Επιτήρηση πεπιεσμένου αέρα σε εργαλειομηχανή ως βάση για μέτρα ενεργειακής απόδοσης
Παρακολούθηση του κόστους του πεπιεσμένου αέρα
Οι διαδικασίες παραγωγής των εργαλειομηχανών απαιτούν συνεχώς πεπιεσμένο αέρα. Στην παραγωγή αισθητήρων, διάφορες συσκευές που απαιτούνται για την παραγωγή του τελικού προϊόντος κατασκευάζονται ενδοεταιρικά. Αυτές οι διεργασίες συχνά πραγματοποιούνται σε μία εργαλειομηχανή.
Στη διαδικασία παραγωγής της εργαλειομηχανής απαιτείται πεπιεσμένος αέρας:
- Ως «αέρας στεγανοποίησης» για τη σφράγιση ενός κοίλου χώρου μέσω υπερπίεσης
- Για μηχανικές διεργασίες κατά την αλλαγή εργαλείου
- Ως «αέρας καθαρισμού» για τον καθαρισμό εργαλείων πριν και μετά την αλλαγή εργαλείου
- Ως «αέρας καθαρισμού» για την αφαίρεση ρινισμάτων από κατασκευασμένα τεμάχια κατά την αφαίρεσή τους από την εργαλειομηχανή
- Για την ψύξη των εργαλείων που χρησιμοποιούνται για ευαίσθητα πλαστικά μέρη και δεν πρέπει να έρχονται σε επαφή με ψυκτικά μέσα
Η παραγωγή πεπιεσμένου αέρα είναι ένας από τους σημαντικότερους παράγοντες κόστους στην κατασκευή. Αυτός είναι ο λόγος που τα μέτρα ενεργειακής απόδοσης έχουν τόσο μεγάλες δυνατότητες.
Η αρχική κατάσταση
Ένδειξη πεπιεσμένου αέρα χωρίς παρακολούθηση της ποσότητας και του κόστους με βάση τις συνθήκες
Στον βασικό εξοπλισμό κάθε εργαλειομηχανής περιλαμβάνονται γενικά όργανα απεικόνισης που υποδεικνύουν τις διάφορες καταστάσεις λειτουργίας. Ωστόσο, δεν επιτηρούνται τα δεδομένα διεργασίας για την κατανάλωση πεπιεσμένου αέρα σε σχέση με το αντίστοιχο κόστος.
Κατά συνέπεια, δεν είναι δυνατή η αξιολόγηση όσον αφορά τη διαχείριση της ενέργειας και τα μέτρα ενεργειακής απόδοσης.
- Ποιο είναι το κόστος του πεπιεσμένου αέρα ανάλογα με την κατάσταση της μηχανής;
- Πού μπορεί να εξοικονομηθεί κόστος και ενέργεια;
Χωρίς βάση δεδομένων, αυτά τα ερωτήματα παραμένουν αναπάντητα.
Στόχος του έργου
Εκτίμηση του κόστους πεπιεσμένου αέρα για σκοπούς εφαρμογής μέτρων εξοικονόμησης ενέργειας
- Ενεργειακά αποδοτική λειτουργία της εργαλειομηχανής
- Υπολογισμός διαφορετικών δαπανών πεπιεσμένου αέρα για σκοπούς αξιολόγησης και οργάνωσης μέτρων εξοικονόμησης ενέργειας
- Εντοπισμός και απεικόνιση περιττών δαπανών στη λειτουργία αναμονής λόγω διαρροών
- Μείωση του κόστους ενέργειας και λειτουργίας για ένα ’οικολογικό εργοστάσιο’
Υλοποίηση
Επιτήρηση πεπιεσμένου αέρα με το moneo RTM
Το moneo RTM είναι εγκατεστημένο κεντρικά σε έναν διακομιστή.
Η ifm παρέχει μια μεγάλη γκάμα στοιχείων αυτοματισμού. Σε αυτήν την εφαρμογή, εγκαταστάθηκαν μετρητές πεπιεσμένου αέρα SD6500 στην παροχή πεπιεσμένου αέρα της εργαλειομηχανής και πριν από το πιστόλι πεπιεσμένου αέρα.
Τα δεδομένα των αισθητήρων παρέχονται στο moneo RTM μέσω μιας κύριας μονάδας IO-Link σειράς AL1350. Η κύρια μονάδα IO-Link είναι συνδεδεμένη στον διακομιστή μέσω ενός εσωτερικού VLAN.
Η παρακολούθηση δεδομένων, η διαχείριση οριακών τιμών και οι υπολογισμοί πραγματοποιούνται με το moneo RTM.
Το αποτέλεσμα
Το moneo RTM οπτικοποιεί τις δυνατότητες εξοικονόμησης ενέργειας
Η λήψη δεδομένων, η οπτικοποίηση και η αντιστάθμιση των τιμών ροής μέσω του moneo RTM παρέχουν τη βάση για τον υπολογισμό διαφόρων δαπανών για τον πεπιεσμένο αέρα.
Αυτά τα δεδομένα επιτρέπουν τη στοχευμένη αξιολόγηση και την οργάνωση μέτρων εξοικονόμησης ενέργειας. Εντοπίστηκαν περιττές δαπάνες κατά τη λειτουργία αναμονής και η εργαλειομηχανή μπορεί πλέον να λειτουργεί πιο αποτελεσματικά χωρίς σπατάλη πεπιεσμένου αέρα.
Το κόστος ενέργειας και λειτουργίας μπόρεσε να μειωθεί έχοντας ως στόχο ένα ‘οικολογικό εργοστάσιο‘.
Δομή συστήματος
- Μετρητής πεπιεσμένου αέρα SD6500 στη γραμμή παροχής της εργαλειομηχανής
- Μετρητής πεπιεσμένου αέρα SD6500 στη γραμμή παροχής του πιστολιού πεπιεσμένου αέρα
- Κύρια μονάδα IO-Link AL1350
Διάγραμμα καλωδίωσης
- Μετρητής πεπιεσμένου αέρα SD6500 στη γραμμή παροχής της εργαλειομηχανής
- Μετρητής πεπιεσμένου αέρα SD6500 στη γραμμή παροχής του πιστολιού πεπιεσμένου αέρα
- Κύρια μονάδα IO-Link AL1350
Πίνακας οργάνων
Ολοκληρωμένη επισκόπηση στον πίνακα οργάνων του moneo. Ο πίνακας οργάνων παρέχει στον χρήστη μία επισκόπηση με όλες τις σχετικές τιμές διεργασίας για τη συγκεκριμένη εγκατάσταση.
- Τρέχουσα συνολική παροχή πεπιεσμένου αέρα (CDS)** (m³/h)*
- Τρέχουσα πίεση (bar)
- Συνολική κατανάλωση πεπιεσμένου αέρα - Αθροιστής (CDS)** (m³)*
- Τρέχον κόστος πεπιεσμένου αέρα (CDS)** (€/h)*
- Συνολικό κόστος πεπιεσμένου αέρα (CDS)** (€)*
- Κατάσταση μηχανής «Μηχανή ενεργοποιημένη» (CDS)** (On/Off)
- Κατάσταση μηχανής «Μηχανή σε αναμονή» (CDS)** (On/Off)
- Κατάσταση μηχανής «Μηχανή απενεργοποιημένη» (CDS)** (On/Off)
Στον πίνακα οργάνων «Πεπιεσμένος αέρας», ο χρήστης βλέπει όλες τις σχετικές τιμές διεργασίας του πεπιεσμένου αέρα για τη συγκεκριμένη εγκατάσταση με μια ματιά.
