- moneo: Платформа на IIoT
- Примери на употреба
Мониторинг на състоянието на вентилатора по текущата консумация
Централната изпускателна система на производствено хале има няколко вентилатора. Мощността на вентилатора е определяща за качеството на изпускателния процес в цялото производствено хале.
За различни производствени процеси е необходима система за отвеждане на отработения въздух. Използва се за изпускане на пари от запояване и пари от лазерния маркер, както и за осигуряване на наличност на машината и по този начин безпроблемното протичане на целия производствен процес. Следователно поддръжката, основана на нуждите, е от съществено значение.
За да се реализира това, текущите стойности на трите фази се отчитат на един от вентилаторите, в допълнение към вече интегрирания мониторинг на вибрациите. Измерването на фазовата разлика дава допълнителна информация за състоянието на двигателя на вентилатора.
Начална ситуация
Повреда на компресора в тази инсталация има дълготрайни последици:
- Престой на машината, тъй като отпадната топлина не се разсейва достатъчно
- Разходи поради загуба на продукция
- Вероятно високи разходи за ремонт
- Рисковете за здравето на производствения персонал, тъй като изпаренията от запояване не са изчерпани
- Проблемите с качеството на лазерното маркиране като фини прахове не са адекватно изчерпани
В най-лошия случай това води до тотален отказ на цялата производствена зона.
Наблюдението на вибрациите на вентилатора и неговите данни, изпратени до moneo, предоставят информация за откриване на възможни повреди.
Но за цялостна оценка са необходими допълнителни данни за електрическото състояние на вентилатора и честотния преобразувател нагоре по веригата.
Цел на проекта
Разширено наблюдение на състоянието на вентилатора чрез измерване на фазовата разлика
Целта е да се гарантира работоспособността на вентилатора чрез наблюдение на:
- намотките на двигателя
- свободното движение на въртящите се компоненти
- електрониката в честотния преобразувател
Внедряване
moneo | RTM е инсталиран централно на сървър. IO-Link Мастър са свързани към сървъра чрез вътрешна VLAN.
ifm предлага широка гама компоненти за автоматизация. За това приложение бяха избрани три преобразуватели на ток ZJF055 и входно/изходен модул AL2605 IO-Link.
Токовите преобразуватели се използват за всички захранващи линии на трите AC фази U/V/W между честотния преобразувател и свързващите клеми на вентилатора. Измерените стойности на преобразувателите се подават като аналогови сигнали 4...20 mA на изходните сигнали. Тези стойности се преобразуват от 4...20 mA в сигнали на IO-Link чрез AL2605.
Данните се предоставят на moneo|RTM чрез IO-Link мастер от серията AL1352.
Стойностите на потреблението на ток на трите захранващи линии U/V/W се измерват с помощта на три преобразувателя на ток.
За да се получат полезни стойности на процеса, измерената стойност на преобразувателя на ток трябва да се преобразува в действителната стойност на тока (4 mA ≙ 0 A, 20 mA ≙ 50 A) на преобразувателя. Това става в moneo RTM чрез функцията „Изчислени стойности“.
Могат да бъдат открити следните модели на електрически и механични повреди:
- Късо съединение на намотката на двигателя
- Мудност на въртящите се компоненти
- Повреда в честотния преобразувател
Определените текущи стойности се използват за
- изчислете разликата на трите фази
- определяне на средния ток на трите фази
- сравнете стойностите една с друга
Резултат
Оптимизиране на процеса от поддръжка, базирана на времето, до поддръжка, базирана на състоянието
Благодарение на изчерпателното записване на данни, непосредствените повреди могат да бъдат открити на ранен етап. По този начин работата по поддръжката може да бъде планирана и извършена според нуждите. Това добавя решаващ фактор към надеждността на процеса на цялата инсталация.
Текущите стойности позволяват да се направят изводи за възможни къси съединения на намотката на двигателя, мудност на въртящи се компоненти и повреди в честотния преобразувател.
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.
- Стойност на тока, измерена в mA U | V | W
- Фазова разлика U-V | V-W | W-U
- Текуща асиметрия U-V | V-W | W-U
- Среден ток и на трите фази
Анализ
Функцията за анализ може да се използва за достъп до исторически данни и сравняване на различни стойности на процеса. Диаграмата показва текущите стойности на U, V и W в mA.
Тук може ясно да се види, че във фазата на стартиране ① има превишаване, докато при нормална работа ② текущата стойност се установява. В момента на изключване ③ има малък пик поради индуктивностите в двигателя.
