moneo: platforma IIoT
Primeri uporabe

Pametno spremljanje črpalke z moneo SmartLimitWatcher

Obsežno spremljanje stanja oskrbne črpalke

Oskrbna črpalka je ena od osrednjih komponent obrata CIP. Zagotavlja kroženje medija skozi celoten sistem. Če pride do izpada oskrbne črpalke, se bo celoten proces obrata ustavil.

Ker črpalka deluje pri različnih hitrostih glede na korak čiščenja, je statično spremljanje zapleteno.

Cilj je implementacija AI (umetne inteligence) na podlagi spremljanja črpalke, da se pravočasno zazna in sporoči kakršno koli odstopanje od delovnega stanja. Vzdrževalna dela je mogoče izvesti v dejanskem času.

Začetna situacija

Spremljanje procesov črpalke, vključno s spremljanjem vibracij in hitrosti, se ne izvaja ali pa samo v zelo omejenem obsegu – v najboljšem primeru za statične procesne spremenljivke. Sistemi za spremljanje ali vizualizacijo, npr. moneo, niso nameščeni. Skladno s tem se nastala škoda na črpalki ne sporoči pravočasno.

Cilj projekta

Zapisovanje ključnih procesnih spremenljivk in pametno spremljanje črpalke.

Z uporabo ustreznih senzorjev z IO-Linkom je treba zapisati ključne procesne spremenljivke črpalke.

Pretok
Hitrost
Tlak
Temperatura
Podatki o vibracijah

Zapisovanje podatkov pri običajnem stanju se uporablja za ustvarjanje modela, ki omogoča spremljanje ne glede na stanje obratovanja, in s tem identifikacijo odstopanj od običajnega stanja (anomalije).

Vključevanje

moneo|RTM, vključno z orodjem DataScienceToolbox in s funkcijo SmartLimitWatcher, je nameščen centralno na strežniku. IO-Link masterji so povezani s strežnikom prek internega VLAN. Uporabljeni senzorji so priključeni na IO-Link master.

moneo|RTM zapisuje in vizualizira podatke. Funkcija SmartLimitWatcher orodja DataScienceToolbox se uporablja za analizo zapisanih podatkov in izračun ustreznega modela. Po fazi priučitve ta model prevzame spremljanje črpalke in poroča o kakršnih koli odstopanjih od običajnega stanja.

Črpalke je mogoče upravljati v različnih stanjih (npr. z obremenitvijo ali brez nje). Pri vsakem od teh stanj so dovoljene različne mejne vrednosti. Funkcija SmartLimitWatcher orodja DataScienceToolbox lahko dinamično nastavlja mejne vrednosti. Če so procesne vrednosti zunaj specifičnega traku zaupanja, bodo izdana opozorila ali alarmi kot pri statičnih mejnih vrednostih.

Za spremljanje stopnje pretoka (ciljna spremenljivka) se uporablja SmartLimitWatcher. Pomožne spremenljivke (hitrost, tlak črpalke, podatki o vibracijah) se uporabljajo za ta namen. Te opisujejo značilnosti pretoka v različnih stanjih delovanja. Na primer, s povečevanjem pretoka se hitrost in tlak črpalke tudi povečata.

Rezultat

Preprosto
Ni potrebno strokovno znanje o podatkovni znanosti. Pragmatične rešitve s preprostim čarovnikom v 5 korakih za proizvodnjo in upravitelje vzdrževanja.
Priročno
Samodejna priprava podatkov in preverjanje kakovosti. Zapletena predhodna obdelava podatkov ni potrebna.
Pametno
Izbira modela AI, ki se najbolje prilega. Samodejna priučitev modela in preverjanje natančnosti spremljanja.
Zanesljivo
Spremljanje na podlagi časa in stanja. Trajno spremljanje v ozadju z uporabo dinamičnih pričakovanih razponov za ciljno spremenljivko.
Prilagodljivo
Opozorila in alarmi po meri. Prilagoditi je mogoče občutljivost zaznavanja anomalije.

Zapisovanje podatkov je povečalo preglednost, rezultat pa je potencial za optimizacijo. Daljši časi delovanja obrata so izboljšali celoten proces. Vdelano upravljanje alarmov zagotavlja hitro reakcijo na spreminjanje procesnih parametrov, s tem pa se optimizira vzdrževanje. Vsi ukrepi povečajo kakovost procesov in izdelkov. moneo|RTM zagotavlja podrobno vizualizacijo procesa.

Na splošno

Obrat je bil uspešno digitaliziran brez kakršnih koli sprememb ali posegov v obstoječi krmilnik PLC ali programsko opremo.

Zgradba sistema

Spremljanje hitrosti
Temperaturni senzor
Senzor vibracij
Tlačni senzor
Senzor pretoka
IO-Link master

Nadzorna plošča

Pridobite veliko sliko na nadzorni plošči moneo.

Nadzorna plošča omogoča uporabniku pregled zadevnih procesnih vrednosti za ta obrat.

Trenutna stopnja pretoka na odvodu črpalke v l/min
Trenutni tlak na odvodu črpalke v barih
Pregled podatkov o vibracijah (a-RMS, v-RMS, a-Peak)
Števec delovnih ur
Temperatura površine motorja črpalke v °C
Primerjava hitrosti motorja v vrt./min. in stopnja pretoka v l/min

Analiza

Funkcijo analize je mogoče uporabljati za dostop do zgodovine podatkov in primerjavo različnih procesnih vrednosti. Diagram prikazuje tipično značilno krivuljo za zagon ①, delovanje ② in ustavitev ③.

Opažamo, da sta krivulji hitrosti in tlaka skoraj identični. Pretok v sistemu rahlo zaostaja, kar je običajno zaradi inercije medija.

Modra = pretok
Bela = tlak
Zelena = hitrost

Nastavitve in pravilniki: Upravljanje mejnih vrednosti

Statične mejne vrednosti

Različne parametre črpalke je mogoče spremljati statično, saj niso odvisni od stanja obratovanja. Na primer, v tem primeru temperatura motorja ne sme preseči 50°C. To je mogoče preprosto doseči z nastavljanjem statičnih opozorilnih in alarmnih mejnih vrednosti.

Dinamične mejne vrednosti (SmartLimitWatcher)

Pri tem primeru uporabe se SmartLimitWatcher uporablja za spremljanje pretoka črpalke (ciljna spremenljivka).
Z uporabo pomožnih spremenljivk (vrednosti tlaka, hitrosti in pospeška črpalke) se izračuna model, ki ustvari trak zaupanja okrog procesne vrednosti. To določa mejne vrednosti za pretok, pri tem pa se upoštevajo različna stanja obratovanja.

Občutljivost in s tem širino traku zaupanja je mogoče prilagoditi za spodnje in zgornje opozorilne in alarmne mejne vrednosti prek parametrov (neaktivno, nizko, srednje in visoko). S tem se omogoči skrivanje vseh lažnih opozoril ali alarmov.

Pravilnik za obdelavo obvestil

To funkcijo je mogoče uporabljati za preprosto določanje, kaj naj bi se zgodilo po sprožitvi opozorila ali alarma, npr.:

e-poštno obvestilo
Integracija SAP

Izračunane vrednosti

Poleg procesnih vrednosti senzorjev moneo zapisuje tudi delovne ure črpalke. To funkcijo je mogoče hitro in preprosto vključiti z uporabo predloge »Števec delovnih ur«.

Potreben je vir podatkov ②, ki opisuje stanje obratovanja. V spodnjem primeru se uporablja hitrost in nastavijo se naslednje mejne vrednosti ③: