moneo: IIoT платформа
Випадки використання

Визначення робочого стану компресора на основі поточного споживання

Визначення робочих годин компресора на основі робочого стану.

Правильна робота компресора є важливою для виробничих процесів. Доступність компресора має величезний вплив на багато важливих для виробництва систем і процесів.

Важливі ключові показники для цього можна отримати, визначивши фактичні години роботи компресора через енергоспоживання.

Як правило, технічне обслуговування проводиться через певні проміжки часу. Таким чином, прогресуючі пошкодження виявляються занадто пізно, що призводить до незапланованих простоїв і високих витрат на ремонт.

Початкова ситуація

Відсутність технічного обслуговування компресора на основі потреб

До цього часу години роботи визначалися лише за швидкістю обертання приводу компресора, а не за фактичним використанням.

Компресори можуть працювати в різних режимах роботи. Через різницю в навантаженні окремі компоненти компресора з часом зазнають різного рівня навантаження. У режимі NO-LOAD компресор знаходиться в стані спокою і не зношується.

Години роботи компресора наразі визначаються лише за швидкістю приводного двигуна. Цей метод не може розрізнити NO-LOAD і LOAD.
Тому неможливо визначити кількість годин роботи в кожному робочому діапазоні стосовно NO-LOAD / LOAD.

Технічне обслуговування планувалося через регулярні проміжки часу, незалежно від того, скільки система фактично використовувалася протягом цього періоду.

Мета проекту

Виявлення споживання струму компресором та подальша обробка в moneo як основа для технічного обслуговування на основі потреб

Мета - організувати технічне обслуговування на основі потреб за допомогою збору даних.

Значення споживаного струму слід вимірювати за допомогою перетворювача струму. Крім того, необхідно визначити різні робочі діапазони компресора, візуалізувати їх і розрахувати відповідний час. Термін корисного використання та пов’язаний з ним знос виявляються.

Впровадження

Moneo RTM централізовано встановлюється на сервері. IO-Link майстри підключені до сервера через внутрішню VLAN.

ifm має широкий асортимент компонентів для автоматизації. Для цього застосування було обрано перетворювач струму ZJF055 та систему оцінювання і відображення аналогових сигналів DP2200.

Перетворювач струму використовується для однієї фази трифазної лінії живлення компресора. Виміряне значення перетворювача доступне у вигляді аналогового сигналу 4...20мА на сигнальному виході. Це значення перетворюється з 4...20 мА в сигнал IO-Link за допомогою DP2200. Слід враховувати, що внутрішнє навантаження DP2200 активоване.

Y траєкторія

Дані передаються до moneo RTM через IO-Link майстер серії AL1352.

Щоб отримати корисні значення процесу, виміряне значення перетворювача струму необхідно перетворити у фактичне значення струму (4 мA ≙ 0 A, 20 мA ≙ 50 A) перетворювача. Це робиться в moneo RTM за допомогою функції "Розрахункові значення".

Під час аналізу розрахункове значення струму використовується для розпізнавання відповідного робочого діапазону компресора.

Робочий діапазон	Струмове споживання А
Вимкнений	<1
Без навантаження	1 – 40
Навантаження	>40

Результат

Організація технічного обслуговування за потребами

Визначаючи споживаний струм, можна визначити поточний робочий діапазон. Це дозволяє підраховувати години роботи у відповідному робочому діапазоні компресора. На основі цих даних можна спланувати технічне обслуговування компресора відповідно до потреб.

Оцінка завантаження виробничих потужностей

Крім того, можна розрахувати інформацію про використання виробничих потужностей.
Якщо виробниче підприємство розширюється, це значення можна використовувати, наприклад, щоб визначити, чи все ще достатньо потужності наявного компресора або компресорів.
Також можна оцінити наявну ємність стисненого повітря з огляду на можливу економію витрат на електроенергію при використанні різних агрегатів.

Перетворювач струму
Перетворювач аналогового сигналу 4...20 мА в IO-Link (DP2200)
IO-Link майстер

Отримайте загальну картину на приладовій панелі moneo.

Приладова панель надає користувачеві огляд відповідних значень процесу для цієї установки.

Лічильник годин роботи OFF
Лічильник годин роботи NO LOAD
Лічильник годин роботи LOAD
Відношення NO-LOAD до загального часу роботи
Відношення LOAD до загального часу роботи

Функцію аналізу можна використовувати для доступу до історичних даних і порівняння різних значень процесу. Типова характеристична крива показана на діаграмі:

OFF (a) - LOAD (b) - NO-LOAD (c)

Можна помітити, що швидкість (фіолетовий) однакова для LOAD і NO-LOAD. Однак споживання струму (синій) і перетворена таким чином енергетична робота суттєво відрізняються в двох робочих діапазонах.

Швидкість досягає максимального значення, споживання струму для діапазону OFF і NO-LOAD
Споживання струму в діапазоні LOAD

Статичні порогові значення

Час роботи окремих робочих станів можна відстежувати статично. Наприклад, відповідні квитки можуть генеруватися після певної кількості годин у діапазоні навантаження або певної кількості годин загального часу роботи. Для цього доступні попереджувальні та сигнальні квитки, які можна використовувати для своєчасного планування.

Попередження після досягнення 950 годин роботи в діапазоні навантаження
Сигналізація після досягнення 1 000 годин роботи в діапазоні навантаження

Цю функцію можна використовувати для легкого визначення того, що має статися після спрацьовування попередження або сигналізації, наприклад:

Сповіщення електронною поштою
SAP інтеграція

Функція "Розрахункові значення" використовується для подальшої обробки даних процесу.

Перетворення з аналогового значення у значення струму

У цьому випадку аналоговий сигнал струму, який надає датчик, перетворюється на значення струму, що протікає через провідник, в одиниці ампер.

Струм мотору = (AIN - 4) * ((AEP - ASP)/16)

Аналогове значення струму перетворювача струму (4...20 мА)
Аналогова точка запуску 0...4 мА.
Аналогова кінцева точка 50...20 мА.
Аналогове значення інтервалу струму (20 мА - 4 мА = 16 мА)
Зміщення аналогового значення (від 4...20 мА до 0...16 мА)
Розрахунок дельти від початкової точки до кінцевої (AEP - ASP = ∆A)
Розрахунок коефіцієнта для струму в паскалях (∆A / 16 мА = коефіцієнт)
Множення значення струму (0...16 мА) на коефіцієнт
Округлення результату до одного знаку після коми
Результат потоку струму в А

Розрахунок робочих годин

Значення споживання струму відповідних робочих діапазонів, визначені за допомогою функції аналізу, можуть бути використані для створення різних лічильників годин роботи. Вони обчислюють час, проведений у відповідному робочому стані.