• 제품
  • 산업계
  • IIoT & 솔루션
  • 서비스
  • 회사
  1. moneo: IIoT 플랫폼
  2. Use cases

moneo RTM을 사용하여 생산중인 공기 필터 모니터링

필터 상태의 시각화 및 분석

ifm prover gmbh의 중앙 환기 시스템이 모니터링됩니다. 여기에는 공기 공급 및 배출용 필터뿐만 아니라 입구층 및 2층에 있는 워크스테이션 배기 시스템의 필터도 포함됩니다. 원칙적으로 필터는 단순한 용어로 시스템 내의 저항기입니다. 실제 매체에 속하지 않는 이물질이 필터의 열린 망 또는 구멍을 막습니다. 이 경우, 전체 저항이 증가됩니다. 이러한 이유로 압력이 일정하게 유지되는 동안 유량이 감소됩니다. 결과적으로 시스템의 성능이 점점 저하됩니다. 전달 압력을 증가시켜 특정 포인트까지 연결될 수 있지만 동시에 에너지 요구량도 증가됩니다. 필요한 필터 성능에 따라 고려되어야 하며, 필터 교체를 위한 이상적인 시기가 케이스별로 결정되어야 합니다.

생산 프로세스에서 필터 모니터링을 위한 Use cases:

  • 제품 및 프로세스 품질 보증
  • 에너지 소비 최적화
  • 유지보수 체계화
  • 공기 품질 요구사항 충족 (미세 먼지, 공기 순도, 추출 효율성)

초기 상황:

환기 필터 유지보수는 정해진 시간 간격으로 수행되었습니다. 중앙 모니터링 없이 필터 변경이 필요할 때, 알림 (이메일, 티켓)이 발생하지 않았습니다. 필터의 디바이스는 현재 상태를 로컬로만 시각화했습니다. 따라서 필터가 너무 일찍 또는 너무 늦게 교체되었습니다. 이로 인하여 필터 교체, 폐기, 에너지 소비 및 가동 중단시간에 대한 추가 운영 비용이 발생하였습니다. 데이터 부족으로 인해 오류 (필터 파손, 필터 설치안됨, 막힘) 감지를 포함한 최적화 분석이 불가능합니다. 기록 데이터 저장에서 개선 가능성이 확인되었습니다.

프로젝트의 목적:

요구사항에 따른 필터 교체 전략을 구현하고, 시간-기반에서 상태-기반 유지보수로 전환합니다. 최적화는 필터 상태의 자동화된 모니터링 및 시각화를 통해 달성되어야 합니다.

구현:

moneo RTM은 ifm prover gmbh 서버 중앙에 설치되어 있습니다. IO-Link 마스터는 내부 VLAN을 통해 서버에 연결되며 센서는 IO-Link를 통해 마스터에 연결됩니다. 아날로그 출력이 있는 차압 센서가 필터에 설치되어 있습니다. 신호는 IO-Link 컨버터 (DP2200)에서 판독되고, IO-Link 프로세스 값으로 변환되어 IoT 인터페이스 (예: 제품 AL1350)를 통하여 IO-Link 마스터로 전송됩니다.

moneo RTM은 이러한 IO-Link 마스터를 통해 프로세스 값을 주기적으로 등록합니다. 이 방법으로 수신한 아날로그 전류값은 파스칼 단위의 프로세스 값으로 변환하여 "계산된 값" 기능을 사용하여 추가 처리됩니다. 이 프로세스 값은 실제 센서에 해당합니다.

필터 교체를 위한 임계값은 관련 백 (bag) 필터의 데이터시트에서 가져온 것으로 moneo RTM에서 제한값으로 설정되었습니다. 심각한 상황이 발생되지 않도록 해당 사용자 그룹이 티켓처리 규칙 영역에 저장되며, 제한값이 초과되면 필터가 변경될 수 있도록 알림이 발송됩니다.

결과:

영구 필터 모니터링의 도입으로 시간-기반에서 상태-기반 유지보수에 이르기까지 내부 프로세스 최적화가 진행되었습니다. 적시에 오류를 감지하여 기계 가용성이 확보되고 품질이 향상되었습니다.

필요한 필터 변경이 발생할 경우, 시기 적절한 알림 기능 (이메일, 티켓)을 통해 프로세스 품질을 높일 수 있습니다. 새로운 유지보수 전략에 따라 환경 영향 및 운영 비용 (에너지, 유지보수, 자재)이 지속적으로 절감되었습니다.

유지보수 작업을 문서화하고 히스토리 데이터를 저장함으로 충분한 데이터 자료를 사용할 수 있으므로 향후에 필터 시스템의 가능한 최적화 분석 수행이 가능합니다. 유지보수 직원은 고객의 특정 조건에 맞추어 쉽게 조정할 수 있고 프로세스 값 (차압, 특정 단위 변환)을 계산할 수 있는 어플리케이션을 사용할 수 있습니다. moneo RTM을 사용하면 기계 및 추출 시스템의 손상을 방지할 수 있습니다.

결론:

moneo RTM을 사용하는 경우, 모든 목표 달성이 가능합니다:

  • 대시보드 설치에 대한 개요 및 상세정보
  • 추가 최적화를 위한 데이터 기록
  • 데이터 기록 분석 가능
  • 필터 상태의 영구 모니터링
  • 임계값 위반 시 이메일 알림

시스템 구조

  1. 4… 20 mA 출력의 차압 센서
  2. 아날로그 시그널 4...20 mA 에 대한 평가 시스템 및 디스플레이 (DP2200)
  3. IO-Link 마스터 (AL1350)

대시보드

moneo 대시보드에서 개요를 확인하실 수 있습니다. 신호등 디스플레이를 통해 시스템의 현재 공장 상태를 쉽게 모니터링할 수 있습니다. 이 경우 모니터링되는 4개의 필터가 명확하게 표시되고 현재 상태에 대한 개요가 신속하게 제공됩니다.

다른 대시보드는 여러 가시화 툴을 사용하여 단일 필터의 현재 파라메터수를 자세히 표시하는 데 사용됩니다.

  1. 차압 센서의 raw 아날로그 값 (mA)
  2. 계산된 차압 (Pa)
  3. 시간 경과에 따라 디스플레이되는 차압
  4. 현재 필터 상태의 신호등 디스플레이

분석

분석으로 자세한 내용을 볼 수 있습니다. 장기 평가가 수행되면 시스템의 작동시간을 소급하여 분석할 수 있습니다.

  1. 가동 중인 설비
  2. 가동되지 않는 설비

다양한 평가를 통해 짧은 시간에 동향을 파악할 수 있습니다. 예를 들어, 이 경우 모든 4개 필터의 차압이 이틀동안 관찰되었습니다. 가시화는 차압이 천천히 증가하므로 1층 배기 시스템 필터 (보라색 라인)가 서서히 막히는 것을 보여줍니다.

  1. 보라색 라인, 2층 차압 필터 배기 시스템

태스크 및 티켓: 시작 / 중지 임계값

임계값 관리

moneo RTM의 이 기능을 통하여 사용자는 각 프로세스 값에 대한 임계값을 개별적으로 정의할 수 있습니다. 이 어플리케이션에서는 필터 교체가 수행되어야 하는 경우, 유지보수 담당자에게 적시에 알려지도록 세팅되었습니다.

경고 임계값에 도달하는 경우, 담당자에게 필터 교체가 필요함을 알려서 적시에 일정을 잡을 수 있도록 합니다. 늦어도 알람 임계값에 도달하는 경우, 부품이 교체되어야 합니다.

팬의 시동 단계에서는 오버슈트가 자주 발생하며 임계값이 잠시 초과됩니다. 짧은 오버슈트로 인한 잘못된 알람 또는 경고를 방지하기 위하여 반응 지연시간이 세팅될 수 있습니다.

  1. 상위 경고 임계값
  2. 경고 임계값의 지연시간
  3. 상위 알람 임계값
  4. 알람 임계값의 지연시간

티켓 처리 규칙 관리

티켓 처리 규칙 wizard를 사용하여 경고 및 알람 규칙이 쉽게 정의될 수 있습니다. 다음 사례의 경우 경고 및 알람 임계값에 도달하면, 유지보수 부서의 수신자 그룹에게 필터 교체가 임박하거나 긴급히 권장됨을 이메일로 알립니다.

  1. 임계값 (5) 및 데이터 소스 (6) 정의
  2. 적용되는 규칙 정의
  3. 경고 또는 알람 긴급도 정의
  4. 이메일 수신자 정의
  5. 관련된 임계값의 정의
  6. 해당 데이터 소스 정의

moneo 내에서 생성된 이메일에 티켓 정보가 이미 포함되어 있습니다.

  • 해당 데이터 소스
  • 초과되었거나 미달된 값
  • 티켓 우선순위
  • 타임스탬프

계산된 값:

“계산된 값” 기능은 프로세스 데이터를 추가로 처리하는 데 사용됩니다. 이 use case에서는 센서가 제공하는 아날로그 전류 신호가 파스칼 단위의 압력 값으로 변환됩니다. 4 mA 값은 0 Pa, 20 mA의 값은 500 Pa 입니다.

차압 [Pa] = 아날로그 전류값으로서 차압 [mA] - 4 mA * (500 Pa / 16 mA)

  1. 센서의 아날로그 전류값에 따른 차압 (4...20mA)
  2. 센서의 최대 측정범위 (500 Pa = 20 mA)
  3. 전류범위 아날로그값 (20 mA - 4 mA = 16 mA)
  4. 오프셋 아날로그값 (4...20 mA to 0...16 mA)
  5. 파스칼에 대한 전류의 계산 계수
  6. 전류값 (0...16 mA)에 계수 곱하기
  7. 파스칼 (Pa) 단위의 결과 차압