- moneo: plataforma IIoT
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Monitoramento de vazão de uma instalação CIP com moneo RTM
Garantindo os processos de limpeza nas indústrias de aliemntos e de bebidas
O processamento de substâncias orgânicas para o consumo, como o leite por exemplo, requer um alto grau de higiene na limpeza dos tanques.Um dos fatores decisivos para um resultado de limpeza perfeito é o fluxo e assim, o efeito mecânico.
A situação inicial:
Os sensores de processo ifm são testados em uma instalação CIP própria em um ambiente real. Antes da aplicação do moneo, a instalação era operada somente por meio de sinais analógicos e controlada por um CLP. Só era possível visualizar o processo no local, ou seja, na IHM da instalação. O monitoramento era feito exclusivamente através do valor analógico de corrente 4…20mA.
Objetivo do projeto:
Com a conexão de sensores de fluxo analógicos já existentes ao sistema moneo por meio dos mestres IO-Link, ocorre mais uma etapa de análise do processo. Assim obtém-se uma otimização da qualidade e transparência do processo.
A implantação:
O moneo já está instalado de forma central em um servidor e os módulos necessários, como o moneo RTM estão ativados. Os mestres IO-Link estão conectados ao servidor através de uma VLAN interna.
Para registrar o fluxo, foi usado um sensor analógico já instalado da empresa Endress & Hauser (Promag 50). Através da modernização (o caminho em Y da ifm) foi possível tornar o sensor apto ao protocolo IO-Link. Para isso foi utilizado um sistema de análise e um display para sinais analógicos (DP2200) que possui uma entrada analógica de 4...20 mA. Ao mesmo tempo, o sinal também está disponível para o CLP da instalação. Isso permite uma fácil integração sem afetar o controlador da instalação.
O benefício:
- A gravação de dados aumentou a transparência e os potenciais de otimização associados.
- O aumento na disponibilidade da instalação melhorou o processo.
- Reação rápida à mudança dos parâmetros do processo através do gerenciamento integrado de alarmes e otimização da manutenção.
- Todas as medidas aumentam a qualidade do processo e do produto.
- Além disso, o moneo RTM também oferece uma visualização detalhada do processo.
Conclusão:
A instalação foi digitalizada com sucesso sem precisar de alterações ou intervenções no CLP ou no seu software.
Tela
A tela do moneo fornece ao usuário uma visão geral dos valores relevantes do processo. Na tela a seguir são visualizados os parâmetros primários (fluxo, temperatura e condutividade) à montante: pressão na bomba de alimentação em bar
- Condutividade à jusante em µS/cm
- Fluxo em l/min
- Velocidade de fluxo em m/s
- Temperatura em °C à montante antes do trocador de calor
- Temperatura em °C à montante depois do trocador de calor
Em outra tela, são mostrados mais detalhes sobre o fluxo.
- Pressão atual na bomba de alimentação em bar
- Comparação da pressão da bomba e do fluxo em um diagrama de linha
- Valor bruto do sinal de entrada do DP2200 em mA
- Vazão calculado a partir do valor da corrente analógica em l/min
- Velocidade de fluxo calculada a partir da vazão em m/s
Análise
A função de análise permite ao usuário analisar o nível dos reservatórios de forma detalhada. Os valores de nível são registrados permanentemente e ainda podem ser vistos dias, semanas ou meses depois. Assim é possível por exemplo, tirar conclusões sobre vazamentos.
- Pressão na bomba de alimentação em bar
- Fluxo em l/min
Calculated Values: valores calculados
Os valores seguintes são calculados adicionalmente com base no fluxo.
Fluxo atual em l/min
Os valores inicial e de parada foram determinados com base na ficha técnica:
- Valor inicial 4mA = 0 l/min
- Valor de parada 20mA = 200 l/min
Isto resulta em um valor de 12,5 l/min por miliampere.
Estes 12,5 l/min por miliampere serão então utilizados como fator para o cálculo.
- Valor de corrente atual em mA
- Fator 12,5 l/min por mA
- Compensação -4 para converter de 4...20mA a 0...16mA
- Fator de multiplicação com o valor de corrente
- Resultado do cálculo em l/min
Conversão de fluxo (l/min) em velocidade (m/s)
A velocidade do fluxo é um parâmetro decisivo para o sucesso do processo de limpeza; este valor pode ser determinado com base na vazão atual e na área de secção transversal constante da tubulação.
v = velocidade em metros por segundo [m/s]
Q = fluxo em metros cúbicos por segundo [m³/s]
A = área transversal em metros quadrados [m²]
Exemplo com um tubo com 0,02m de raio e um fluxo de 200 l/min:
- Fluxo atual em l/min
- Fator para a conversão de l/min em m³/s (1 minuto = 60 segundos, 1.000 litros = 1 m³)
- Raio constante da tubulação em m
- Constante Pi (3,1415)
- O fluxo em l/min dividido por 60.000 resulta no fluxo em m³/s
- Raio elevado ao quadrado (r²)
- Multiplicação de r² por Pi, o resultado é a área de seção transversal em metros quadrados
- Fluxo em m³/s dividido pela área da seção transversal (m²)
- Resultado do cálculo em m/s
