Bewaking van het hydraulische aggregaat van een hydraulische testbank
Use Case
Het hydraulische aggregaat is het centrale onderdeel van een hydraulische testbank. Bij een hydraulische testbank met impulsdruk worden druksensoren gekwalificeerd door middel van een "versnelde levensduurtest".
Een uitval van de installatie zou enerzijds de ontwikkelingstijd verlengen, omdat de tests niet volgens plan konden worden uitgevoerd. Anderzijds zou de levering van bepaalde typen druksensoren tijdelijk worden beperkt omdat de nodige tests voor het waarborgen van de kwaliteit van een serie niet kunnen worden uitgevoerd. Dit zou op zijn beurt een direct effect hebben op de omzet van de productgroep en de leveringsmogelijkheden in gevaar brengen.
De uitgangssituatie
Het bestaande hydraulische aggregaat is al uitgerust met sensoren (temperatuur, druk, niveau). Deze informatie wordt gebruikt voor de besturing van de installatie om zo nodig de machine te stoppen als de grenswaarden worden overschreden. Het aggregaat is ook uitgerust met twee tanks waarmee de hydraulische olie kan worden gekoeld.
Een ander bijzonder kenmerk van het aggregaat zijn de twee pompen, die als redundantie zijn geïnstalleerd en die identiek zijn. In bestaande installaties met twee redundante pompen is de gelijkmatige belasting van de pompen van cruciaal belang om de totale levensduur van de pompen te verlengen en om schade aan één pomp door een te lange stilstandstijd (bijv. vastlopen van de lagers) te voorkomen.
Doel van het project
Uitgebreide conditiebewaking voor het hydraulische aggregaat
Factoren die moeten worden bewaakt, zijn de slijtage in het hydraulische systeem en de looptijd van de pompen om deze te optimaliseren. Grenswaardeoverschrijdingen moeten in een vroeg stadium kunnen worden opgespoord door een geautomatiseerd alarmbeheersysteem.
De uitvoering
De signalen van bestaande sensoren in de installatie worden afgetakt via de Y-weg/retrofit. Er zijn twee varianten geïnstalleerd:
Tank
- Parallelle aftakking van het 0-10V-signaal van de beide temperatuursensoren via een DP1222
- Aftakken van het IO-Link-signaal van de beide niveausensoren via een IO-Link-datasplitter E43406
De andere sensoren zijn geïnstalleerd en in bedrijf gesteld volgens hun bedieningsinstructies.
Pomp
- Inductieve IO-Link-sensor met toerentalbewakingsunit
- IO-Link-trillingssensoren
Retour
- Temperatuur-kabelsensor met aanlegvoeler
- IO-Link temperatuurplug (verwerkingselektronica voor PT100/PT1000-temperatuursensoren)
moneo RTM is centraal op een server geïnstalleerd. Via de IO-Link-master worden de sensorwaarden naar de moneo RTM gestuurd voor visualisatie en verwerking.
Het succes
Uitgebreide conditiebewaking van een hydraulisch aggregaat met moneo RTM
Dankzij de retrofit (het aftakken van de sensorwaarden uit de besturing) en de aanvullende registratie van karakteristieke waarden van het hydraulische aggregaat is het mogelijk om aan alle vereisten van een volledige conditiebewaking te voldoen.
- Permanente registratie van de systeemdruk
- Permanente bewaking van de vulniveaus in de tanks
- Permanente bewaking van de temperaturen in de tanks
- Trillingsbewaking van de pompen
- Berekening van de bedrijfsuren van de pompen
- Bewaking van de retourtemperatuur
- Berekening van het temperatuurverschil tussen retour en tanks
- Slijtagedetectie in het hydraulische systeem
- Optimale belasting van de pomp
Systeemopbouw
- Vlak gemonteerde opnemer + temperatuurplug bij retour
- Trillingssensor pomp 2
- Inductieve sensor + toerentalbewakingsunit pomp 2
- Trillingssensor pomp 1
- Inductieve sensor + toerentalbewakingsunit pomp 1
- Temperatuur tank 2 + omvormer 0...10 V
- Niveau tank 2 + IO-Link-splitter
- Temperatuur tank 1 + omvormer 0...10 V
- Niveau tank 1 + IO-Link-splitter
- IO-Link-master
Dashboard
In het dashboard beschikt de gebruiker over een overzicht van de actuele sensorwaarden van de installatie. Het volgende dashboard geeft een overzicht van de relevante proces parameters.
