Επιτήρηση ροής μιας εγκατάστασης CIP χρησιμοποιώντας το moneo|RTM

Η αρχική κατάσταση:

Η ifm εκτελεί τους ελέγχους των αισθητήρων διεργασίας σε πραγματικό περιβάλλον, χρησιμοποιώντας τη δική της εγκατάσταση CIP. Πριν τη χρήση του moneo, η εγκατάσταση λειτουργούσε μέσω αναλογικών σημάτων και ελεγχόταν μέσω ενός PLC. Η οπτικοποίηση της διαδικασίας ήταν δυνατή μόνο επιτόπου στο HMI της εγκατάστασης. Η επιτήρηση εκτελούταν μόνο μέσω της τιμής αναλογικού σήματος 4...20 mA.

Υλοποίηση:

Το moneo είναι ήδη εγκατεστημένο κεντρικά σε έναν server και οι απαραίτητες μονάδες, συμπεριλαμβανομένου του moneo|RTM, είναι ενεργοποιημένες. Οι κύριες μονάδες IO-Link είναι συνδεδεμένες στον server μέσω ενός εσωτερικού VLAN.

Ένας ήδη εγκατεστημένος αναλογικός αισθητήρας από την Endress & Hauser (Promag 50) χρησιμοποιήθηκε για την καταγραφή της ροής. Η συμβατότητά του με το IO-Link έγινε εφικτή μέσω μιας μετατροπής (διαδρομή Y της ifm). Χρησιμοποιήθηκε ένα σύστημα αξιολόγησης και προβολής αναλογικών σημάτων (DP2200). Αυτό διαθέτει μία αναλογική είσοδο 4...20 mA. Το σήμα μπορεί επιπλέον να περνάει με βρόχο μέσω της συσκευής και, επομένως, παραμένει διαθέσιμο για το PLC της εγκατάστασης. Αυτό επιτρέπει την εύκολη ενσωμάτωση χωρίς να επηρεάζεται ο έλεγχος της εγκατάστασης.

Συμπέρασμα:

Η εγκατάσταση ψηφιοποιήθηκε με επιτυχία χωρίς αλλαγές ή παρεμβάσεις στο υφιστάμενο PLC ή στο λογισμικό.

Το Dashboard του moneo παρέχει στον χρήστη μία επισκόπηση με τις σχετικές τιμές διεργασίας για τη συγκεκριμένη εγκατάσταση. Το παρακάτω Dashboard απεικονίζει τις κύριες παραμέτρους (ροή, θερμοκρασία και αγωγιμότητα) στην είσοδο:

1. Πίεση στην αντλία τροφοδοσίας σε bar
2. Αγωγιμότητα στην είσοδο σε µS/cm
3. Ροή σε L/min
4. Ταχύτητα ροής σε m/s
5. Θερμοκρασία στην είσοδο πριν από τον εναλλάκτη θερμότητας σε °C
6. Θερμοκρασία στην είσοδο μετά τον εναλλάκτη θερμότητας σε °C

Ένα άλλο Dashboard δείχνει περισσότερες λεπτομέρειες σχετικά με τη ροή.

1. Τρέχουσα πίεση στην αντλία τροφοδοσίας σε bar
2. Σύγκριση πίεσης αντλίας και ροής σε ένα γραμμικό διάγραμμα
3. Ανεπεξέργαστη τιμή του σήματος εισόδου του DP2200 σε mA
4. Υπολογισμένος ρυθμός ροής από την αναλογική τιμή ρεύματος σε l/min
5. Υπολογισμένη ταχύτητα ροής από τον ρυθμό ροής σε m/s

Οι παρακάτω τιμές υπολογίζονται επιπρόσθετα με βάση την ογκομετρική ροή.

Τρέχουσα ροή σε l/min

Οι τιμές έναρξης και διακοπής του αναλογικού αισθητήρα προσδιορίστηκαν χρησιμοποιώντας το φύλλο δεδομένων:

• Τιμή έναρξης 4 mA = 0 l/min
• Τιμή διακοπής 20 mA = 200 l/min

Αυτό συνεπάγεται σθένος ανά χιλιοστοαμπερώριο 12,5 l/min.

Η τιμή 12,5 l/min ανά χιλιοστοαμπερώριο χρησιμοποιείται στη συνέχεια ως συντελεστής για τον υπολογισμό.

1. Τρέχουσα τιμή ρεύματος σε mA
2. Συντελεστής 12,5 l/min ανά mA
3. Αντιστάθμιση -4 για τη μετατροπή από 4...20 mA σε 0...16 mA
4. Συντελεστής πολλαπλασιασμού με την τιμή ρεύματος
5. Αποτέλεσμα του υπολογισμού σε l/min

Μετατροπή της ροής (l/min) σε ταχύτητα (m/s)

Η ταχύτητα ροής είναι καθοριστική παράμετρος για την επιτυχία της διαδικασίας καθαρισμού. Αυτή η τιμή μπορεί να προσδιοριστεί με βάση την τρέχουσα ροή και τη σταθερή επιφάνεια διατομής του σωλήνα.

V = Ταχύτητα σε μέτρα ανά δευτερόλεπτο [m/s]

Q = Ροή σε κυβικά μέτρα ανά δευτερόλεπτο [m³/s]

A = Επιφάνεια διατομής σε τετραγωνικά μέτρα [m²]

Παράδειγμα με ακτίνα σωλήνα 0,02 m και ροή 200 l/min:

1. Τρέχουσα ροή σε l/min
2. Συντελεστής για τη μετατροπή από l/min σε m³/s (1 λεπτό = 60 δευτερόλεπτα, 1.000 λίτρα = 1 m³)
3. Σταθερή ακτίνα της σωλήνωσης σε m
4. Σταθερά π (3,1415)
5. Η ροή σε l/min δια του 60.000 δηλώνει τη ροή σε m³/s
6. Τετράγωνο της ακτίνας (r²)
7. Από τον πολλαπλασιασμό του r² με το π προκύπτει η επιφάνεια διατομής σε τετραγωνικά μέτρα
8. Ροή σε m³/s δια της επιφάνειας διατομής (m²)
9. Αποτέλεσμα του υπολογισμού σε m/s