• 產品
  • 行業
  • IIoT 和解決方案
  • 服務
  • 公司
  1. moneo:IIoT平台
  2. 使用案例

利用moneo RTM監控CIP工廠體積流量監控

食品業的清潔流程控制

在處理食用的生物製品(例如:牛奶)時,嚴格把關衛生條件是格外重要的。而要達到完美清潔,流量是一個決定性的要素,也就是機械效果。

初始狀況:

宜福門在擬真的環境下,測試在其CIP工廠中使用的製程感測器。在引入moneo前,工廠是透過類比訊號運作,並使用PLC進行控制。而只有在工廠現場的HMI上才有製程的視覺化。監控則僅限於類比4...20mA的訊號值。

專案目標:

透過IO-Link主站,連接現有類比流量感測器至moneo系統,以加入其他製程分析步驟。如此能夠改善製程品質,讓整體製程透明化。

應用實行:

moneo已集中安裝於伺服器上,也已經啟動包含moneo RTM等必要模組。IO-Link主站透過內部VLAN連接至伺服器。

原先已安裝的Endress & Hauser(Promag 50) 類比感測器是用於紀錄流量。而透過改裝(宜福門Y路徑),該裝置如今具備IO-Link的功能。一套類比訊號評估系統及螢幕(DP2200)被採用。此系統允許的類比輸入為4...20mA。訊號還能額外循環通過裝置,也仍適用於工廠的PLC。因此能夠在不影響工廠控制的前提下,輕鬆與現有系統整合。

結果:

  • 數據紀錄提高了透明度,進而提升工廠潛能。
  • 工廠正常運作時間增加,改善整體製程。
  • 整合的警示管理,確保對製程參數改變快速作出反應,優化機台維護。
  • 所有的措施皆成功提高製程與產品品質。
  • moneo RTM確保視覺化製程細節。

末尾概要:

該工廠成功數位化,且並未對其現有的PLC或軟體進行改變或干預。

系統架構

ifm moneo | RTM - system build
  1. 類比輸出4...20mA的流量感測器
  2. 類比訊號評估系統及螢幕(DP2200
  3. Y 路徑
  4. 工廠控制
  5. IO-Link主站(例如: AL1351

儀錶板

moneo儀錶板讓使用者能夠一覽此工廠中相關的製程數值。以下儀錶板視覺化進水口的主要參數(流量、溫度與電導率):

ifm moneo - CIP flow dashboard 1
  1. 給水泵的壓力(單位:bar)
  2. 進水口的電導率(單位:µS/cm)
  3. 流量(單位:L/min)
  4. 流速(單位:m/s)
  5. 熱交換器前進水口溫度(單位:°C)
  6. 熱交換器後進水口溫度(單位:°C)

其他儀錶板顯示更多關於流量的詳細資訊。

ifm moneo - CIP flow dashboard 2
  1. 給水泵目前的壓力(單位:bar)
  2. 以折線圖比較泵的壓力與流量
  3. DP2200輸入訊號的原始數值(單位:mA)
  4. 從類比現值計算出流量(單位:mA)
  5. 從流量計算出流速(單位:L/min)

分析

透過分析功能,使用者能針對水槽液位進行詳盡的分析。液位數值會被永久記錄,甚至在數日、數週或數月後,都能夠再次查閱。透過這種方式即可進行多種判斷,例如針對滲漏的情況作出結論。

ifm moneo - CIP flow analysis
  1. 給水泵的壓力(單位:bar)
  2. 流量(單位:L/min)

計算數值:

根據體積流量,能夠額外計算出以下數值。

目前流速(單位:L/min)

利用數據表,可以確認類比感測器的起始與終止數值:

  • 起始數值 4mA = 0 L/min
  • 終止數值 20mA = 200 L/min

如此能進而計算出每價毫安培等於12.5 L/min。

而每毫安培12.5 L/min則成為目前的計算係數。

ifm moneo - CIP calculated values
  1. 現值(單位:mA)
  2. 每個mA係數為12.5 L/min
  3. 從4...20mA至0...16mA的轉換適用誤差-4
  4. 將係數乘以現值
  5. 得到計算結果,單位為L/min

將流量(單位:L/min)轉換為速度(單位:m/s)

流速是清潔流程是否成功的決定性參數;這個數值可以根據當前的流量與管線橫切面面積決定。

V = 速度,以公尺/每秒為單位 [m/s]

Q = 流量,以立方公尺/每秒為單位 [m³/s]

A = 橫切面面積,以平方公尺為單位 [m²]

舉例而言,當管線半徑為0.02公尺,流量為200L/min:

ifm moneo - CIP calculated values 2
  1. 目前流速(單位:L/min)
  2. 將L/min轉換為m³/s的係數(1分鐘 = 60秒,1,000公升 = 1平方公尺)
  3. 目前管線直徑半徑(單位:公尺)
  4. 圆周率(3.1415)
  5. 將流量(單位:L/min)除以60,000會得到流量(單位:m³/s)
  6. 半徑平方(r²)
  7. 將r²乘以Pi,會得到橫切面面積(單位:平方公尺)
  8. 將流量(單位:m³/s)除以橫切面面積(單位:平方公尺)
  9. 得到計算結果,單位為m/s