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  1. moneo:IIoT平台
  2. 使用案例

為了確定壓力感測器品質,在脈衝壓力測試系統進行高壓濾油器監控

在型式試驗中,藉由「加速壽命試驗」,在沖壓液壓試驗臺鑑定壓力感測器品質。

脈衝壓力測試系統的 高壓濾油器 ,對於系統順暢運作是必不可少的組成部分。在液壓系統內,若由於個別零組件損壞,導致磨損增加,早在預計更換濾油器而進行維修前,濾油器就會堵塞。

初始情況

壓力高於 400 bar的液壓高壓過濾器的即時過程監控,並不是常態。壓力過濾器會定期進行更換。在這個情況下,液壓活塞泵提早故障,會導致鐵屑進入液壓系統。這些鐵屑堆積在壓力過濾器中,後續導致過濾器元件出現裂縫。

藉由循環過濾器監控,若未能及時注意到這些非預期的狀況,這些狀況有可能導致脈衝壓力試驗台完全故障,進而產生高昂的維修成本。

專案目標

延長正常運作期間的維護間隔

高壓過濾器或過濾元件的狀態監控。對於使用壽命、運作時間與系統安全而言,這都是一項關鍵因素。

目標在於改變維護策略,從原本的週期更換,改為視情更換壓力過濾器元件。

監控與視覺化包括濾油器前後壓力差的閥值監控,針對必要的過濾器更換而提供早期資訊。

實行

將 2 個高壓感測器分別安裝在壓力過濾器的前面和後面,而在專案開始前並未使用這 2個感測器。這2 個感測器的類比訊號會借助IO-Link 轉換器(DP1222)進行轉換,並傳輸到 IO-Link 主站,主站會將感測器數值傳輸到 moneo 上。

利用 moneo RTM 進行閥值管理與數據監控。

在這個使用案例的架設過程中,在系統發現了一個技術錯誤,是由於初始壓力差過高導致。隨後由製造商修正這項錯誤。

若未與 moneo 連接,這項問題可能不會被偵測出來,可能進而縮短高壓活塞泵未來使用壽命。

結果

利用 moneo RTM 監控狀態,能確保高壓過濾系統的處理能力,因此生產流程順暢。避免因未偵測到損壞而導致額外成本。

在濾油器上(過濾器前後位置)的數據取得、數據視覺化與閥值監控,有助於針對濾油器進行視情維護。即時偵測污染,進而預防在製程與機台方面產生高昂的後續成本。

系統架構

  1. 在過濾器前面的壓力感測器具備類比輸出 0...10V
  2. 在過濾器後面的壓力感測器具備類比輸出 0...10V
  3. Y 連接電纜 - EVC433
  4. 轉換器 0…10V – IO-Link - DP1222
  5. IO-Link 主站 - AL1352

儀錶板

<p>在 moneo 儀錶板總覽全局

在儀錶板上,使用者可以一覽過濾器前面和後面的壓力,及其所致的壓力差。為了快速辨識過濾器的狀況,可透過紅綠指示燈,將資訊視覺化。依照預設的壓力差閥值,顯示紅、黃及綠燈。

  1. 已計算的壓力差(單位:bar)
  2. 已計算的過濾器前面壓力(單位:bar)
  3. 過濾器前面壓力感測器的輸出電壓(單位:伏特)
  4. 紅綠燈顯示目前過濾器狀態
  5. 過濾器運行時間計數器
  6. 已計算的過濾器後面壓力(單位:bar)
  7. 過濾器後面壓力感測器的輸出電壓(單位:伏特)

分析

此分析可以用來查看更多詳細資訊截圖顯示3個月來已蒐集的壓力與電壓值。我們可以看到,壓力差隨著時間增加。隨著時間過去,過濾器堵塞會變嚴重,這是可以預料到的。

  1. 藍色 = 過濾器前面壓力感測器的類比訊號
  2. 白色 = 過濾器後面壓力感測器的類比訊號
  3. 紫色 = 計算出的壓力差

設定與規則:管理閥值

靜態閥值

moneo RTM中的這項功能,讓使用者可為各個製程數值定義個別閥值。在這項應用中,會設置閥值,以便在需要更換過濾器時,可以及時通知維護人員。

特別是在機台設置過程中,可能會短暫發生較高的壓力波動,這個狀況僅能透過延遲時間消除。這表示,短暫超過閥值的狀況將會被制止,系統僅在超過壓力差時間達到 X 時,才會有所反應。

  1. 上限警示閥值
  2. 警示閥值延遲時間
  3. 上限警告閥值
  4. 警告閥值延遲時間

工單處理規則

發生警告與警示時,工單處理規則精靈能夠輕鬆定義所需採取的行動。

在以下案例中,會經由 SFI 介面 連接SAP(PM系統),進行工單處理。

如果壓力差發生「閥值違反」(threshold violation )的情況,會透過SFI介面,於SAP系統中產生維護指令,這項指令會與moneo中的訊息並行。系統負責人可以更改相對應的過濾器,接著在SAP系統中,發出過濾器更換報告。這也會同時自動關閉moneo中的閥值違反訊息。

  1. 定義適用哪些規則
  2. 閥值(4)與數據來源(5)的定義
  3. 為警告或警示的緊急程度進行定義
  4. 相關閥值的定義
  5. 相對應數據來源的定義

計算:過濾器前面的壓力

Calculation: pressure in front of the filter

過濾器前面的壓力(單位:bar)= 類比電壓訊號* 100

數據流程模組

  1. 過濾器前面的壓力感測器類比電壓訊號(0...10V)
  2. 伏特轉換為bar的轉換常數是「100」(0...10 V = 0...1000 bar)
  3. 將伏特(0...10V)乘以轉換係數(100)
  4. 得出過濾器前面的壓力值[bar]

計算:過濾器後面的壓力

過濾器後面的壓力(單位:bar)= 類比電壓訊號* 100

  1. 過濾器後面的壓力感測器類比電壓訊號(0...10V)
  2. 伏特轉換為bar的轉換常數是「100」(0...10 V = 0...1000 bar)
  3. 將伏特(0...10V)乘以轉換係數(100)
  4. 得出過濾器後面的壓力值[bar]

壓力差的計算

壓力差[∆P] = 過濾器前面的壓力 - 過濾器後面的壓力

  1. 已計算的過濾器前面壓力值
  2. 已計算的過濾器後面壓力值
  3. 功能區塊「絕對差」,計算絕對差異值
  4. 得出壓力差(單位:bar)

運行時間計數器

除了感測器的過程值,moneo 也能偵測高壓過濾器的運作時間。使用「運作時間計數器」模板,能簡單快速實施這項功能。

為此,資料來源 ② 說明所需的運作狀態。在以下範例中,會使用過濾器前面壓力感測器的輸出電壓與下列閥值 ③:

  • < 0.03 V, 沒有流量通過過濾器
  • >= 0.03 V, 沒有流量通過過濾器
  1. 運作時間計數器名稱
  2. 資料來源
  3. 閥值 / 觸發值
  4. 目前計數值 / 計數流程的起始值(單位:小時)
  5. 時間單位