- Temperatuur retour
- Temperatuur tank 1
- Verschiltemperatuur (retour - tank 1)
- Niveau tank 1
- Systeemdruk
- Niveau tank 2
- Temperatuur tank 2
- Toerental pomp 1
- Toerental pomp 2
In aparte dashboards krijgt de gebruiker uitgebreide informatie, zoals de actuele karakteristieke waarden voor de pomp:
- Trillingswaarden pomp 1 (v-RMS, a-Peak, a-Rms)
- Trillingswaarden pomp 2 (v-RMS, a-Peak, a-Rms)
- Toerental pomp 1
- Bedrijfsuren pomp 1
- Temperatuur pomp 1
- Toerental pomp 2
- Bedrijfsuren pomp 1
- Temperatuur pomp 2
Analyse
De analyse geeft toegang tot de opgeslagen historische data van de sensoren. Dit geeft inzicht in het verleden en vergemakkelijkt het opsporen van fouten. Verschillende sensorwaarden kunnen in chronologische volgorde worden bekeken en geanalyseerd.
Uit de volgende analyse blijkt duidelijk dat de trillingswaarde (v-Rms) en de hydraulische olietemperatuur samenhangen. Dit maakt het bijvoorbeeld mogelijk om de trillingswaarde te gebruiken als een vroege indicator van een grenswaardeoverschrijding van de hydraulische olietemperatuur.
- Blauw: Temperatuur retour
- Wit: Temperatuur tank
- Groen: Trillingswaarden v-Rms
Statische grenswaarden
Voor verschillende proceswaarden van het hydraulische aggregaat worden statische grenswaarden ingesteld. Bij een onder- of overschrijding wordt in moneo een ticket gegenereerd. Die kan achteraf verder worden verwerkt via ticketverwerkingsregels.
- Grenswaarde voor de alarmgrens
- Vertragingstijd voor de alarmniveau
Voor het hydraulische aggregaat worden de volgende proceswaarden gebruikt voor bewaking via grenswaarden:
- Niveau tank 1 en 2
- Temperatuur tank 1
- Temperatuur retour
- Temperatuur pomp 1 en 2
- Trillingswaarden pomp 1 en 2
Ticket verwerkingsregels
Via deze functie kan eenvoudig worden gedefinieerd wat na activering van een waarschuwing of een alarm moet gebeuren, bijv.:
- E-mailbericht
- SAP Integration
Calculated Values: Berekende waarden
Met de berekende waarden en sjablonen kan aanvullende informatie worden gegenereerd uit meetwaarden.
De registratie van de bedrijfsuren is gemaakt met behulp van het sjabloon bedrijfsurenteller. Zolang het toerental van de pomp hoger is dan 50 omw/min, blijft de tijdteller actief.
- Naam van de berekende waarde
- Trigger voor de bedrijfsurenteller
- Drempelwaarde voor de trigger
- Actuele tijdswaarde
De 0...10 V analoge waarde van de temperatuursensor moet geschaald worden naar de overeenkomstige temperatuurwaarde (0 V = 0 °C en 10 V = 100 °C).
- Temperatuur als analoge spanningswaarde van de sensor (0...10 mA)
- Analoog eindpunt (100 °C = 10 V)
- Analoog startpunt (0 °C = 0 V)
- Spanningsbereik analoge waarde (10 V)
- Berekening delta eindpunt tot startpunt (AEP - ASP = ∆A)
- Berekening factor voor stroom naar Pascal (∆A / 10 V = factor)
- Vermenigvuldiging stroomwaarde (0...10 V) met factor
- Toevoeging van het analoge startpunt als offset
- Resultaat drukverschil in Pascal
De niveausensor verzendt via de IO-Link-interface alleen de meetwaarde zonder offset. Dit moet bij de meetwaarde worden opgeteld.
- Niveau als ruwe waarde
- Offset tot niveau
- Niveau met offset
