Monitorizarea aerului comprimat pe o mașină-unealtă ca bază pentru măsuri de eficiență energetică
Monitorizarea costurilor aerului comprimat
Procesele de producție ale mașinilor-unelte necesită în mod constant aer comprimat. În producția de senzori, diferitele dispozitive necesare pentru a produce produsul finit sunt fabricate în cadrul companiei. Aceste procese au loc adesea într-o mașină-unealtă.
În procesul de producție al mașinii-unelte, este necesar aer comprimat:
- ca „aer de etanșare” pentru a etanșa un spațiu gol cu ajutorul suprapresiunii
- pentru procesele mecanice în timpul schimbării sculelor
- ca „aer de purjare” pentru a curăța sculele înainte și după schimbarea acestora
- ca „aer de purjare” pentru a îndepărta orice așchii de pe piesele fabricate atunci când acestea sunt scoase din mașina-unelte
- pentru răcirea sculelor utilizate pentru piesele sensibile din plastic care nu trebuie să intre în contact cu agenți de răcire
Producția de aer comprimat reprezintă unul dintre principalii factori de cost în producție. Acesta este motivul pentru care măsurile de eficiență energetică au un potențial atât de ridicat.
Situația inițială
Indicarea aerului comprimat fără urmărirea cantității în funcție de stare și a costurilor
În mod implicit, fiecare mașină-unealtă oferă instrumente de afișare generală pentru a indica diferitele stări de funcționare. Cu toate acestea, datele de proces privind consumul de aer comprimat în corelație cu costurile asociate nu sunt monitorizate.
Drept urmare, nu este posibilă o evaluare din punctul de vedere al gestionării energiei și al măsurilor de eficiență energetică.
- Care sunt costurile aerului comprimat în funcție de starea mașinii?
- În ce cazuri pot fi reduse costurile și energia?
Fără o bază de date, aceste întrebări rămân fără răspuns.
Scopul proiectului
Evaluarea costurilor cu aerul comprimat în scopul implementării măsurilor de economisire a energiei
- Funcționarea eficientă din punct de vedere energetic a mașinii-unelte
- Calcularea diferitelor costuri cu aerul comprimat în scopul evaluării și organizării măsurilor de economisire a energiei
- Identificarea și vizualizarea costurilor inutile în timpul funcționării în stand-by din cauza scurgerilor
- Reducerea costurilor de energie și de exploatare pentru a deveni o „fabrică ecologică”
Implementare
Monitorizarea aerului comprimat cu ajutorul moneo RTM
moneo RTM este instalat la nivel central pe un server.
ifm oferă o gamă largă de componente de automatizare. În această aplicație, contoarele de aer comprimat SD6500 au fost instalate la alimentarea cu aer comprimat a mașinii-unelte și în amonte de pistolul de aer comprimat.
Datele senzorilor sunt furnizate către moneo RTM prin intermediul unui master IO-Link din seria AL1350. IO-Link Master este conectat la server printr-un VLAN intern.
Monitorizarea datelor, gestionarea pragurilor și calculele sunt efectuate cu moneo RTM.
Rezultatul
moneo RTM vizualizează potențialul de economisire a energiei
Achiziționarea datelor, vizualizarea și compensarea valorilor de debit prin intermediul moneo RTM oferă baza pentru calcularea diferitelor costuri ale aerului comprimat.
Aceste date permit evaluarea și organizarea specifică a măsurilor de reducere a consumului de energie. Au fost identificate costurile inutile în timpul funcționării în regim de standby, iar mașina-unealtă poate fi acum operată mai eficient, fără a irosi aerul comprimat.
Costurile de energie și de exploatare au putut fi reduse, cu scopul de a deveni o „fabrică ecologică”.
Structura sistemului
- Contor de aer comprimat SD6500 în conducta de alimentare a mașinii-unelte
- Contor de aer comprimat SD6500 în conducta de alimentare a pistolului cu aer comprimat
- AL1350 IO-Link master
Schema electrică
- Contor de aer comprimat SD6500 în conducta de alimentare a mașinii-unelte
- Contor de aer comprimat SD6500 în conducta de alimentare a pistolului cu aer comprimat
- AL1350 IO-Link master
Tabloul de bord
Obțineți o imagine de ansamblu în tabloul de bord moneo. Tabloul de bord oferă utilizatorului o imagine de ansamblu asupra tuturor valorilor relevante ale procesului pentru această instalație.
