moneo: IIoT платформа
Випадки використання

Розумний моніторинг насосів з moneo SmartLimitWatcher

Розширений моніторинг стану насоса живлення

Насос живлення є одним з центральних компонентів установки CIP. Він забезпечує циркуляцію середовища по всій системі. Якщо насос живлення виходить з ладу, весь процес на установці буде зупинено.

Оскільки насос працює на різних швидкостях залежно від етапу очищення, статичний моніторинг ускладнений.

Мета - впровадити моніторинг насосів на основі ШІ (штучного інтелекту), щоб вчасно виявляти та повідомляти про будь-які відхилення в робочому стані. Роботи з технічного обслуговування можна проводити в режимі реального часу.

Моніторинг процесу роботи насоса, включаючи моніторинг вібрації та швидкості, не виконується або виконується в дуже обмеженому обсязі - в кращому випадку для статичних змінних процесу. Системи моніторингу та візуалізації, такі як moneo, не встановлені. Відповідно, про пошкодження насоса, що виникають, вчасно не сигналізують.

Запис критичних перемінних процесу та розумний моніторинг насоса.

Використовуючи відповідні датчики IO-Link, критичні перемінні процесу насоса повинні бути записані.

Потік
Швидкість
Тиск
Температура
Дані про вібрацію

Запис даних про нормальний стан використовується для створення моделі, яка дозволяє здійснювати моніторинг незалежно від робочого стану і, таким чином, ідентифікувати відхилення від нормального стану (аномалії).

moneo|RTM, включаючи DataScienceToolbox і функцію SmartLimitWatcher, інстальовано централізовано на сервері. IO-Link майстри підключені до сервера через внутрішню VLAN. Кожен з використовуваних датчиків підключений до IO-Link майстра.

moneo|RTM записує та візуалізує дані. Функція SmartLimitWatcher з DataScienceToolbox використовується для аналізу записаних даних і розрахунку відповідної моделі. Після навчальної фази ця модель бере на себе моніторинг насоса і повідомляє про будь-які відхилення від нормального стану.

Насоси можуть працювати в різних станах (наприклад, під навантаженням або без навантаження). У кожному з цих станів допустимі різні порогові значення. Функція SmartLimitWatcher в DataScienceToolbox може динамічно встановлювати порогові значення. Якщо значення процесу виходять за межі певного довірчого діапазону, з'являються попередження або сигнал тривоги, як і у випадку зі статичними пороговими значеннями.

Для моніторингу швидкості потоку (цільової змінної) використовується SmartLimitWatcher. Для цього використовуються допоміжні змінні (швидкість, тиск насоса, дані про вібрацію). Вони описують характеристики потоку в різних робочих станах. Наприклад, зі збільшенням потоку швидкість і тиск насоса також зростають.

Простий
Не потрібен науковий досвід роботи з даними. Прагматичне рішення з простим 5-кроковим майстром для менеджерів з виробництва та технічного обслуговування.
Зручний
Автоматизована підготовка даних та перевірка якості. Не потрібна складна попередня обробка даних.
Розумний
Вибір найкращої моделі ШІ. Автоматичне навчання моделі та перевірка точності моніторингу.
Надійний
Моніторинг на основі часу та стану. Постійний фоновий моніторинг з використанням динамічних діапазонів очікувань для цільової змінної.
Налаштовуваний
Налаштовувані попередження та тривоги. Чутливість виявлення аномалій можна регулювати.

Запис даних підвищив прозорість, що призвело до потенціалу для оптимізації. Більший час безвідмовної роботи установки покращив загальний процес. Інтегроване управління сигналізацією забезпечує швидку реакцію на зміну параметрів процесу, оптимізуючи технічне обслуговування. Всі заходи підвищують якість процесу та продукту. moneo|RTM забезпечує детальну візуалізацію процесу.

Установка була успішно відцифрована без будь-яких змін або втручань в існуючий ПЛК або програмне забезпечення.

Датчик швидкості
Датчик температури
Датчик вібрації
Датчик тиску
Датчик потоку
IO-Link майстер

Отримайте загальну картину на приладовій панелі moneo.

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

Поточна витрата на виході насоса в л/хв
Поточний тиск на виході насоса в бар
Огляд даних вібрації (a-RMS, v-RMS, a-Peak)
Лічильник годин роботи
Температура поверхні двигуна насоса в °C
Порівняння швидкості двигуна в об/хв і витрати в л/хв

Функцію аналізу можна використовувати для доступу до історичних даних і порівняння різних значень процесу. На діаграмі показано типову характеристичну криву для запуску ①, роботи ② та зупинки ③.

Можна помітити, що криві швидкості та тиску майже ідентичні. Потік в системі злегка сповільнюється, що є нормальним через інерцію середовища.

Синій = потік
Білий = тиск
Зелений = швидкість

Статичні порогові значення

Різні параметри насоса можна контролювати статично, оскільки вони не залежать від робочого стану. Наприклад, у цьому випадку температура двигуна не повинна перевищувати 50°C. Цього легко досягти, встановивши статичні порогові значення попередження і сигналу тривоги.

У цьому випадку SmartLimitWatcher використовується для моніторингу потоку насоса (цільова змінна).
Використовуючи допоміжні змінні (тиск насоса, значення швидкості і прискорення), розраховується модель, яка створює довірчу зону навколо значення процесу. Він визначає порогові значення для потоку, беручи до уваги різні робочі стани.

Чутливість, а отже, і ширину довірчого інтервалу, можна налаштувати для нижнього і верхнього порогів попередження і сигналу тривоги за допомогою параметрів (неактивний, низький, середній і високий). Це дозволяє приховати будь-які помилкові попередження або сигнали тривоги.

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

оповіщення електронною поштою
SAP інтеграція

На додаток до значень процесу датчиків, moneo також записує години роботи насосу. Цю функцію можна швидко та легко реалізувати за допомогою шаблону «Лічильник годин роботи».

Для цього потрібне джерело даних ②, що описує робочий стан. У наведеному нижче прикладі використовується швидкість і встановлюються наступні порогові значення ③: