moneo: IIoT platform
Use cases

Overvågning af højtryksoliefilteret på et impulstryk-testsystem til kvalificering af tryksensorer

I forbindelse med typetesten kvalificeres tryksensorer på en hydraulisk testbænk med impulstryk ved hjælp af en "accelereret levetids"-test.

Impulstryk-testsystemets højtryksfilter er en væsentlig komponent til fejlfri drift. Hvis der er øget slitage på grund af beskadigelse af individuelle komponenter i det hydrauliske system, vil filteret blive tilstoppet, før det planlagte vedligeholdelsesarbejde med at udskifte filteret påbegyndes.

Oprindelig situation

Det er ikke normen at lave procesovervågning af hydrauliske højtryksfiltre i realtid over 400 bar. Trykfilteret bliver typisk udskiftet efter et givent antal driftstimer. I dette tilfælde tillod et for tidligt svigt af en hydraulisk stempelpumpe, at spåner kunne trænge ind i det hydrauliske system. De satte sig i trykfilteret, som medførte efterfølgende revner i filterelementet.

Ved hjælp af den cykliske filterovervågning kunne denne uforudsete hændelse ikke bemærkes i tide, hvilket resulterede i fuldstændig svigt af impulstrykprøvebænken og i høje reparationsomkostninger.

Projektets formål

Forlængelse af vedligeholdelsesintervaller ved normal drift

Tilstandsovervågning af højtryksfilteret eller filterelementet. Dette er en væsentlig faktor for systemets levetid, funktionstid og sikkerhed.

Formålet er at ændre vedligeholdelsesstrategien fra tidsbaseret og cyklisk udskiftning til tilstandsbaseret udskiftning af trykfilterelementet.

Overvågning og visualisering inkl. grænseværdiovervågning af trykforskellen foran og bag oliefilteret giver tidlig information om nødvendige filterudskiftninger.

Implementering

To højtrykssensorer, der ikke var i brug, indtil projektet blev udført, installeres foran og bag trykfilteret. Disse to sensorers analoge signaler omformes ved hjælp af en IO-Link-omformer (DP1222) og videresendes til en IO-Link-master, som sender værdierne til moneo.

Grænseværdier styres, og data overvåges med moneo RTM.

Under opsætningen af brugscasen blev der opdaget en teknisk fejl i systemet på grund af et i starten alt for højt differenstryk. Dette blev efterfølgende korrigeret af producenten.

Uden forbindelsen til moneo ville dette problem sandsynligvis ikke være blevet detekteret og ville have medført, at højtryksstempelpumpens levetid ville blive reduceret fremover.

Resultat

Tilstandsovervågning med moneo RTM sikrer højtryksfiltersystemets proceskapacitet og dermed produktionsprocessen. Yderligere omkostninger på grund af uopdagede skader undgås.

Indsamlingen af data om oliefilteret (foran og bag filteret), dets visualisering og grænseværdiovervågningen giver mulighed for tilstandsbaseret vedligeholdelse af oliefilteret. Tilsmudsning detekteres omgående, og dermed forhindres deraf følgende høje omkostninger til processen og maskinen.

System topologi

Tryksensor foran filteret med en analog udgang på 0...10V
Tryksensor bag filteret med en analog udgang på 0...10 V
Y-forbindelseskabel - EVC433
Omformer 0…10V til IO-Link - DP1222
IO-Link-master - AL1352

Dashboard

Få det store billede på moneo dashboardet.

I dashboardet får brugeren en oversigt over trykket foran filteret, bag filteret og det resulterende differenstryk. For hurtigt at identificere filterets tilstand kan det visualiseres via lyssignal-indikatoren. De forudindstillede grænseværdier for differenstrykket vises dermed med rødt, gult og grønt.

