Overvågning af en hydraulisk testbænks hydraulikaggregat
Hydraulikaggregatet er den centrale komponent i en hydraulisk testbænk. Tryksensorer kvalificeres på en hydraulisk testbænk med impulstryk ved hjælp af en test af "accelereret levetid".
En fejl i anlægget ville forlænge udviklingstiden, fordi tests ikke kunne udføres som planlagt. Derudover ville leveringen af visse typer tryksensorer være begrænset i denne periode, fordi de nødvendige tests til sikring af seriekvaliteten ikke kunne udføres. Dette ville påvirke salget i denne produktgruppe direkte og gå ud over produkternes tilgængelighed.
Den oprindelige situation
Det eksisterende hydraulikaggregat er allerede udstyret med sensorer (temperatur-, tryk- og niveausensorer). Denne information anvendes til styring af systemet og til at stoppe maskinen i tilfælde af over- eller underskridelse af grænseværdier. Aggregatet har to tanke til køling af hydraulikolie.
En anden særlig egenskab ved aggregatet er de to redundante pumper med identisk konstruktion. I eksisterende systemer med to redundante pumper har det afgørende betydning at sikre, at pumperne anvendes lige meget for at øge deres samlede driftstimer og undgå beskadigelse af en af pumperne (som f.eks. fastsiddende lejer) på grund af for lang tid i tomgang.
Projektets mål
Omfattende tilstandsovervågning af hydraulikaggregatet
Målet er af overvåge slitagen i hydrauliksystemet og pumpernes kørselstid for at optimere dem. Over- eller underskridelse af grænseværdier skal detekteres tidligt ved hjælp af automatiseret alarmstyring.
Implementering
Signalerne fra de eksisterende sensorer i systemet indfanges via Y-vejen/eftermontering. Der blev installeret to varianter:
Tank
- Parallel aflytning af de to temperatursensorers 0 - 10 V-signal via DP1222
- Aflytning af de to niveausensorers IO-Link-signal via en E43406 IO-Link datasplitter
De andre sensorer blev installeret og indstillet i overensstemmelse med deres relevante brugsanvisninger.
Pumpe
- Induktiv IO-Link sensor med hastighedsovervågning
- IO-Link vibrationssensorer
Returløbsledning
- Temperaturkabelsensor med sensor til at bolte på
- IO-Link temperaturstik (evalueringselektronik til PT100/PT1000 temperatursensorer)
moneo RTM er installeret centralt på en server. Ved hjælp af IO-Link masteren bliver sensorværdierne sendt til moneo RTM til visualisering og evaluering.
Resultatet
Omfattende tilstandsovervågning af et hydraulikaggregat med moneo RTM
Ved hjælp af eftermontering (registrering af sensorværdier fra styreenhed) og yderligere registrering af hydraulikaggregatets karakteristiske værdier kunne alle krav til en omfattende tilstandsovervågningsløsning opfyldes.
- Permanent detektering af systemtrykket
- Permanent overvågning af niveauet i tankene
- Permanent overvågning af temperaturerne i tankene
- Vibrationsovervågning på pumperne
- Beregning af pumpernes driftstimer
- Overvågning af returløbstemperaturen
- Beregning af temperaturforskellen mellem returløbet og tankene
- Detektering af slitage i hydrauliksystemet
- Optimeret pumpeudnyttelse
System topologi
- Sensor til at bolte på + temperaturstik på returløbsledning
- Vibrationssensor pumpe 2
- Induktiv sensor + hastighedsovervågning pumpe 2
- Vibrationssensor pumpe 1
- Induktiv sensor + hastighedsovervågning pumpe 1
- Temperatur tank 2 + omformer 0...10 V
- Niveau tank 2 + IO-Link splitter
- Temperatur tank 1 + omformer 0...10 V
- Niveau tank 1 + IO-Link splitter
- IO-Link master
Dashboard
Dashboardet giver brugeren et overblik over de aktuelle sensorværdier i installationen. Følgende dashboard giver et overblik over procesrelevante parametre.
- Returløbstemperatur
- Temperatur tank 1
- Temperaturforskel (returløbsledning - tank 1)
- Niveau tank 1
- Systemtryk
- Niveau tank 2
- Temperatur tank 2
- Hastighed pumpe 1
- Hastighed pumpe 2
Særskilte dashboards giver yderligere information, som f.eks. pumpens aktuelle karakteristiske værdier:
- Vibrationsværdier pumpe 1 (v-RMS, a-Peak, a-RMS)
- Vibrationsværdier pumpe 2 (v-RMS, a-Peak, a-RMS)
- Hastighed pumpe 1
- Driftstimer pumpe 1
- Temperatur pumpe 1
- Hastighed pumpe 2
- Driftstimer pumpe 1
- Temperatur pumpe 2
Analyse
Analysefunktionen giver brugere mulighed for at få adgang til sensorernes gemte historikdata. Dette forenkler for eksempel fejlfindingen. Forskellige sensorværdier kan blive vist og analyseret over tid.
Følgende analyse viser tydeligt, at vibrationsværdien (v-RMS) og hydraulikolietemperaturen hænger sammen. Vibrationsværdien kan for eksempel anvendes som en tidlig indikator for en grænseover- eller underskridelse af hydraulikolietemperaturen.
- Blå: Returløbstemperatur
- Hvid: Tanktemperatur
- Grøn: Vibrationsværdi v-RMS
Statiske tærskelværdier
Statiske tærskelværdier indstilles til hydraulikaggregatets forskellige procesværdier. Hvis en procesværdi overskrides eller ikke nås, oprettes der en ticket i moneo, der kan behandles yderligere ved hjælp af regler for behandling af tickets.
- Øverste alarmgrænse
- Forsinkelsestid til alarm-grænseværdien
For hydraulikaggregatet anvendes følgende procesværdier til overvågning af grænseværdien:
- Niveau tank 1 og 2
- Temperatur tank 1
- Returløbstemperatur
- Temperatur pumpe 1 og 2
- Vibrationsværdier pumpe 1 og 2
Regler for behandling af tickets
Denne funktion kan bruges til nemt at definere, hvad der skal ske, efter at en advarsel eller alarm er blevet udløst, f.eks:
- E-mail meddelelse
- SAP integration
Beregnede værdier
Yderligere information kan genereres ud fra målte værdier ved hjælp af beregnede værdier og skabeloner.
Driftstimetælleren blev brugt til registrering af driftstimerne. Tidstælleren forbliver aktiv, så længe pumpens hastighed er over 50 o/min.
- Den beregnede værdis navn
- Udløser for på driftstimetæller
- Tærskelværdi for udløseren
- Aktuel tidsværdi
Temperatursensorens analoge 0...10 V-værdi skal skaleres til den tilsvarende temperaturværdi (0 V = 0 °C og 10 V = 100 °C).
- Temperatur som analog spændingsværdi fra sensor (0...10V)
- Analogt slutpunkt (100 °C = 10 V)
- Analogt startpunkt (0 °C = 0 V)
- Spændingsområdets analoge værdi (10 V)
- Beregning af delta for slutpunkt til startpunkt (AEP – ASP = ∆A)
- Beregning af faktoren for strøm til pascal (∆A / 10 V = faktor)
- Multiplikation af strømværdien (0...10 V) med faktoren
- Addition af det analoge startpunkt som offset
- Resultat af trykforskel i pascal
Niveausensoren sender kun den målte værdi uden offset via IO-Link interfacet. Dette skal lægges til den målte værdi.
- Tankniveau som råværdi
- Offset til niveau
- Niveau med offset
