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  1. moneo: IIoT 플랫폼
  2. Use cases

압력 센서 검증용 임펄스 압력 테스트 시스템의 고압 오일 필터 모니터링

유형 테스트 내에서 압력 센서는 "가속 수명" 테스트를 통해 임펄스 압력 유압 테스트 벤치에서 검증됩니다.

임펄스 압력 테스트 시스템의 고압 필터는 고장 없는 작동을 위한 필수 구성요소입니다. 유압 시스템 내 개별 구성요소의 손상으로 인해 마모가 증가하는 경우, 필터 교체를 위한 계획된 유지보수 작업이 수행되기 전에 필터가 막히게 됩니다.

초기 상황

400 bar 이상의 유압식 고압 필터에 대한 실시간 프로세스 모니터링은 일반적이지 않습니다. 압력 필터 교체는 세팅된 간격으로 수행되었습니다. 이 경우, 유압 피스톤 펌프가 조기에 고장나서 칩이 유압 시스템에 유입되었습니다. 이러한 균열은 압력 필터에 정착되었지만 결과적으로 필터요소에 균열이 발생되었습니다.

주기적 필터 모니터링을 통해 이 예기치 못한 이벤트를 적시에 알아차리지 못하여 임펄스 압력 테스트 벤치가 완전히 고장 나 높은 수리비용을 초래했습니다.

프로젝트 목표

정기적인 작동 시 유지보수 주기 연장

고압 필터 또는 필터요소의 상태 모니터링 이는 시스템의 서비스 수명, 가동시간 및 안전을 위한 필수 요소입니다.

목표는 유지보수 전략을 압력 필터 요소의 주기적인 교체에서 상태기반 교체로 바꾸는 것입니다.

오일 필터 정면과 후면의 압력 차이에 대한 임계값 모니터링을 포함한 모니터링 및 시각화를 통해 필요한 필터 교체에 대한 정보를 조기에 확인할 수 있습니다.

구현

프로젝트가 수행될 때까지 사용되지 않은 두 개의 고압 센서가 압력 필터 정면과 후면에 설치되어 있습니다. 이 두 센서의 아날로그 신호는 IO-Link 컨버터 (DP1222)를 통해 변환되고 IO-Link 마스터로 전달되어 센서 값이 moneo로 전달됩니다.

임계값 관리 및 데이터 모니터링은 moneo RTM을 통해 수행됩니다.

사용 사례 설정 중에 초기에 너무 높은 차압으로 인해 시스템에서 기술적인 결함이 발견되었습니다. 이 문제는 이후 제조업체에 의해 해결되었습니다.

moneo에 연결하지 않았다면 이 문제가 감지되지 않았을 것이며, 나중에 고압 피스톤 펌프의 수명이 단축되었을 것입니다.

결과

moneo RTM를 통한 상태 모니터링은 고압 필터 시스템의 프로세스 기능을 보장하므로 생산 프로세스가 보장됩니다. 감지되지 않은 손상으로 인한 추가비용을 피할 수 있습니다.

오일 필터 (필터 정면과 후면)의 데이터 수집, 그 시각화 및 임계값 모니터링을 통해 오일 필터의 상태기반 유지보수가 가능합니다. 오염이 즉시 감지되므로 프로세스 및 기계에 대한 값비싼 결과적 비용을 방지할 수 있습니다.

시스템 구조

  1. 아날로그 출력 0...10 V를 사용하는 필터 정면의 압력 센서
  2. 아날로그 출력 0...10 V를 사용하는 필터 후면의 압력 센서
  3. Y 연결 케이블 - EVC433
  4. 컨버터 0…10V – IO-Link - DP1222
  5. IO-Link 마스터 - AL1352

대시보드

moneo 대시보드에서 개요를 확인하실 수 있습니다.

대시보드에서 사용자는 필터 앞뒤의 압력 그리고 결과적인 차압에 대한 개요를 볼 수 있습니다. 필터 상태를 신속하게 식별하기 위해 신호등 표시기를 통해 필터를 시각화할 수 있습니다. 따라서 차압에 대한 사전 설정된 임계값은 적색, 황색 및 녹색으로 표시됩니다.

  1. 계산된 차압 (bar)
  2. 필터 정면의 계산된 압력 (bar)
  3. 필터 정면 압력 센서의 출력 전압 (volt)
  4. 현재 필터 상태의 신호등 디스플레이
  5. 필터 작동시간 카운터
  6. 필터 후면의 계산된 압력 (bar)
  7. 필터 후면 압력 센서의 출력 전압 (volt)

분석

분석으로 자세한 내용을 볼 수 있습니다. 스크린샷은 3개월 동안 수집된 압력 및 전압값을 보여 줍니다. 시간이 지남에 따라 암력 차이가 증가함을 볼 수 있습니다. 시간이 지남에 따라 필터가 막히게 되므로 이 그림이 예상됩니다.

  1. 청색 = 필터 정면 압력 센서의 아날로그 신호
  2. 흰색 = 필터 후면 압력 센서의 아날로그 신호
  3. 보라색 = 계산된 차압

세팅 & 규칙: 임계값 관리

정적 임계값

moneo RTM의 이 기능을 통하여 사용자는 각 프로세스 값에 대한 임계값을 개별적으로 정의할 수 있습니다. 이 어플리케이션에서는 필터 교체가 수행되어야 하는 경우, 유지보수 담당자에게 적시에 알려지도록 세팅되었습니다.

특히 기계 시동 중에 더 높은 압력 변동이 잠깐 발생할 수 있습니다. 지연시간을 통해 간단하게 극복될 수 있습니다. 즉, 잠시 초과된 임계값 억제되고 시스템이 X 시간 동안 압력차이가 초과된 경우에만 반응함을 의미합니다.

  1. 상위 알람 임계값
  2. 알람 임계값에 대한 지연시간
  3. 상위 경고 임계값
  4. 경고 임계값에 대한 지연시간

티켓 프로세싱 규칙

티켓 처리 규칙 wizard를 사용하면 경고 및 알람이 발생할 때 실행할 작업을 쉽게 정의할 수 있습니다.

다음과 같은 경우, 티켓은 SFI 인터페이스를 통하여 SAP (PM 시스템)로 처리됩니다.

차압의 임계값 위반이 발생할 경우, moneo의 메시지와 함께 SFI 인터페이스를 통해 SAP 시스템에서 유지보수 주문이 생성됩니다. 시스템 담당자는 해당 필터를 변경한 다음, SAP 시스템에서 필터 변경사항을 보고할 수 있습니다. 이렇게 하면 moneo에서 임계값 위반 메시지도 자동으로 닫힙니다.

  1. 적용되는 규칙 정의
  2. 임계값 (4) 및 데이터 소스 (5) 정의
  3. 경고 또는 알람의 긴급도 정의
  4. 관련된 임계값 정의
  5. 해당 데이터 소스의 정의

계산된 값

계산: 필터 정면 압력

필터 정면 압력 (bar) = 아날로그 전압 신호 * 100

데이터흐름 모델러

  1. 필터 정면 압력 센서의 아날로그 전압 신호 (0...10 V)
  2. 전압에서 bar로 변환하는 상수 "100” (0...10 V = 0...1000 bar)
  3. 변환 계수 (100)와 전압 (0...10 V)의 곱셈
  4. 필터 정면에 있는 압력값 결과 [bar]

계산: 필터 후면 압력

필터 후면 압력 (bar) = 아날로그 전압 신호 * 100

  1. 필터 후면 압력 센서의 아날로그 전압 신호 (0...10 V)
  2. 전압에서 bar로 변환하는 상수 "100” (0...10 V = 0...1000 bar)
  3. 변환 계수 (100)와 전압 (0...10 V)의 곱셈
  4. 필터 후면 압력값의 결과 [bar]

압력차이 계산

압력차이 [∆P] = 필터 정면 압력 - 필터 후면 압력

  1. 필터 정면의 계산된 압력값
  2. 필터 후면의 계산된 압력값
  3. 펑션 블록 "절대 차이", 절대 차이값 계산
  4. bar 단위의 압력차이 결과

작동시간 카운터

moneo는 센서의 프로세스 값 외에도 고압 필터 작동시간을 검출합니다. 이 기능은 “작동시간 카운터” 템플릿을 사용하여 쉽고 빠르게 구현될 수 있습니다.

이를 위하여 작동 상태를 설명하는 데이터 소스 ②가 필요합니다. 다음 사례에서는 필터 정면에 있는 압력 센서의 출력 전압과 다음 임계값 ③이 사용됩니다.

  • < 0.03 V, 필터를 통과하는 유량 없음
  • >= 0.03 V, 필터를 통과하는 유량
  1. 작동시간 카운터 이름
  2. 데이터소스
  3. 임계값 / 트리거
  4. 시간단위의 카운터 프로세스를 위한 현재 카운터값 / 시작값
  5. 시간 단위