- Μηχανή - Τρέχουσα κατανάλωση πεπιεσμένου αέρα (m³/h)
- Μηχανή - Τρέχουσα πίεση (bar)
- Τρέχουσα θερμοκρασία πεπιεσμένου αέρα (°C)
- Μηχανή - Κατανάλωση πεπιεσμένου αέρα (m³)*
- Μηχανή - Κόστος πεπιεσμένου αέρα (€)*
- Πιστόλι πεπιεσμένου αέρα - Τρέχουσα κατανάλωση πεπιεσμένου αέρα (m³/h)
- Πιστόλι πεπιεσμένου αέρα - Τρέχουσα πίεση (bar)
- Πιστόλι πεπιεσμένου αέρα - Τρέχουσα θερμοκρασία πεπιεσμένου αέρα (°C)
- Πιστόλι πεπιεσμένου αέρα - Κατανάλωση πεπιεσμένου αέρα (m³)*
- Πιστόλι πεπιεσμένου αέρα - Κόστος πεπιεσμένου αέρα (CDS)** (€)*
- Τρέχουσα συνολική παροχή πεπιεσμένου αέρα (CDS)** (m³/h)*
- Συνολική κατανάλωση πεπιεσμένου αέρα - Αθροιστής (CDS)** (m³)*
- Τρέχον κόστος πεπιεσμένου αέρα (CDS)** (€/h)*
- Συνολικό κόστος πεπιεσμένου αέρα (CDS)** (€)*
Στον πίνακα οργάνων «Κατάσταση μηχανής», ο χρήστης μπορεί να δει την τρέχουσα κατάσταση λειτουργίας της μηχανής και τον χρόνο λειτουργίας που έχει παρέλθει στη σχετική κατάσταση της μηχανής.
- Κατάσταση μηχανής «Μηχανή ενεργοποιημένη» (CDS)** (On/Off)
- Κατάσταση μηχανής «Μηχανή σε αναμονή» (CDS)** (On/Off)
- Κατάσταση μηχανής «Μηχανή απενεργοποιημένη» (CDS)** (On/Off)
- Χρόνος - Μηχανή ενεργοποιημένη (CDS)** (h)*
- Χρόνος - Μηχανή σε αναμονή (CDS)** (h)*
- Χρόνος - Μηχανή απενεργοποιημένη (CDS)** (h)*
Στον πίνακα οργάνων «Βελτιστοποίηση διεργασίας», ο χρήστης μπορεί να δει την ενέργεια που καταναλώνεται από την κατάσταση λειτουργίας της μηχανής. Οι πληροφορίες που λαμβάνονται μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη βελτιστοποίηση της κατανάλωσης ενέργειας.
- Συνολικό κόστος πεπιεσμένου αέρα (CDS)** (€)*
- Κόστος πεπιεσμένου αέρα μηχανής (CDS)** (€)*
- Κόστος πεπιεσμένου αέρα μηχανής σε αναμονή (CDS)** (€)*
* Η έναρξη της καταμέτρησης ήταν η ρύθμιση του αισθητήρα. Ο μηδενισμός μπορεί να πραγματοποιηθεί μέσω του αισθητήρα ή μέσω του moneo configure.
** ΣΗΜΕΙΩΣΗ! Ο μηδενισμός εκτελείται επίσης σε όλες τις τιμές που έχουν υπολογιστεί μέχρι τη δεδομένη στιγμή! Το CDS (υπολογισμένη πηγή δεδομένων) είναι μία τιμή που υπολογίζεται μέσω του moneo Dataflow Modeler
Ανάλυση
Η λειτουργία ανάλυσης μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την εξέταση περαιτέρω λεπτομερειών. Το στιγμιότυπο οθόνης δείχνει πώς μπορεί να αναγνωριστεί εύκολα η κατάσταση λειτουργίας της εργαλειομηχανής μέσω της παροχής του πεπιεσμένου αέρα.
- Κατάσταση μηχανής «Μηχανή απενεργοποιημένη» (0 m³/h)***
- Κατάσταση μηχανής «Μηχανή σε αναμονή» (περ. 19 m³/h)***
- Κατάσταση μηχανής «Μηχανή ενεργοποιημένη» (>20 m³/h)***
*** Καθορίζεται μεμονωμένα ανάλογα με την εφαρμογή
Ρυθμίσεις & κανόνες: Διαχείριση οριακών τιμών
Εργασίες & δελτία
Σε περίπτωση υπέρβασης ή υστέρησης μιας καθορισμένης οριακής τιμής, δημιουργείται ένα δελτίο για τη σχετική τιμή διεργασίας. Ένας κόκκινος σηματοδότης και ένα αναδυόμενο μήνυμα ειδοποίησης υποδεικνύουν την παραβίαση ενός ορίου πίεσης.
Το δελτίο μπορεί να το αναλάβει και να το επεξεργαστεί ο αρμόδιος εργαζόμενος. Με τη λειτουργία σχολίων μπορούν να καταγραφούν απευθείας τα μέτρα που έχουν ληφθεί και οι περιγραφές των λύσεων. Διαθέσιμες είναι οι παρακάτω επιλογές ειδοποίησης:
- Ενσωμάτωση SAP
Υπολογισμένες τιμές
Χρησιμοποιώντας το moneo, μπορούν να υπολογιστούν πολύ περισσότερες πληροφορίες από τις τιμές διεργασίας των αισθητήρων. Το ‘Dataflow Modeler‘ επιτρέπει την εξατομικευμένη δημιουργία υπολογισμένων τιμών, π.χ. συνδυάζοντας και αντισταθμίζοντας πηγές δεδομένων από αισθητήρες σε ένα μοντέλο ροής δεδομένων.
Υπολογισμός συνολικής κατανάλωσης πεπιεσμένου αέρα:
- Αθροιστής του μετρητή πεπιεσμένου αέρα SD6500 μπροστά από την εργαλειομηχανή (m³)
- Αθροιστής του μετρητή πεπιεσμένου αέρα SD6500 μπροστά από το πιστόλι πεπιεσμένου αέρα (m³)
- Μπλοκ λειτουργιών «Προσθήκη» - Υπολογισμός της συνολικής κατανάλωσης πεπιεσμένου αέρα
- Αποτέλεσμα - Συνολική κατανάλωση (m³)
Υπολογισμός του κόστους πεπιεσμένου αέρα της εργαλειομηχανής:
- Αθροιστής του μετρητή πεπιεσμένου αέρα SD6500 μπροστά από την εργαλειομηχανή (m³)
- Η τιμή ενέργειας για 1 m³ πεπιεσμένου αέρα - πρέπει να καθορίζεται ξεχωριστά ανάλογα με την εφαρμογή (€/cent)
- Σταθερά «100» για μετατροπή λεπτών σε ευρώ
- Μπλοκ λειτουργιών «Διαίρεση» - Μετατροπή λεπτών σε ευρώ
- Μπλοκ λειτουργιών «Πολλαπλασιασμός» - Υπολογισμός του ενεργειακού κόστους
- Μπλοκ λειτουργιών «Στρογγυλοποίηση» - Το ενεργειακό κόστος στρογγυλοποιείται σε δύο δεκαδικά ψηφία
- Αποτέλεσμα - Κόστος πεπιεσμένου αέρα της εργαλειομηχανής (€)
Καθορισμός της κατάστασης της εργαλειομηχανής «Μηχανή ενεργοποιημένη»:
- Τιμή ροής του μετρητή πεπιεσμένου αέρα SD6500 (m³/h)
- Σταθερά «20» για τον καθορισμό της κατάστασης της μηχανής «Μηχανή ενεργοποιημένη» - πρέπει να καθορίζεται ξεχωριστά ανάλογα με την εφαρμογή (m³/h)
- Μπλοκ λειτουργιών «Σύγκριση» - Το αποτέλεσμα είναι αληθές εάν το Α είναι μεγαλύτερο από το Β
- Μπλοκ λειτουργιών «Δυαδική σε διπλή» - Μετατροπή της δυαδικής τιμής σε αριθμητική τιμή: αληθές = 1 / ψευδές = 0
- Αποτέλεσμα - Κατάσταση λειτουργίας της εργαλειομηχανής = ενεργοποιημένη (αληθές = 1 / ψευδές = 0)
Καθορισμός της κατάστασης της εργαλειομηχανής «Μηχανή απενεργοποιημένη»:
- Τιμή ροής του μετρητή πεπιεσμένου αέρα SD6500 (m³/h)
- Σταθερά «1» για τον καθορισμό της κατάστασης της μηχανής «Μηχανή απενεργοποιημένη» - πρέπει να καθορίζεται ξεχωριστά ανάλογα με την εφαρμογή (m³/h)
- Μπλοκ λειτουργιών «Σύγκριση» - Το αποτέλεσμα είναι αληθές εάν το Α είναι μικρότερο από το Β
- Μπλοκ λειτουργιών «Δυαδική σε διπλή» - Μετατροπή της δυαδικής τιμής σε αριθμητική τιμή: αληθές = 1 / ψευδές = 0
- Αποτέλεσμα - Κατάσταση λειτουργίας της εργαλειομηχανής = απενεργοποιημένη (αληθές = 1 / ψευδές = 0)
Καθορισμός της κατάστασης της εργαλειομηχανής «Μηχανή σε αναμονή»:
- Τιμή ροής του μετρητή πεπιεσμένου αέρα SD6500 (m³/h)
- Σταθερά «1» για τον καθορισμό της κατάστασης της μηχανής «Μηχανή απενεργοποιημένη» - πρέπει να καθορίζεται ξεχωριστά ανάλογα με την εφαρμογή (m³/h)
- Σταθερά «20» για τον καθορισμό της κατάστασης της μηχανής «Μηχανή ενεργοποιημένη» - πρέπει να καθορίζεται ξεχωριστά ανάλογα με την εφαρμογή (m³/h)
- Μπλοκ λειτουργιών «Σύγκριση» - Το αποτέλεσμα είναι αληθές εάν το Α είναι μεγαλύτερο από το Β
- Μπλοκ λειτουργιών «Σύγκριση» - Το αποτέλεσμα είναι αληθές εάν το Α είναι μικρότερο από το Β
- Μπλοκ λειτουργιών «Και» - Το αποτέλεσμα είναι αληθές εάν το Α και το Β είναι αληθή
- Μπλοκ λειτουργιών «Δυαδική σε διπλή» - Μετατροπή της δυαδικής τιμής σε αριθμητική τιμή: αληθές = 1 / ψευδές = 0
- Αποτέλεσμα - Κατάσταση λειτουργίας της εργαλειομηχανής = απενεργοποιημένη (αληθές = 1 / ψευδές = 0)
Υπολογισμός του χρόνου παραγωγής της εργαλειομηχανής:
- Υπολογισμένη κατάσταση της μηχανής «Μηχανή ενεργοποιημένη» (αληθές = 1 / ψευδές = 0)
- Μπλοκ λειτουργιών «Διπλή σε δυαδική» - Μετατροπή της αριθμητικής τιμής σε δυαδική τιμή: 1 = αληθές / 0 = ψευδές
- Μπλοκ λειτουργιών «Χρονομετρητής» - Ξεκινά τη μέτρηση μόλις η είσοδος σκανδαλισμού είναι 1 = αληθής
- Μπλοκ λειτουργιών «Στρογγυλοποίηση» - Η τιμή του μετρητή στρογγυλοποιείται σε δύο δεκαδικά ψηφία
- Αποτέλεσμα - Χρόνος της εργαλειομηχανής στην κατάσταση «Ενεργοποιημένη» (h)
Υπολογισμός ενεργειακού κόστους στην κατάσταση αναμονής:
- Υπολογισμένη τιμή χρόνου αναμονής εργαλειομηχανής (h)
- Σταθερά «19» - Μέση κατανάλωση της μηχανής στην κατάσταση αναμονής - πρέπει να καθορίζεται ξεχωριστά ανάλογα με την εφαρμογή (m³/h)
- Η τιμή ενέργειας για 1 m³ πεπιεσμένου αέρα - πρέπει να καθορίζεται ξεχωριστά ανάλογα με την εφαρμογή (€/cent)
- Σταθερά «100» για μετατροπή λεπτών σε ευρώ
- Μπλοκ λειτουργιών «Διαίρεση» - Μετατροπή λεπτών σε ευρώ
- Μπλοκ λειτουργιών «Πολλαπλασιασμός» - Υπολογισμός του μέσου ενεργειακού κόστους στην κατάσταση αναμονής
- Μπλοκ λειτουργιών «Πολλαπλασιασμός» - Υπολογισμός του ενεργειακού κόστους
- Μπλοκ λειτουργιών «Στρογγυλοποίηση» - Το ενεργειακό κόστος στρογγυλοποιείται σε δύο δεκαδικά ψηφία
- Αποτέλεσμα - Κόστος πεπιεσμένου αέρα της εργαλειομηχανής στην κατάσταση αναμονής (€)