Beregnet differenstryk i bar
Beregnet tryk foran filteret i bar
Tryksensorens udgangsspænding foran filteret i volt
Trafiklys-display af aktuel filterstatus
Filterdriftstimetæller
Beregnet tryk bag filteret i bar
Tryksensorens udgangsspænding bag filteret i volt

Analyse

Analysen kan bruges til at se yderligere detaljer. Screenshottet viser tryk- og spændingsværdierne, der er indsamlet i løbet af 3 måneder. Som vi kan se, stiger trykforskellen over tid. Da filteret tilstoppes over tid, kan dette forventes.

Blå = analogt signal for tryksensoren foran filteret
Hvid = analogt signal for tryksensoren bag filteret
Violet = beregnet differenstryk

Indstillinger og regler: Administration af grænseværdier

Statiske tærskelværdier

Denne funktion i moneo RTM tillader brugere at definere en individuel grænseværdi til hver procesværdi. I denne anvendelse er grænseværdierne indstillet, så vedligeholdelsespersonalet får besked i god tid, når det er nødvendigt at udskifte et filter.

Især ved maskinopstart kan der kortvarigt opstå højere trykudsving; disse kan man blot fjerne via forsinkelsestider. Dette betyder, at grænseværdier, der overskrides kortvarigt, bliver undertrykt, og systemet kun reagerer, hvis trykforskellen overskrides i en tidsperiode X.

Øverste alarmgrænse
Forsinkelsestid til alarm-grænseværdien
Øverste advarselsgrænse
Forsinkelsestid til advarsels-grænseværdien

Regler for behandling af tickets

Guiden til behandlingsforskrifter for procesudløsende opgave gør det nemt at definere handlinger, der skal udføres, når der opstår advarsler og alarmer.

I følgende tilfælde behandles en ticket via SFI-interfacet til SAP (PM-system).

I tilfælde af at differenstrykket overskrider en grænseværdi, genereres der en vedligeholdelsesordre i SAP-systemet via SFI-interfacet sideløbende med meddelelsen i moneo. Den person, der er ansvarlig for systemet, kan udskifte det pågældende filter og derefter rapportere filterudskiftningen i SAP-systemet. Dette lukker også automatisk meddelelsen om overskridelse af grænseværdien i moneo.

Definerer, hvilken forskrift, der anvendes
Definition af grænser (4) og datakilder (5)
Definerer, hvor meget advarsler eller alarmer haster
Definition af de relevante grænser
Definition af de tilsvarende datakilder

Beregnede værdier

Beregning: tryk foran filteret

Tryk foran filteret i bar = analogt spændingssignal * 100

Analogt spændingssignal fra tryksensoren foran filteret (0...10V)
Konstant "100" til omregning fra spænding til bar (0...10 V = 0...1000 bar)
Multiplikation af spændingen (0...10V) med omregningsfaktor (100)
Resultat af trykværdien foran filteret [bar]

Beregning: tryk bag ved filteret

Tryk bag ved filteret i bar = analogt spændingssignal * 100

Analogt spændingssignal fra tryksensoren bag ved filteret (0...10V)
Konstant "100" til omregning fra spænding til bar (0...10 V = 0...1000 bar)
Multiplikation af spændingen (0...10V) med omregningsfaktor (100)
Resultat af trykværdien bag ved filteret [bar]

Beregning af trykforskel

Trykforskel [∆P]= tryk foran filteret - tryk bag ved filteret

Beregnet trykværdi foran filteret
Beregnet trykværdi bag ved filteret
Funktionsblokken "Absolut forskel" beregner den absolutte forskelsværdi
Resultat af trykforskellen i bar

Driftstimetæller

Ud over sensorernes procesværdier detekterer moneo også højtryksfilterets driftstimer. Denne funktion kan hurtigt og nemt implementeres ved hjælp af skabelonen "Driftstimetæller".

Til dette formål kræves datakilden ②, der beskriver driftstilstanden. I følgende eksempel anvendes tryksensorens udgangsspænding foran filteret og følgende grænseværdi ③: