- moneo: Πλατφόρμα IIoT
- Περιπτώσεις εφαρμογής
Επιτήρηση των φίλτρων αέρα στην παραγωγή με το moneo RTM
Απεικόνιση και ανάλυση της κατάστασης των φίλτρων
Το κεντρικό σύστημα εξαερισμού στην ifm prover gmbh πρέπει να επιτηρείται. Αυτό περιλαμβάνει τα φίλτρα παροχής και εξαγωγής αέρα καθώς και τα φίλτρα στο σύστημα εξαγωγής του χώρου εργασίας στο ισόγειο και τον πρώτο όροφο. Με απλοποιημένους όρους, τα φίλτρα είναι κατά βάση η αντίσταση σε ένα σύστημα. Τα ξένα σωματίδια που δεν ανήκουν στο μέσο φράζουν το ανοιχτό πλέγμα ή τους πόρους του φίλτρου. Αυτό αυξάνει τη συνολική αντίσταση. Για αυτόν τον λόγο, ο ρυθμός ροής μειώνεται ενώ η πίεση παραμένει σταθερή. Ως αποτέλεσμα, η απόδοση του συστήματος μειώνεται με αυξανόμενο ρυθμό. Αυτό μπορεί μέχρι ένα ορισμένο σημείο να αντιμετωπιστεί με αύξηση της πίεσης μεταφοράς, το οποίο ωστόσο αυξάνει επίσης τις απαιτήσεις σε ενέργεια. Ανάλογα με την απαιτούμενη απόδοση του φίλτρου, πρέπει να εξεταστεί και να αποφασιστεί κατά περίπτωση η ιδανική χρονική στιγμή για την αντικατάσταση του φίλτρου.
Περιπτώσεις εφαρμογής για την επιτήρηση φίλτρων στη διαδικασία παραγωγής:
- Διασφάλιση ποιότητας προϊόντος και διεργασίας
- Βελτιστοποίηση κατανάλωσης ενέργειας
- Οργάνωση συντήρησης
- Τήρηση των απαιτήσεων για την ποιότητα του αέρα (λεπτή σκόνη, καθαρότητα αέρα, απόδοση εξαγωγής)
Η αρχική κατάσταση:
Η συντήρηση των φίλτρων εξαερισμού πραγματοποιούταν σε καθορισμένα χρονικά διαστήματα. Δεν υπήρχε κεντρική επιτήρηση ούτε συναγερμοί (email, δελτίο) όταν ήταν αναγκαία η αντικατάσταση ενός φίλτρου. Μία συσκευή στο φίλτρο πρόβαλλε μόνο τοπικά την τρέχουσα κατάσταση. Ως αποτέλεσμα, η αντικατάσταση των φίλτρων πραγματοποιούταν είτε πρώιμα είτε πολύ αργά. Αυτό συνεπαγόταν πρόσθετο λειτουργικό κόστος για την αντικατάσταση των φίλτρων, την απόρριψη, την κατανάλωση ενέργειας και τους χρόνους διακοπής λειτουργίας. Η ανάλυση π.χ. για τη βελτιστοποίηση του εντοπισμού σφαλμάτων (θραύση φίλτρου, μη εγκατεστημένο φίλτρο, φράξιμο) δεν ήταν εφικτή επειδή δεν εκτελούταν καταγραφή των δεδομένων. Δυνατότητες βελτίωσης εντοπίστηκαν στην αποθήκευση των δεδομένων του ιστορικού.
Στόχος του έργου:
Η υλοποίηση μιας στρατηγικής για την αντικατάσταση των φίλτρων με βάση τις ανάγκες και μετάβαση από τη συντήρηση με βάση τον χρόνο στη συντήρηση με βάση την κατάσταση. Αυτή η βελτιστοποίηση θα πρέπει να επιτευχθεί με αυτοματοποιημένη επιτήρηση και απεικόνιση της κατάστασης των φίλτρων.
Η υλοποίηση:
Στην ifm prover gmbh, το moneo RTM είναι εγκατεστημένο σε έναν κεντρικό server. Η κύρια μονάδα IO-Link είναι συνδεδεμένη στον server μέσω ενός εσωτερικού VLAN και οι αισθητήρες είναι συνδεδεμένοι στην κύρια μονάδα μέσω IO-Link. Στο φίλτρο εγκαταστάθηκε ένας αισθητήρας διαφορικής πίεσης με μία αναλογική έξοδο. Το σήμα διαβάζεται από έναν πομπό IO-Link (DP2200), μετατρέπεται σε μία τιμή διεργασίας IO-Link και μεταβιβάζεται στην κύρια μονάδα IO-Link με τη διασύνδεση IoT (π.χ. προϊόν AL1350).
Το moneo RTM καταγράφει κυκλικά τις τιμές διεργασίας μέσω αυτής της κύριας μονάδας IO-Link. Οι αναλογικές τιμές ρεύματος που λαμβάνονται με αυτόν τον τρόπο υποβάλλονται σε περαιτέρω επεξεργασία μέσω της λειτουργίας «Υπολογισμένες τιμές» και μετατρέπονται σε μία τιμή διεργασίας στη μονάδα μέτρησης Pascal. Αυτή η τιμή διεργασίας αντιστοιχεί στον πραγματικό αισθητήρα.
