moneo: Платформа на IIoT
Примери на употреба

Интелигентен мониторинг на помпата с moneo SmartLimitWatcher

Обширен мониторинг на състоянието на захранваща помпа

Захранващата помпа е един от централните компоненти на CIP инсталацията. Тя осигурява циркулация на течната среда през цялата система. Ако захранващата помпа се повреди, целият процес на инсталацията ще спре.

Тъй като помпата работи при различни скорости в зависимост от етапа на почистване, статичния мониторинг е труден.

Целта е да се внедри мониторинг на помпата, базиран на AI (изкуствен интелект), за да се откриват и докладват навреме всякакви отклонения в работното състояние. Работите по поддръжката могат да се извършват в реално време.

Начална ситуация

Мониторинг на процеса на помпата, включително мониторинг на вибрации и скорост, не се извършва, или се извършва само в много ограничена степен – в най-добрия случай за статичните променливи на процеса. Не са инсталирани системи за мониторинг или визуализация като moneo. Съответно възникналата повреда на помпата не се сигнализира навреме.

Цел на проекта

Записване на критични променливи на процеса и интелигентен мониторинг на помпата.

С помощта на подходящите сензори IO-Link, критичните променливи на процеса на помпата трябва да бъдат записани.

Поток
Скорост
Налягане
Температура
Данни за вибрации

Записването на данни за нормалното състояние се използва за създаване на модел, който позволява мониторинг независимо от работното състояние и по този начин идентифициране на отклоненията от нормалното състояние (аномалии).

Внедряване

moneo|RTM, включително DataScienceToolbox и функцията SmartLimitWatcher, се инсталират централно на сървър. IO-Link Мастър са свързани към сървъра чрез вътрешна VLAN. Всеки от използваните сензори е свързан към IO-Link master.

moneo|RTM записва и визуализира данните. Функцията SmartLimitWatcher на DataScienceToolbox се използва за анализ на записаните данни и изчисляване на съответен модел. След фаза на обучение, този модел поема мониторинга на помпата и отчита всички отклонения от нормалното състояние.

Помпите могат да работят при различни състояния (напр. при натоварване или на празен ход). Във всяко от тези състояния са допустими различни прагове. Функцията SmartLimitWatcher на DataScienceToolbox може да задава праговете динамично. Ако стойностите на процеса са извън определен диапазон на доверие, ще се издават предупреждения или аларми, както при статичните прагове.

За да се следи скоростта на потока (целева променлива), се използва SmartLimitWatcher. За тази цел се използват поддържащи променливи (скорост, налягане на помпата, данни за вибрациите). Те описват характеристиките на потока в различни работни състояния. Например, с увеличаването на потока, скоростта и налягането на помпата също се увеличават.

Резултат

Прост
Не е необходим опит в областта на науката за данните. Прагматично решение с прост направляващ асистент в 5 стъпки за ръководители на производството и техническото обслужване.
Удобен
Автоматично подготвяне на данни и проверка на качеството. Не е необходима сложна предварителна обработка на данни.
Интелигентен
Избор на най-подходящия модел на изкуствен интелект. Автоматично изучаване на модела и проверка на точността на следене.
Надежден
Мониторинг на базата на времето и състоянието. Постоянно следене на фона с използване на диапазони на динамични очаквания за целевата променлива.
Подлежащ на персонализиране
Подлежащи на персонализиране предупреждения и аларми. Чувствителността на откриването на аномалии може да се настройва.

Записването на данни е с по-голяма прозрачност, което води до възможности за оптимизиране. По-продължителното време на работа на инсталацията подобри цялостния процес. Интегрираното управление на алармите осигурява бърза реакция при промяна на параметрите на процеса, оптимизиране на поддръжката. Всички мерки повишават качеството на процеса и продукта. moneo|RTM осигурява детайлна визуализация на процеса.

Краен резултат

Инсталацията беше дигитализирана успешно, без каквито и да било промени или интервенции в съществуващия PLC или в софтуера.

Структура на системата

Контрол на скоростта
Сензори за температура
Сензор за вибрации
Сензори за налягане
Сензори за поток
IO-Link Мастър

Информационно табло

Получаване на голямата картина на таблото за управление на moneo .

Информационното табло предоставя на потребителя изглед на съответните технологични стойности за това съоръжение.

Текущ дебит на изхода на помпата в L/min
Текущо налягане на изхода на помпата в bar
Преглед на данните за вибрации (a-RMS, v-RMS, a-Peak)
Брояч на работните часове
Температура на повърхността на двигателя на помпата в °C
Сравнение на скоростта на двигателя в rpm и дебита в L/min

Анализ

Функцията за анализ може да се използва за достъп до исторически данни и сравняване на различни стойности на процеса. На графиката е показана крива на типичните характеристики за пускане ①, работа ② и спиране ③.

Видно е, че кривите на скоростта и налягането са почти идентични. Потокът в системата леко изостава, което е нормално поради инерцията на средата.

Синьо = поток
Бяло = налягане
Зелено = скорост

Настройки и правила: Управление на праговите нива

Статични прагове

Различните параметри на помпата могат да се наблюдават статично, тъй като са независими от работното състояние. Например, в този случай температурата на двигателя не трябва да надвишава 50°C. Това се постига лесно чрез задаване на прагове за статично предупреждение и аларми.

Динамични прагове (SmartLimitWatcher)

В този случай на употреба SmartLimitWatcher се използва за наблюдение на потока на помпата (целева променлива).
Използвайки поддържащите променливи (стойности за налягане, скорост и ускорение на помпата), се изчислява модел, който създава доверителна лента около стойностите на процеса. Той определя праговите стойности за потока, като се вземат предвид различните работни състояния.

Чувствителността и по този начин ширината на лентата на доверие може да се регулира за долния и горния праг на предупреждение и аларми чрез параметри (неактивен, нисък, среден и висок). Това прави възможно скриването на всякакви фалшиви предупреждения или аларми.

Правила за обработка на билети

Тази функция може да се използва за лесно дефиниране какво трябва да се случи след задействане на предупреждение или аларма, напр.:

известие по имейл
SAP интегриране

Изчислени стойности

В допълнение към технологичните стойности на сензорите, moneo записва и работните часове на помпата. Тази функция може да се реализира бързо и лесно с помощта на шаблона „Брояч на работни часове“.

Изисква се източник на данни, ② който описва работното състояние. В примера по-долу се използва скоростта и се задават следните прагове ③: