moneo: platforma IIoT
Případy použití

Monitorování vodních filtrů v chladicím okruhu pomocí systému moneo RTM

Údržba filtrů podle stavu v systémech s tepelnými výměníky pomocí systému moneo RTM

Mikrofiltry v chladicích okruzích společnosti ifm prover gmbh zajišťují plynulý provoz systémů s tepelnými výměníky. Tyto filtry chrání tepelné výměníky v připojených strojích tím, že odstraňují nečistoty z chladicí vody. Tyto důležité filtrační prvky se musí pravidelně udržovat a vyměňovat. Stálé monitorování tento proces optimalizuje a zaručuje nepřetržitý provoz systémů.

Praktické příklady monitorování filtrů ve výrobních procesech:

Zajištění kvality výrobku a procesu
Optimalizace spotřeby energie
Řízení údržby
Zajištění čistoty vody odfiltrováním nečistot jako třísky, řasy apod., které by jinak ucpávaly tepelný výměník a vedly k poruchám

Počáteční situace:

Vodní filtry se vyměňovaly v pravidelných časových intervalech (každých osm týdnů) bez ohledu na jejich stav. Při tom se stav filtrů kontroloval pohledem. Filtry nebyly stále a centrálně monitorovány. Zvyšovaly se náklady v důsledku předčasné nebo pozdní výměny filtrů, prostojů stroje kvůli vadným nebo ucpaným filtrům a neplánovaných přerušení výroby kvůli údržbě. Události byly často nedostatečně dokumentovány, takže kvůli nedostatku dat nebylo možné později analyzovat průběh závad.

Cíl projektu:

Cílem bylo přejít od preventivní a reaktivní údržby k údržbě podle stavu, a tak optimalizovat využití pracovníků, zlepšit proces výměny filtrů a provedená opatření důsledně dokumentovat. Určená skupina příjemců e-mailu v oddělení údržby by měla dostávat připomenutí výměny filtrů a filtry by se měly vyměňovat, jen když to jejich stav vyžaduje. Aby bylo možné zjišťovat možnosti další optimalizace, musí uživatelé získat možnost analyzovat data.

Implementace:

Na centrální server stávající výkonné infrastruktury IT byl nainstalován systém moneo a pomocí licenčního klíče (LAC) byl aktivován modul moneo RTM. K monitorování mikrofiltr byly namontovány dva tlakové senzory – jeden zjišťující tlak před filtrem a druhý zjišťující tlak za filtrem. Z těchto dvou hodnot lze zjistit rozdíl tlaku, který vypovídá o stavu filtru. Měření musí být velmi přesné. Tlakové senzory mají rozhraní IO-Link, které umožňuje přenášet data do modulu IO-Link master s rozhraním IoT. Modul moneo RTM nainstalovaný na serveru načítá údaje tlaku z modulu master každou sekundu.

Systém moneo RTM data zpracovává a využívá je k těmto účelům:

výpočet rozdílu tlaku
ukládání historických dat
znázorňování dat
monitorování mezních hodnot

K monitorování filtrů byly stanoveny mezní hodnoty varování a alarmů. Tyto údaje byly převzaty z technických údajů od výrobce filtru. V technických údajích je uvedeno, jaký je rozdíl tlaku u nového filtru při určité rychlosti průtoku (v našem příkladu asi při 1 m³/h = asi 0,05 baru). Vyměnit filtr se doporučuje při rozdílu tlaku > 0,5 baru. Hodnota 0,5 baru se přičítá k rozdílu tlaku u nového výrobku. Filtr v našem příkladu by se tedy měl vyměňovat při hodnotě 0,55 baru. Protože používané senzory mají maximální chybu měření asi 0,05 baru, je mezní hodnota alarmu nastavená na 0,5 baru. Mezní hodnota varování se v tomto případě musí projevit dříve a byla nastavena na 0,45 baru, aby byli pracovnici spolehlivě včas varováni.

Výsledek:

První výsledky se projevily během několika týdnů. Podle vzhledu a uplynulého času už by se výměna filtru zdála nezbytná. Ale podle dat a výsledků měření získaných stálým monitorováním byl filtr ucpaný jen z 20%. Proto bylo rozhodnuto, že časově podmíněná výměna filtru bude vynechána. Tím se výrazně prodloužila životnost filtrů.

Shrnutí:

Pomocí systému moneo RTM se podařilo splnit všechny tyto cíle:

Přehled a podrobné informace o systému znázorněné na řídicím panelu
Zaznamenávání dat pro další optimalizaci
Možnost analyzovat zaznamenaná data
Nepřetržité monitorování stavu filtrů
E-mailová upozornění na překročení mezních hodnot

Struktura systému

IO-Link master (AL1350)
Tlakový senzor před filtrem
Tlakový senzor za filtrem

Řídicí panel

Na řídicím panelu lze rychle a individuálně znázornit potřebné informace o senzoru.

Čárový graf znázorňuje kolísání tlaku jako funkci času (rozdíl tlaku, tlak před a za filtrem)
Aktuální tlak před filtrem
Aktuální rozdíl tlaku, s vyznačením mezní hodnoty
Aktuální tlak za filtrem
Stav filtru v %
Znázornění aktuálního stavu filtru signalizačními světly

Analýza

Analýzou lze zjistit další podrobnosti. Na snímku obrazovky jsou hodnoty tlaku shromážděné za měsíc. Vidíme, že se rozdíl tlaku v průběhu času zvětšuje. To lze předpokládat, protože se filtr postupně ucpává. Příznivé je, že se tato hodnota zvyšuje oproti očekávání pomaleji, takže je možné filtr používat déle.

Modrá čára – rozdílový tlak u filtru

Úkoly a tikety:

Správa mezních hodnot

Tato funkce systému moneo RTM umožňuje uživatelům stanovit pro každou procesní hodnotu konkrétní mez. V této aplikaci jsou mezní hodnoty nastaveny tak, aby údržbáři byli včas upozorněni, že je nutné některý filtr vyměnit.

Hlavně při rozběhu stroje může tlak po krátkou dobu kolísat výrazněji. To lze snadno kompenzovat stanovením dob zpoždění. Krátká překročení mezí jsou potlačena a systém zareaguje, jen když je rozdíl tlaku překročen po dobu X.

Horní mezní hodnota varování
Doba zpoždění k mezní hodnotě varování
Horní mezní hodnota alarmu
Doba zpoždění k mezní hodnotě alarmu

Správa pravidel zpracování tiketů

Pravidla varování a alarmů lze snadno definovat pomocí průvodce pravidly zpracování tiketů. V příkladu dole je nastavená skupina příjemců e-mailu v oddělení údržby budov, kteří dostanou upozornění, když je dosažena mezní hodnota varování a alarmu a blíží se nebo je naléhavě nutná výměna filtru.