- moneo: piattaforma IIoT
- Use cases
Monitoraggio del flusso di un processo CIP con moneo RTM
Controllo dei processi di pulizia nell'industria alimentare e delle bevande
Nella lavorazione di sostanze organiche destinate al consumo, come il latte, è fondamentale un'igiene rigorosa nella pulizia dei serbatoi.Uno dei fattori decisivi per una pulizia ottimale è il flusso che deve garantire un effetto meccanico adeguato.
Situazione iniziale
Nel proprio impianto CIP, ifm testa i sensori di processo in un ambiente reale. Prima dell’arrivo di moneo, l’impianto veniva attivato solo tramite segnali analogici e controllato tramite un PLC. La visualizzazione del processo era possibile solo in loco presso l'HMI dell'impianto. Il monitoraggio veniva effettuato esclusivamente tramite il valore di corrente analogico 4... 20mA.
Obiettivo del progetto
Collegando i sensori di flusso analogici esistenti al sistema moneo tramite un master IO-Link, si aggiunge un'ulteriore fase di analisi del processo. In questo modo si ottimizza la qualità e la trasparenza dell'intero processo.
Realizzazione
moneo è stato installato centralmente su un server e i moduli necessari, compreso moneo RTM, sono stati attivati. I master IO-Link sono stati collegati al server tramite una VLAN interna.
Per registrare il flusso è stato utilizzato un sensore analogico già installato di Endress & Hauser (Promag 50) che è stato reso compatibile con IO-Link mediante un'installazione successiva (percorso a Y di ifm). È stato utilizzato un sistema di valutazione e visualizzazione dei segnali analogici (DP2200) che dispone di un ingresso analogico 4...20 mA. Il segnale può inoltre essere collegato attraverso il dispositivo ed essere disponibile per il PLC dell’impianto. Ciò consente una facile integrazione senza influenzare il sistema di controllo dell’impianto.
Risultato
- La registrazione dei dati ha aumentato la trasparenza, con conseguente potenziale di ottimizzazione.
- L'aumento del tempo di disponibilità dell'impianto ha migliorato il processo complessivo.
- La gestione integrata degli allarmi assicura una reazione rapida al cambiamento dei valori di processo, ottimizzando la manutenzione.
- Tutte le misure aumentano la qualità del processo e del prodotto.
- Inoltre, moneo RTM offre una visualizzazione dettagliata del processo.
Conclusioni
Senza modifiche e interventi sul PLC o sul software, l'impianto è stato digitalizzato correttamente.
Dashboard
La dashboard di moneo fornisce all'utente una panoramica dei valori di processo rilevanti per l’impianto. La dashboard seguente visualizza i parametri principali (flusso, temperatura e conduttività) in ingresso:
- Pressione alla pompa di alimentazione in bar
- Conduttività in ingresso in µS/cm
- Portata in l/min
- Velocità del flusso in m/s
- Temperatura in ingresso prima dello scambiatore di calore in °C
- Temperatura in ingresso dopo lo scambiatore di calore in °C
Un’altra dashboard mostra ulteriori dettagli sul flusso.
- Attuale pressione alla pompa di alimentazione in bar
- Confronto tra pressione della pompa e flusso in un diagramma a linee
- Valore grezzo del segnale di ingresso del DP2200 in mA
- Portata calcolata dal valore analogico del flusso in L/min
- Velocità del flusso calcolata in base alla portata in m/s
Analisi
La funzione di analisi permette all'utente di analizzare in dettaglio il livello dei serbatoi. I valori di livello sono rilevati in modo permanente e possono essere visualizzati anche a distanza di giorni, settimane o mesi. In questo modo è possibile trarre conclusioni sulle perdite, ad esempio.
- Pressione alla pompa di alimentazione in bar
- Portata in l/min
Calculated Values: valori calcolati
I seguenti valori vengono calcolati in aggiunta in base al flusso.
Flusso attuale in L/min
I valori iniziali e finali del sensore analogico sono stati determinati utilizzando la scheda tecnica:
- Valore iniziale 4mA = 0 L/min
- Valore finale 20mA = 200 L/min
Il risultato è una portata di 12,5 L/min per mA.
Questo valore di 12,5 L/min per mA viene ora utilizzato come fattore di calcolo.
- Valore di flusso attuale in mA
- Fattore 12,5 l/min per mA
- Offset -4 per la conversione da 4...20mA a 0...16mA
- Fattore di moltiplicazione con il valore di flusso
- Risultato del calcolo in L/min
Conversione flusso (L/min) in velocità (m/s)
La velocità del flusso è un parametro decisivo per il successo del processo di pulizia; questo valore può essere determinato in base alla portata attuale e alla sezione trasversale costante del tubo.
v = velocità in metri al secondo [m/s]
Q = flusso in metri cubi al secondo [m³/s]
A = sezione trasversale in metri quadrati [m²]
Esempio con raggio del tubo di 0,02 m e un flusso di 200 L/min:
- Flusso attuale in L/min
- Fattore per la conversione di L/min in m³/s (1 minuto = 60 secondi, 1.000 litri = 1 m³)
- Raggio costante della tubazione in m
- Costante Pi (3,1415)
- Il flusso in L/min diviso per 60.000 dà il flusso in m³/s
- Raggio elevato al quadrato (r²)
- Moltiplicando r² per Pi, si ottiene la sezione trasversale in metri quadrati
- Flusso in m³/s diviso per la sezione trasversale (m²)
- Risultato del calcolo in m/ s