- Начална фаза
- Нормална работа
- Момент на изключване
Настройки и правила: Управление на праговите нива
Статични прагове
Така наречената асиметрия на тока не трябва да надвишава 10% за трифазни машини. За всяка стойност на разлика се създава аларма, ако стойността е ≥10%.
- Аларма при превишаване на 10% отклонение от U-V
- Аларма при превишаване на 10% отклонение от V-W
- Аларма при превишаване на 10% отклонение от W-V
Наблюдението по отношение на предупредителната гранична стойност не е въведено, тъй като може да се използва граница на толеранс до 10%, когато двигателят на вентилатора стартира или възникнат внезапни промени в натоварването.
- Горно прагово ниво за аларма
- Закъснение за праговото ниво за аларма
Правилата 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
За приложения, при които са необходими мерки за поддръжка, препоръчително е да планирате сервизното обаждане навреме.
Изчислени стойности
Функцията “Изчислени стойности” се използва за по-нататъшна обработка на технологичните данни. В този случай на използване се извършват различни допълнителни операции по обработка:
- Преобразуване на аналогов 4...20 mA в текущата стойност на преобразувателя на ток за изчисляване на тока на двигателя
- Изчисляване на фазовата разлика
- Изчисляване на средния ток на трите фази
- Изчисляване на асиметрията на тока
В този случай на използване се наблюдават всички 3 фази на задвижващия двигател, което означава, че изчислението понякога трябва да се извърши няколко пъти.
Преобразуване на аналогов 4...20 mA в текущата стойност на преобразувателя на ток за изчисляване на тока на двигателя
Използваният преобразувател на ток осигурява аналогов сигнал от 4..20 mA, който първо трябва да бъде преобразуван в стойност на процеса в mA. Това трябва да се направи за всичките 3 фази.
Ток на двигателя = (AIN-4,000) * ((AEP-ASP)/(16,000)) + ASP
Dataflow Modeler
- Аналогова текуща стойност на преобразувателя на ток (4...20 mA)
- Постоянни: Аналогова начална точка (0 mA = 4 mA)
- Постоянни: Аналогова крайна точка (10,000 mA = 20 mA)
- Текущ диапазон: Аналогова стойност (20,000 – 4,000 = 16,000)
- Изместване на аналоговата стойност (4...20 mA до 0...16 mA)
- Изчисляване: Делта от начална точка до крайна точка (AEP – ASP = ∆A)
- Изчисляване: Коефициент за ток към ток в mA (∆A / 16 mA = коефициент)
- Умножение на стойността на тока (0...16 mA) с коефициент
- Резултат от текущата стойност в mA
Изчисляване на фазовата разлика
За да се изчисли асиметрията на тока, първо трябва да се изчисли диференциалният ток между отделните фази (U-V, V-W и W-U).
∆Ток на двигателя = ток на двигателя U - ток на двигателя V
- Текуща стойност 1 на преобразувател на ток в mA, напр. U
- Текуща стойност 2 на преобразувател на ток в mA, напр. V
- Изчисляване на абсолютната разлика между фаза U и V
- Текуща разлика в mA
Изчисляване на средния ток на трите фази
За да може да се посочи текущата асиметрия в %, първо е необходимо да се създаде 100 % база чрез определяне на средната стойност на 3-те фази.
Среден ток = (ток на двигателя U + ток на двигателя V + ток на двигателя W)/3
- Текуща стойност U в mA
- Текуща стойност V в mA
- Текуща стойност W в mA
- Добавяне на текущите стойности на U и V
- Добавяне на текущата стойност на W
- Постоянен брой фази = 3
- Разделяне на общия ток на броя на фазите
- Резултат от средния ток в mA
Изчисляване на асиметрията на тока
Асиметрията на тока в проценти се изчислява от разликите в тока (U-V, V-W и W-U) и средния ток на всичките три фази. Тази стойност е необходима за създаване на гранични стойности в този случай на употреба.
Асиметрия на тока = (∆ток на двигателя)/(среден ток) * 100%
- Токова разлика U - V в mA
- Среден ток U - V - W
- Текущата разлика, разделена на средния ток
- Константа 100%
- Съотношение на текущата разлика към текущата средна стойност, умножено по 100%
- Резултатът се закръгля до 1 знак след десетичната запетая
- Изход на текущата асиметрия в проценти