Οι οριακές τιμές για την αλλαγή ενός φίλτρου έχουν ληφθεί από το φυλλάδιο τεχνικών στοιχείων του σχετικού σακόφιλτρου και έχουν καθοριστεί ως οριακές τιμές στο moneo RTM. Για να μην προκύπτουν κρίσιμες καταστάσεις, στην ενότητα των κανόνων επεξεργασίας δελτίων έχει αποθηκευτεί μία σχετική ομάδα χρηστών, η οποία ενημερώνεται σε περίπτωση υπέρβασης των οριακών τιμών ώστε να προβαίνει στην αλλαγή των φίλτρων.
Το αποτέλεσμα:
Η υλοποίηση της μόνιμης επιτήρησης των φίλτρων οδήγησε σε μία βελτίωση των εσωτερικών διεργασιών, από τη συντήρηση με βάση τον χρόνο στη συντήρηση με βάση την κατάσταση. Με τον έγκαιρο εντοπισμό των σφαλμάτων, η διαθεσιμότητα των μηχανών διασφαλίστηκε και η ποιότητα αυξήθηκε.
Η έγκαιρη ειδοποίηση σε περίπτωση μιας αναγκαίας αλλαγής φίλτρου (email, δελτίο) ενίσχυσε την ποιότητα της διεργασίας. Η επίδραση στο περιβάλλον και το λειτουργικό κόστος (ενέργεια, συντήρηση, υλικά) μειώθηκαν σημαντικά με τη νέα στρατηγική στη συντήρηση.
Με την τεκμηρίωση των εργασιών συντήρησης και την αποθήκευση των δεδομένων του ιστορικού μπορούν μελλοντικά να εκπονηθούν αναλύσεις για τις δυνατότητες βελτιστοποίησης του συστήματος φίλτρων, καθώς είναι διαθέσιμο επαρκές υλικό δεδομένων. Το προσωπικό συντήρησης έχει στη διάθεσή του μία εφαρμογή που μπορεί εύκολα να προσαρμοστεί στις ιδιαίτερες συνθήκες του πελάτη και επιτρέπει τον υπολογισμό των τιμών διεργασίας (διαφορική πίεση, μετατροπή συγκεκριμένων μονάδων μέτρησης). Η χρήση του moneo RTM έχει ήδη αποτρέψει επακόλουθες ζημιές σε μηχανές και συστήματα εξαγωγής.
Συμπέρασμα:
Με το moneo RTM εκπληρώθηκαν όλοι οι στόχοι:
- Επισκόπηση και λεπτομερής ενημέρωση για την εγκατάσταση στο dashboard
- Καταγραφή των δεδομένων για περαιτέρω βελτιστοποίηση
- Δυνατότητα ανάλυσης των καταγραμμένων δεδομένων
- Συνεχής επιτήρηση της κατάστασης των φίλτρων
- Ενημέρωση με email σε περίπτωση παραβίασης των οριακών τιμών
Δομή συστήματος
- Αισθητήρας διαφορικής πίεσης με έξοδο 4…20 mA
- Σύστημα αξιολόγησης και προβολή αναλογικών σημάτων 4...20 mA (DP2200)
- Κύρια μονάδα IO-Link (AL1350)
Πίνακας εργαλείων
Ολοκληρωμένη επισκόπηση στο dashboard του moneo. Η ένδειξη με μορφή φωτεινού σηματοδότη επιτρέπει την εύκολη επιτήρηση της τρέχουσας κατάστασης της εγκατάστασης. Στη συγκεκριμένη περίπτωση, τα τέσσερα επιτηρούμενα φίλτρα προβάλλονται με σαφήνεια και παρέχουν άμεσα μία επισκόπηση της τρέχουσας κατάστασης.
Δημιουργήθηκε ένα ακόμα dashboard , στον οποίο χρησιμοποιούνται διάφορα εργαλεία απεικόνισης για τη λεπτομερή προβολή των τρεχόντων παραμέτρων ενός μεμονωμένου φίλτρου.
- Ανεπεξέργαστη αναλογική τιμή του αισθητήρα διαφορικής πίεσης σε mA
- Υπολογισμένη διαφορική πίεση σε Pa
- Διαχρονική προβολή διαφορικής πίεσης
- Ένδειξη με μορφή φωτεινού σηματοδότη της τρέχουσας κατάστασης του φίλτρου
Ανάλυση
Η ανάλυση μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την εξέταση περαιτέρω λεπτομερειών. Οι χρόνοι λειτουργίας της εγκατάστασης μπορούν να αναλυθούν αναδρομικά όταν διενεργείται μία μακροπρόθεσμη αξιολόγηση.
- Εγκατάσταση σε λειτουργία
- Εγκατάσταση εκτός λειτουργίας
Με τις διάφορες αξιολογήσεις μπορούν να διακριβώνονται σε πολύ σύντομο χρόνο οι ενδεχόμενες τάσεις. Σε αυτήν την περίπτωση, για παράδειγμα, η διαφορική πίεση των τεσσάρων φίλτρων παρατηρήθηκε για δύο ημέρες. Η απεικόνιση δείχνει ότι το φίλτρο στο σύστημα εξαγωγής στον 1ο όροφο (μοβ γραμμή) φράζει σιγά σιγά, επειδή η διαφορική πίεση αυξάνεται αργά.
- Μοβ γραμμή, διαφορική πίεση φίλτρου συστήματος εξαγωγής στον 1ο όροφο
Εργασίες & δελτία: Οριακές τιμές έναρξης/διακοπής
Διαχείριση οριακών τιμών
Αυτή η λειτουργία στο moneo RTM επιτρέπει στους χρήστες να καθορίζουν μία επιμέρους οριακή τιμή για κάθε τιμή διεργασίας. Σε αυτήν την εφαρμογή, οι οριακές τιμές έχουν ρυθμιστεί έτσι ώστε το προσωπικό συντήρησης να ενημερώνεται εγκαίρως όταν είναι αναγκαία η αντικατάσταση ενός φίλτρου.
Όταν επιτευχθεί η οριακή τιμή προειδοποίησης, το προσωπικό ενημερώνεται για την αναγκαία αντικατάσταση του φίλτρου και μπορεί να την προγραμματίσει ανάλογα. Τα εξαρτήματα πρέπει να αντικατασταθούν το αργότερο όταν επιτευχθεί η οριακή τιμή συναγερμού.
Κατά τη φάση εκκίνησης των ανεμιστήρων προκύπτουν συχνά κάποιες υπερβάσεις και οι οριακές τιμές ξεπερνιόνται για σύντομο χρόνο. Για να αποφεύγονται οι εσφαλμένοι συναγερμοί ή προειδοποιήσεις λόγω σύντομων υπερβάσεων, μπορεί να ρυθμιστεί κάποια καθυστέρηση απόκρισης.
- Άνω οριακή τιμή προειδοποίησης
- Χρόνος καθυστέρησης για την οριακή τιμή προειδοποίησης
- Άνω οριακή τιμή συναγερμού
- Χρόνος καθυστέρησης για την οριακή τιμή συναγερμού
Διαχείριση κανόνων επεξεργασίας δελτίων
Με τον οδηγό διαμόρφωσης κανόνων επεξεργασίας δελτίων μπορούν εύκολα να καθοριστούν οι κανόνες προειδοποίησης και συναγερμού. Στο παράδειγμα παρακάτω, μία ομάδα παραληπτών email στο τμήμα συντήρησης ενημερώνεται σε περίπτωση επίτευξης των οριακών τιμών προειδοποίησης και συναγερμού για την επικείμενη ή επείγουσα αντικατάσταση ενός φίλτρου.
- Καθορισμός οριακών τιμών (5) και πηγών δεδομένων (6)
- Καθορισμός του κανόνα που πρέπει να εφαρμόζεται
- Καθορισμός προτεραιότητας προειδοποίησης και συναγερμού
- Καθορισμός παραληπτών των email
- Καθορισμός των σχετικών οριακών τιμών
- Καθορισμός των σχετικών πηγών δεδομένων
Το email που δημιουργείται από το moneo ήδη περιέχει τις πληροφορίες του δελτίου:
- Η σχετική πηγή δεδομένων
- Η τιμή στην οποία προέκυψε υπέρβαση ή υστέρηση
- Προτεραιότητα δελτίου
- Χρονική σήμανση
Υπολογισμένες τιμές:
Η λειτουργία «Υπολογισμένες τιμές» χρησιμοποιείται για την περαιτέρω επεξεργασία των δεδομένων διεργασίας. Σε αυτήν την περίπτωση, το αναλογικό ηλεκτρικό σήμα που παρέχεται από τον αισθητήρα μετατρέπεται σε μία τιμή πίεσης στη μονάδα μέτρησης Pascal. Η τιμή 4 mA αντιστοιχεί σε 0 Pa και η τιμή 20 mA ισούται με 500 Pa.
Διαφορά πίεσης [Pa] = Διαφορά πίεσης ως αναλογική τιμή ρεύματος [mA] - 4mA * (500 Pa / 16 mA)
- Διαφορά πίεσης ως αναλογική τιμή ρεύματος από τον αισθητήρα (4...20 mA)
- Μέγιστο εύρος μέτρησης του αισθητήρα (500 Pa = 20 mA)
- Εύρος ρεύματος αναλογικής τιμής (20 mA - 4 mA = 16 mA)
- Αντιστάθμιση αναλογικής τιμής (4...20 mA έως 0...16 mA)
- Υπολογισμός συντελεστή για ρεύμα σε Pascal
- Πολλαπλασιασμός τιμής ρεύματος (0...16 mA) με συντελεστή
- Αποτέλεσμα διαφοράς πίεσης σε Pascal (Pa)