- Debitul total curent de aer comprimat (CDS)** (m³/h)*
- Presiunea curentă (bar)
- Consumul total de aer comprimat - totalizator (CDS)** (m³)*
- Costuri curente ale aerului comprimat (CDS)** (€/h)*
- Costurile totale ale aerului comprimat (CDS)** (€)*
- Starea mașinii „Mașină pornită” (CDS)** (Pornit/Oprit)
- Starea utilajului „Mașină în așteptare” (CDS)** (Pornit/Oprit)
- Starea mașinii „Mașină oprită” (CDS)** (Pornit/Oprit)
În tabloul de bord „Aer comprimat”, utilizatorul vede dintr-o privire toate valorile relevante ale procesului de aer comprimat pentru această instalație.
- Utilaj - consum curent de aer comprimat (m³/h)
- Utilaj - presiune curentă (bar)
- Temperatura curentă a aerului comprimat (°C)
- Utilaj - consum de aer comprimat (m³)*
- Utilaj - costuri cu aerul comprimat (€)*
- Pistol cu aer comprimat – consumul curent de aer comprimat (m³/h)
- Pistol cu aer comprimat – presiune curentă (bar)
- Pistol cu aer comprimat – temperatura actuală a aerului comprimat (°C)
- Pistol cu aer comprimat – consum aer comprimat (m³)*
- Pistol cu aer comprimat – costuri aer comprimat (CDS)** (€)*
- Debitul total curent de aer comprimat (CDS)** (m³/h)*
- Consumul total de aer comprimat - totalizator (CDS)** (m³)*
- Costuri curente ale aerului comprimat (CDS)** (€/h)*
- Costurile totale ale aerului comprimat (CDS)** (€)*
În tabloul de bord „Starea utilajului”, utilizatorul poate vedea starea actuală de funcționare a utilajului și timpul de funcționare scurs în starea relevantă a utilajului.
- Starea mașinii „Mașină pornită” (CDS)** (Pornit/Oprit)
- Starea utilajului „Mașină în așteptare” (CDS)** (Pornit/Oprit)
- Starea mașinii „Mașină oprită” (CDS)** (Pornit/Oprit)
- Timp - Mașină pornită (CDS)** (h)*
- Timp - Mașină STANDBY (CDS)** (h)*
- Timp - Mașină oprită (CDS)** (h)*
În tabloul de bord „Optimizarea procesului”, utilizatorul poate vedea energia consumată în funcție de starea de funcționare a mașinii. Informațiile obținute pot fi utilizate pentru a optimiza consumul de energie.
- Costurile totale ale aerului comprimat (CDS)** (€)*
- Costuri aer comprimat mașină (CDS)** (€)*
- Costuri aer comprimat mașină în standby (CDS)** (€)*
* Startul contorizării a fost dat de configurarea senzorului. O resetare poate fi efectuată prin intermediul senzorului sau prin moneo configure.
** NOTĂ! O reinițializare resetează, de asemenea, toate valorile calculate până în prezent! CDS (Calculated Data Source) reprezintă o valoare calculată prin intermediul moneo Dataflow Modeler
Analiză
Funcția de analiză poate fi utilizată pentru a vizualiza detalii suplimentare. Captura de ecran ilustrează modul în care starea de funcționare a mașinii-unelte poate fi identificată cu ușurință prin intermediul valorii debitului de aer comprimat.
- Starea mașinii „Mașină oprită” (0 m³/h)***
- Starea mașinii „Mașină în așteptare” (aprox. 19 m³/h)***
- Starea mașinii „Mașină pornită” (>20 m³/h)***
*** Se determină individual în funcție de aplicație
Setări și reguli: Gestionarea pragurilor
Sarcini și tichete
De îndată ce o valoare-limită definită a fost depășită sau nu a fost atinsă, va fi creat un tichet pentru valoarea de proces corespunzătoare. Un indicator luminos roșu și un mesaj de alertă de tip pop-up indică faptul că a fost încălcat un prag de presiune.
Tichetul poate fi preluat și procesat de către angajatul responsabil. Prin funcția de comentariu, măsurile implementate și descrierile soluțiilor pot fi documentate imediat. Sunt disponibile următoarele opțiuni de notificare:
- Integrarea SAP
Valori calculate
Cu ajutorul moneo, se pot calcula mult mai multe informații din valorile de proces ale senzorilor. „Dataflow Modeler” permite crearea personalizată a valorilor calculate, de exemplu, prin combinarea și compensarea surselor de date de la senzori într-un model de flux de date.
