moneo: IIoT platform
Use cases

Overvågning af luftfiltrene i produktion med moneo RTM

Visualisering og analyse af filtertilstande

Det centrale ventilationssystem hos ifm prover gmbh skal overvåges. Dette omfatter filtrene til luftforsyning og udsugning samt filtrene i udsugningssystemet ved arbejdsstationen i stueplan og på første sal. I princippet er filtrene, sagt enkelt, en modstand i et system. Fremmede partikler, der ikke hører til mediet, tilstopper de åbne netmasker eller porer i filtret. Dette øger den samlede modstand. Af denne grund falder flowraten, mens trykket forbliver konstant. Resultatet er, at systemets ydeevne hæmmes mere og mere. Dette kan omgås op til et vist punkt ved at øge transporttrykket, hvilket dog også øger behovet for energi. Afhængigt af den krævede filter-ydeevne skal det overvejes og besluttes fra sag til sag, hvornår det ideelle tidspunkt er til at udskifte filteret.

Anvendelses eksempler til filterovervågning i produktionsprocessen:

Kvalitetssikring af produkt og proces
Optimering af energiforbrug
Organisering af vedligeholdelse
Overholdelse af krav til luftkvalitet (fint støv, luftrenhed, udsugningseffektivitet)

Den oprindelige situation:

Vedligeholdelse af ventilationsfiltrene skete i regelmæssige tidsintervaller. Der fandtes ingen central overvågning, og ingen alarmer (e-mail, opgaver) blev sendt, når der var behov for en filterudskiftning. Den aktuelle tilstand blev kun visualiseret lokalt af en enhed på filteret. Konsekvensen var, at filteret enten blev udskiftet for tidligt eller for sent. Dette medførte yderligere driftsomkostninger til filterudskiftning, bortskaffelse, energiforbrug og nedetider. En analyse, fx for at optimere fejlregistrering (filterbrud, intet installeret filter, tilstopning) var ikke muligt på grund af manglen på data. Potentiale for forbedring blev identificeret i opbevaringen af historiske data.

Projektets mål:

Implementering af en behovsdrevet strategi for filterudskiftning og et skift fra tidsbaseret til tilstandsbaseret vedligeholdelse. Denne optimering skulle opnås med automatiseret overvågning og visualisering af filtertilstanden.

Implementering:

Hos ifm prover gmbh er moneo RTM installeret centralt på en server. IO-link-master er forbundet til serveren via en intern VLAN, og sensorerne er forbundet til masteren via IO-link. En differenstryk-sensor med en analog udgang blev installeret ved filteret. Signalet læses af en IO-Link-konverter (DP2200), konverteres til en IO-Link procesværdi og sendes til IO-Link-master med IoT-interface (fx produkt AL1350).

moneo RTM registrerer cyklisk procesværdierne via denne IO-link master. De analoge aktuelle værdier modtaget på denne måde behandles yderligere via funktionen ”beregnede værdier” ved at konvertere dem til en procesværdi i enheden Pascal. Denne procesværdi svarer til den aktuelle sensor.

Grænseværdierne for en filterudskiftning blev taget fra databladet for det relevante posefilter og konfigureret som grænseværdier i moneo RTM. For at forhindre kritiske situationer i at opstå gemmes der i området med behandlingsforskrifter for opgaver en tilsvarende brugergruppe, som får besked, når grænseværdierne overskrides, så de kan igangsætte en udskiftning af filteret.

Resultatet:

Introduktionen af permanent filterovervågning førte til en intern procesoptimering, fra tidsbaseret til tilstandsbaseret vedligeholdelse. Ved at registrere fejl i god tid blev maskinens oppetid sikret og kvaliteten øget.

Rettidig advarsel i tilfælde af nødvendige filterændringer (e-mail, advarsel) forbedrede proceskvaliteten. Miljøpåvirkningen og driftsomkostningerne (energi, vedligeholdelse, materiale) blev bæredygtigt reduceret med den nye vedligeholdelsesstrategi.

