Volumetrisk gennemstrømningsovervågning for et CIP-anlæg ved brug af moneo|RTM

Den oprindelige situation:

ifm udfører test med processensorer i realistiske omgivelser ved hjælp af deres eget CIP-anlæg. Før introduktionen af moneo blev anlægget styret vha. analoge signaler og kontrolleret vha. en PLC. Visualiseringen af processen var kun mulig på stedet ved anlæggets HMI. Overvågning blev begrænset til den analoge 4...20 mA signalværdi.

Implementering:

moneo er allerede installeret centralt på en server og de nødvendige moduler, herunder moneo|RTM, er aktiveret. IO-Link-masterne er forbundet til serveren via et internt VLAN.

Der er blevet anvendt en allerede installeret analog sensor fra Endress & Hauser (Promag 50) til registrering af gennemstrømningen. Den er blevet gjort IO-Link-egnet vha. eftermontering (ifm Y-sti). Der er blevet anvendt et evalueringssystem og display til analoge signaler (DP2200). Denne har et analogt indgangsignal 4...20 mA. Signalet kan derudover føres igennem enheden og er således stadig tilgængeligt for anlæggets PLC. Dette muliggør let integration uden at påvirke anlægsstyringen.

Bundlinjen:

Det lykkedes at digitalisere anlægget uden ændringer eller interventioner i forhold til eksisterende PLC eller software.

moneo dashboardet giver brugeren en oversigt over de relevante procesværdier for dette anlæg. Det følgende dashboard visualiserer de primære parametre (gennemstrømning, temperatur og konduktivitet) i indløbet:

1. Tryk ved fødepumpen i bar
2. Konduktivitet i indløbet i µS/cm
3. Gennemstrømning i l/min
4. Gennemstrømningshastighed i m/s
5. Temperatur i indløbet inden varmeveksleren i °C
6. Temperatur i indløbet efter varmeveksleren i °C

Et andet dashboard viser flere detaljer om gennemstrømningen.

1. Aktuelt tryk ved fødepumpen i bar
2. Sammenligning af pumpetryk og gennemstrømning i et kurvediagram
3. Råværdi for DP2200 indgangssignalet i mA
4. Beregnet gennemstrømningsmængde fra den analoge strømværdi i l/min
5. Beregnet gennemstrømningshastighed fra gennemstrømningsmængden i m/s

De følgende værdier beregnes desuden baseret på den volumetriske gennemstrømning.

Aktuel gennemstrømning i l/min

Start- og stopværdierne for den analoge sensor blev fastsat vha. dataarket:

• Startværdi 4 mA = 0 l/min
• Stopværdi 20 mA = 200 l/min

Dette resulterer i en valens pr. milliampere på 12,5 l/min.

Disse 12,5 l/min pr. milliampere anvendes nu som faktor til beregningen.

1. Aktuel strømværdi i mA
2. Faktor 12,5 l/min pr. mA
3. Offset -4 til omregning fra 4...20 mA til 0...16 mA
4. Multiplicer faktor med strømværdi
5. Beregningens resultat i l/min

Omregning af gennemstrømning (l/min) til hastighed (m/s)

Gennemstrømningshastigheden er en afgørende parameter for rengøringsprocessens succes; denne værdi kan fastsættes på basis af den aktuelle gennemstrømning og rørets konstante tværsnitsareal.

V = hastighed i meter pr. sekund [m/s]

Q = gennemstrømning i kubikmeter pr. sekund [m³/s]

A = tværsnitsareal i kvadratmeter [m²]

Eksempel med rørradius 0,02 m og et gennemstrømning på 200 l/min:

1. Aktuel gennemstrømning i l/min
2. Faktor til omregning fra l/min til m³/s (1 minut = 60 sekunder, 1.000 liter = 1m³)
3. Rørledningens konstante radius i m
4. Konstant Pi (3,1415)
5. Gennemstrømning i l/min divideret med 60.000 giver gennemstrømningen i m³/s
6. Kvadrering af radius (r²)
7. Multiplikation r² med Pi, resultat tværsnitsareal i kvadratmeter
8. Gennemstrømning i m³/s divideret med tværsnitsareal (m²)
9. Beregningens resultat i m/s