- moneo: plataforma IIoT
- Casos prácticos
Detección del estado de funcionamiento de un compresor en función del consumo de corriente
Registro de las horas de funcionamiento de un compresor basándose en las condiciones.
El funcionamiento de un compresor es fundamental para la producción y el proceso. La disponibilidad de un compresor tiene un enorme impacto en numerosas instalaciones y procesos relacionados con la producción.
Los indicadores fundamentales para garantizar esta disponibilidad se obtienen registrando las horas de funcionamiento reales del compresor en función de la corriente consumida.
Por regla general, el mantenimiento se realiza a intervalos regulares. Como consecuencia, los daños ocultos se detectan demasiado tarde, provocando paradas imprevistas y elevados costes de reparación.
Situación inicial
El mantenimiento del compresor no se basa en las necesidades
Hasta ahora, el registro de las horas de funcionamiento solo se realizaba en función de la velocidad del accionamiento del compresor y no de su uso real.
Los compresores pueden funcionar en diferentes estados de funcionamiento. Debido a las diferencias de carga existentes, cada uno de los componentes del compresor se somete a distintos esfuerzos a lo largo del tiempo. En vacío, el compresor está en reposo, por lo que no se desgasta durante este tiempo.
Actualmente, las horas de funcionamiento del compresor solo se registran en función de la velocidad del motor de accionamiento. Este método no puede distinguir entre EN VACÍO Y CON CARGA.
No se realiza un registro de las horas de funcionamiento en función del rango operativo EN VACÍO / CON CARGA.
El mantenimiento se ha planificado en intervalos regulares, independientemente del uso real de la instalación durante ese periodo.
Objetivo del proyecto
Registro del consumo de corriente del compresor y procesamiento posterior en moneo como base para un mantenimiento basado en las necesidades
El objetivo consiste en organizar un mantenimiento basado en necesidades mediante la recopilación de datos.
El valor del consumo de corriente se medirá con la ayuda de un convertidor de corriente. Además, se deberán determinar y visualizar los diferentes rangos operativos del compresor, así como calcular su tiempo correspondiente. También se realizará un registro de datos de la vida útil y del consiguiente desgaste.
Ejecución
moneo RTM se instala de forma centralizada en un servidor. Los maestros IO-Link están conectados al servidor a través de una VLAN interna.
ifm ofrece una amplia gama de componentes de automatización. Para esta aplicación se eligió el convertidor de corriente ZJF055 y el sistema de evaluación y pantalla para señales analógicas DP2200.
Este convertidor de corriente abarca una fase de la línea de alimentación trifásica conectada al compresor. El valor de medición del convertidor está disponible como señal analógica de 4...20mA en la salida de señal. Este valor se transforma de 4...20mA a IO-Link a través del DP2200. En este caso, se debe tener en cuenta que la carga interna del DP2200 esté activada.
A través de un maestro IO-Link de la serie AL1352 se envían los datos a moneo RTM.
Para obtener valores de proceso concluyentes, el valor de medición del convertidor de corriente se debe convertir en el valor de corriente real (4 mA ≙ 0 A, 20 mA ≙ 50 A) del convertidor. Esto se realiza en moneo RTM a través de la función "Valores calculados" (Calculated Values).
En el análisis, el valor de corriente calculado se utiliza entonces para distinguir el correspondiente rango operativo del compresor.
| Rango operativo | Consumo de corriente en A |
|---|---|
| Apagado | <1 |
| En vacío | 1 – 40 |
| Con carga | >40 |
Proyecto completado con éxito
Organización de un mantenimiento acorde a las necesidades
El registro de la corriente consumida proporciona información sobre el rango operativo actual. Esto permite contar las horas de funcionamiento en el respectivo rango operativo del compresor. Estos datos constituyen la base para organizar un mantenimiento del compresor en función de las necesidades.
Evaluación del grado de utilización de la instalación
Además, también se puede recopilar información sobre el grado de utilización de la instalación.
En caso de ampliaciones en la producción, este valor permite determinar, por ejemplo, si la capacidad del compresor existente o de los compresores sigue siendo suficiente.
También es posible evaluar la capacidad del aire comprimido disponible, de modo que sea posible un ahorro de costes energéticos mediante el empleo de diferentes equipos accesorios.
Estructura del sistema
- Convertidor de corriente
- Convertidor de señales analógicas 4..20 mA en IO-Link (DP2200)
- Maestro IO-Link
Panel de control
Obtenga una visión general en el panel de control de moneo
El panel de control proporciona al usuario una visión general de los valores del proceso relevantes para esta instalación.
- Contador de horas de funcionamiento APAGADO
- Contador de horas de funcionamiento EN VACÍO
- Contador de horas de funcionamiento CON CARGA
- Relación entre el tiempo de funcionamiento EN VACÍO y el tiempo total de funcionamiento
- Relación entre el tiempo de funcionamiento CON CARGA y el tiempo total de funcionamiento
Análisis
El usuario puede acceder a los datos históricos a través de la función de análisis y comparar varios valores del proceso entre sí. El diagrama muestra una curva característica típica:
- APAGADO (a) - CON CARGA (b) - EN VACÍO (c)
Aquí se puede ver claramente que la velocidad (morado) se comporta de la misma manera en el rango de carga y de vacío. Sin embargo, el consumo de corriente (azul) y el trabajo energético aplicado difieren mucho de un rango operativo a otro.
- La velocidad alcanza el valor máximo, consumo de corriente en el rango APAGADO Y EN VACÍO
- Consumo de corriente en el rango CON CARGA
Ajustes y reglas: administración de valores límite
Valores límite estáticos
Las horas de funcionamiento de cada uno de los estados de funcionamiento se pueden supervisar estáticamente. Por ejemplo, los tickets correspondientes se pueden generar después de una determinada cantidad de horas en el rango de carga o de una determinada cantidad de horas del tiempo total de funcionamiento. Para ello, se dispone de tickets de aviso y alarma, que se pueden utilizar para una planificación a tiempo.
- Aviso después de alcanzar 950 horas de funcionamiento en el rango de carga
- Alarma después de alcanzar 1000 horas de funcionamiento en el rango de carga
Reglas de procesamiento de tickets
Esta función facilita la definición de lo que debe suceder después de la activación de un aviso o una alarma, por ejemplo:
- Notificación por correo electrónico
- Integración en SAP
Calculated Values: valores calculados
Los datos del proceso se pueden seguir procesando mediante la función de valores calculados.
Conversión de valor analógico en un valor de corriente
En este caso práctico, la señal de corriente analógica emitida por el sensor se transforma en un valor del flujo de corriente en amperios a través del conductor.
Motor Current = (AIN - 4) * ((AEP - ASP)/16)
Modelador de flujo de datos
- Valor analógico de la corriente del convertidor de corriente (4...20mA)
- Punto inicial analógico (0 A = 4 mA)
- Punto final analógico (50 A= 20 mA)
- Intervalo de corriente del valor analógico (20mA – 4mA = 16mA)
- Valor de offset analógico (4...20mA a 0 ... 16mA)
- Cálculo del punto inicial delta al punto final (AEP – ASP = ∆A)
- Cálculo del factor de corriente a Pascal (∆A / 16 mA = factor)
- Multiplicación del valor de corriente (0...16mA) por el factor
- Redondeo del resultado a un decimal
- Resultado del flujo de corriente en A
Cálculo de las horas de funcionamiento
Se pueden crear diferentes contadores de horas de funcionamiento utilizando los valores del consumo de corriente de los respectivos rangos operativos, que se han determinado a través de la función de análisis. Estos contadores calculan el tiempo transcurrido en el respectivo estado de funcionamiento.
- Consumo de corriente mínimo para el rango operativo en A
- Consumo de corriente actual en A
- Consumo de corriente máximo para el rango operativo en A
- Comparación del consumo de corriente actual con el consumo de corriente mínimo
- Comparación del consumo de corriente actual con el consumo de corriente máximo
- Enlace Y para el consumo de corriente máximo y mínimo
- Contador de tiempo
- Indicación del tiempo en h
Determinación del tiempo total de funcionamiento
El tiempo total de funcionamiento del compresor (APAGADO + EN VACÍO + CON CARGA) se puede determinar simplemente sumando los respectivos contadores de horas de funcionamiento.
Total Time = Off + No-Load + Under-Load
- Contador de horas de funcionamiento APAGADO en h
- Contador de horas de funcionamiento EN VACÍO en h
- Contador de horas de funcionamiento CON CARGA en h
- Suma de las horas de funcionamiento EN VACÍO + CON CARGA en h
- Resultado EN VACÍO + CON CARGA sumado a las horas de funcionamiento APAGADO en h
- Redondeo del resultado a un decimal
- Indicación del tiempo total de funcionamiento en h
Cálculo de la relación de los distintos estados de funcionamiento
Mediante otro cálculo, se establece una relación entre las horas de los respectivos rangos operativos y el tiempo total.
Esto proporciona una correcta visión de conjunto del grado de utilización del compresor.
- Horas de funcionamiento CON CARGA
- Tiempo total de funcionamiento del compresor
- Constante 100%
- Relación entre las horas de funcionamiento CON CARGA y el tiempo total de funcionamiento
- Relación multiplicada por 100%
- Indicación de la relación en porcentaje