Calcularea consumului total de aer comprimat:
- Totalizator al contorului de aer comprimat SD6500 în fața mașinii-unelte (m³)
- Totalizator al contorului de aer comprimat SD6500 în fața pistolului de aer comprimat (m³)
- Blocul de funcții „Adăugare” - calcularea consumului total de aer comprimat
- Rezultat - consumul total (m³)
Calcularea costurilor cu aerul comprimat al mașinii-unelte:
- Totalizator al contorului de aer comprimat SD6500 în fața mașinii-unelte (m³)
- Prețul energiei pentru 1 m³ de aer comprimat - trebuie determinat individual în funcție de aplicație (€/cent)
- Constanta „100” pentru conversia de la cent la euro
- Blocul de funcții „Împărțire” - conversia cent în euro
- Blocul de funcții „Înmulțire” - calcularea costurilor energiei
- Blocul de funcții „Rotunjire” - costurile energiei sunt rotunjite la două zecimale
- Rezultat - costurile pentru aerul comprimat al mașinii-unelte (€)
Determinarea stării mașinii-unelte „Mașină pornită”:
- Valoarea de debit a contorului de aer comprimat SD6500 (m³/h)
- Constanta „20” pentru determinarea stării mașinii „Mașină pornită” - trebuie să fie determinat individual în funcție de aplicație (m³/h)
- Blocul de funcții „Comparare” - rezultatul este adevărat dacă A este mai mare decât B
- Blocul de funcții „Boolean pentru dublare” - conversia valorii Bool într-o valoare numerică: adevărat = 1 / fals = 0
- Rezultat - starea de funcționare a mașinii-unelte = pornit ( adevărat = 1 / fals = 0)
Determinarea stării mașinii-unelte „Mașină oprită”:
- Valoarea de debit a contorului de aer comprimat SD6500 (m³/h)
- Constanta „1” pentru determinarea stării mașinii „Mașină oprită” - trebuie să fie determinată individual în funcție de aplicație (m³/h)
- Blocul de funcții „Comparație” - rezultatul este adevărat dacă A este mai mic decât B
- Blocul de funcții „Boolean pentru dublare” - conversia valorii Bool într-o valoare numerică: adevărat = 1 / fals = 0
- Rezultat - starea de funcționare a mașinii-unelte = oprit (adevărat = 1 / fals = 0)
Determinarea stării de funcționare a mașinii-unelte „Mașină în standby”:
- Valoarea de debit a contorului de aer comprimat SD6500 (m³/h)
- Constanta „1” pentru determinarea stării mașinii „Mașină oprită” - trebuie să fie determinată individual în funcție de aplicație (m³/h)
- Constanta „20” pentru determinarea stării mașinii „Mașină pornită” - trebuie să fie determinat individual în funcție de aplicație (m³/h)
- Blocul de funcții „Comparare” - rezultatul este adevărat dacă A este mai mare decât B
- Blocul de funcții „Comparație” - rezultatul este adevărat dacă A este mai mic decât B
- Blocul de funcții „Și” - ieșirea este adevărată dacă A și B sunt adevărate
- Blocul de funcții „Boolean pentru dublare” - conversia valorii Bool într-o valoare numerică: adevărat = 1 / fals = 0
- Rezultat - starea de funcționare a mașinii-unelte = oprit (adevărat = 1 / fals = 0)
Calcularea timpului de producție al mașinii-unelte:
- Starea calculată a mașinii „Mașină pornită” (adevărat = 1 / fals = 0)
- Blocul de funcții „Dublu pentru boolean” - conversia unei valori numerice într-o valoare bool 1 = adevărat / 0 = fals
- Blocul de funcții „Contor de timp” - contorizează imediat ce intrarea de declanșare 1 = adevărat
- Blocul de funcții „Rotunjire” - valoarea contorului este rotunjită la două zecimale
- Rezultat - timpul în care mașina-unelte se află în starea „Pornit” (h)
Calcularea costurilor cu energia în standby:
- Valoare calculată Timpul de standby al mașinii-unelte (h)
- Constanta „19” Consumul mediu în standby al mașinii - trebuie determinat individual în funcție de aplicație (m³/h)
- Prețul energiei pentru 1 m³ de aer comprimat - trebuie determinat individual în funcție de aplicație (€/cent)
- Constanta „100” pentru conversia de la cent la euro
- Blocul de funcții „Împărțire” - conversia cent în euro
- Blocul de funcții „Înmulțire” - calcularea costurilor medii ale energiei în standby
- Blocul de funcții „Înmulțire” - calcularea costurilor energiei
- Blocul de funcții „Rotunjire” - costurile energiei sunt rotunjite la două zecimale
- Rezultat - costuri cu aerul comprimat al mașinii-unelte în stand-by (€)