Ved at dokumentere vedligeholdelsesarbejde og opbevare historiske data kan der udføres analyser af mulige optimeringer af filtersystemet i fremtiden, da der er tilstrækkeligt datamateriale til rådighed. Vedligeholdelsesmedarbejderne har en applikation til rådighed, der nemt kan tilpasses til kundespecifikke forhold, og som tillader, at procesværdier (differenstryk, konvertering af specifikke enheder) kan beregnes. Brugen af moneo RTM har allerede forhindret følgeskader på maskiner og udsugningssystemer.

Bundlinjen:

Med moneo RTM kunne alle mål nås:

Overblik og detaljeret information om installationen på dashboardet
Registrering af data til yderligere optimering
Mulighed for at analysere registrerede data
Permanent overvågning af filtertilstand
E-mailbesked i tilfælde af overskridelse af grænseværdi

Systemstruktur

Differenstryksensor med 4…20mA udgang
Evalueringssystem og display til analoge signaler 4...20 mA (DP2200)
IO-Link-master (AL1350)

Dashboard

Få det store billede på moneo dashboard. Anlæggets aktuelle status kan nemt overvåges med trafiklys-displayet. I dette tilfælde vises de fire overvågede filtre tydeligt, og man har hurtigt et overblik over den aktuelle status.

Et andet dashboard blev etableret, hvor der bruges forskellige visualiseringsværktøjer til i detaljer at vise de aktuelle parametre i et enkelt filter.

Rå analog værdi af differenstryksensoren i mA
Beregnet differenstryk i Pa
Differenstryk vist over tid
Trafiklys-display af aktuel filterstatus

Analyse

Analysen kan bruges til at se yderligere detaljer. Anlæggets driftstider kan analyseres med tilbagevirkende kraft, når der udføres en langtidsevaluering.

Anlæg i drift
Anlæg ikke i drift

Gennem forskellige evalueringer kan tendenser identificeres på meget kort tid. I dette tilfælde for eksempel blev differenstrykket på alle fire filtre observeret over to dage. Visualiseringen viser, at filteret i udsugningssystemet på første sal (lilla linje) langsomt er ved at tilstoppes, efterhånden som differenstrykket langsomt stiger.

Lilla linje, differenstryk filter udsugningssystem første sal

Opgaver og advarsler: start/stop-grænseværdier

Administration af grænseværdier

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.

Når advarsels-grænseværdien nås, får personalet besked om det nødvendige filterskift og kan planlægge derefter. Delene skal udskiftes senest, når alarm-grænseværdien nås.

I løbet af opstartfasen for blæsere, opstår der ofte overskridelser, hvor grænseværdier overskrides i kort tid. For at undgå falske alarmer eller advarsler forårsaget af kortvarige overskridelser kan der indstilles en responstid.

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

Styring af procesudløsende opgave (ticket) behandlingsforskrifter

Guiden til indstilling af advarselsmeddelelser kan bruges til nemt at definere regler for advarsler og alarmer. I eksemplet nedenfor får en gruppe af e-mailmodtagere i en vedligeholdelsesafdeling besked, når advarsels- og alarmgrænseværdier nås, og et filterskift er forestående eller kræves straks.

Definition af grænser (5) og datakilder (6)
Definerer, hvilken forskrift, der anvendes
Definerer advarslens eller alarmens vigtighed
Definerer e-mailmodtagerne
Definition af de relevante grænser
Definition af de tilsvarende datakilder

Den e-mail, der er blevet genereret fra moneo indeholder allerede opgave-information:

Påvirket datakilde
Værdi, der blev overskredet eller ikke nået
Opgave-prioritet
Tidsstempel

Beregnede værdier:

Funktionen ”beregnede værdier” bruges til yderligere behandling af procesdata. I dette anvendelses eksempel konverteres det analoge strømsignal leveret af sensoren til en trykværdi i enheden pascal. En værdi på 4mA svarer til 0Pa, og en værdi på 20mA svarer til 500Pa.

Trykforskel [Pa] = trykforskel som analog strømværdi [mA] - 4mA * (500 Pa / 16 mA)