty se vizualizují a spravují v systému moneoRTM. Další teplotní čidla se instalují bez nutnosti zásahu do systému. Systém moneoRTM je nainstalován na interním serveru. Pomocí IO-Link masteru jsou všechny hodnoty senzorů přenášeny do interní sítě VLAN a do moneo.

Výsledek

S pomocí systému moneo se podařilo zavést údržbu založenou na stavu a zajistit procesní způsobilost hydraulického systému. moneoRTM

vizualizuje všechny naměřené hodnoty na přístrojové desce
vypočítá teplotní rozdíly mezi teplotními čidly
počítá úkony naplnění a vyprázdnění měchu
umožňuje správu prahových hodnot
upozornění prostřednictvím ticketů, e-mailů a SFI
zajišťuje včasné odhalení prasknutí měchu
umožňuje optimalizaci procesů od údržby založené na čase k údržbě založené na stavu
umožňuje sledování procesních hodnot pomocí metod umělé inteligence

Struktura systému

Tlakový senzor systému
Snímač teploty hydraulického systému
Snímač teploty akumulátoru
Snímač teploty měchu
IO-Link master

Kontrolní panel

Vizualizační panel poskytuje uživatelům jasný přehled o všech relevantních údajích měchového akumulátoru.

Teplotní rozdíl ③ a ④
Teplotní rozdíl ④ a ⑤
Povrchová teplota měchu
Povrchová teplota akumulátoru
Povrchová teplota hydrauliky
Alarm podmíněné teploty měchu
Systémový tlak
Změny zatížení měchu

Statické mezní hodnoty

Statické prahové hodnoty jsou sledovány pomocí dvou vypočtených hodnot (pro podrobnosti viz sekci Vypočtené hodnoty).

Na jedné straně se monitoruje počet změn zatížení určený pomocí vypočtené hodnoty. Mezní hodnotu lze zjistit z datového listu výrobce.

Na druhé straně je kontrolována podmínka sestávající ze dvou naměřených hodnot pomocí vypočtených hodnot:

Teplota měchu >30 °C

Teplotní rozdíl mezi měchem a akumulátorem < 2K

Pouze pokud jsou splněny obě podmínky, je pravděpodobné, že dojde k prasknutí měchu, a spustí se alarm.

Dynamické mezní hodnoty (SmartLimitWatcher)

Dynamické mezní hodnoty (SmartLimitWatcher) poskytují informace o stavu funkce měchu. Za tímto účelem se jako cílová veličina sleduje tlak v systému. Pro výpočet dynamických prahů se používají následující pomocné parametry:

Teplota měchu
Teplota akumulátoru
Teplota hydrauliky
Rychlost čerpadla jako indikátor stavu
Hodnoty vibrací čerpadla

Pravidla pro zpracování tiketů

Pomocí této funkce lze snadno definovat, co se má stát po spuštění varování nebo alarmu, např.:

Upozornění e-mailem
Integrace SAP

U aplikací, kde je nutné pravidelné doplňování, je vhodné optimalizovat proces doplňování, například zasláním e-mailového oznámení definované skupině příjemců odpovědných za zásobování výroby, jakmile již není dosaženo stanovené hladiny v nádrži, aby se spustil proces doplňování.

Další informace o integraci dílny (SFI)

Vypočítané hodnoty

Pomocí vypočtených hodnot lze z naměřených hodnot získat další informace.

Podmíněný alarm – měch

V následujícím vývojovém diagramu jsou porovnávány dvě naměřené hodnoty. Pouze pokud je splněna podmínka pro obě měřené hodnoty, je na výstupu 1, jinak je na výstupu 0.

Teplota měchu
Konstanta jako srovnávací hodnota pro teplotu měchu
Teplotní rozdíl mezi měchem a akumulátorem
Konstanta jako srovnávací hodnota pro rozdíl teplot
Srovnání ① větší než ②
Srovnání ③ méně než ④
Operace A mezi porovnáními ⑤ a ⑥
Převod binární hodnoty na číselnou
Výstup výsledku (0 = podmínky nejsou splněny, 1 = obě podmínky jsou splněny)

Počítání změn zatížení měchu

V následujícím vývojovém diagramu se počítají změny zatížení měchu. Jsou indikátorem opotřebení měchu. Tlak v systému je monitorován a porovnáván s minimálními a maximálními hodnotami. Pokud je překročen maximální tlak, počítadlo se inkrementuje a další inkrementace je blokována, dokud tlak v systému jednou neklesne pod minimální tlak.