- moneo: IIoT-alusta
- Käyttöesimerkkejä
CIP-laitteiston tilavuusvirtausvalvonta moneo|RTM -sovelluksella
Pesuprosessin ohjaus elintarvike- ja virvoitusjuomateollisuudessa
Kun käsitellään ravinnoksi tarkoitettuja biologisia aineita, kuten maitoa, tiukka hygienia on ehdottoman elintärkeää.Yksi täydellisen pesutuloksen kannalta ratkaisevista tekijöistä on virtaus ja siten mekaaninen vaikutus.
Lähtötilanne:
ifm testaa valmistamiaan prosessiantureita CIP-laitteiston avulla niiden todellisessa käyttöympäristössä. Ennen moneo-alustan käyttöönottoa laitoksen käyttö perustui analogiasignaaleihin ja sitä ohjattiin PLC:n avulla. Prosessin visualisointia oli mahdollista tehdä ainoastaan paikan päällä laitoksen HMI-yksiköiden avulla. Tarkkailu rajoittui analogiselle 4...20 mA signaalialueelle.
Projektin tavoite:
Kytkemällä olemassa olevat analogiset virtausanturit moneo -järjestelmään IO-Link -masterin kautta saadaan aikaan kokonaan uusi analyysitaso. Tämä parantaa prosessin laatua ja luo läpinäkyvyyttä koko prosessiin.
Toteutus:
moneo asennetaan keskuspalvelimelle ja tarvittavat modulit (mukaan lukien moneo|RTM) aktivoidaan. IO-Link -master liitetään palvelimeen sisäisen VLAN-verkon kautta.
Jo ennestään käytössä ollutta Endress and Hauserin analogista anturia (Promag 50) käytettiin virtauksen rekisteröintiin. Siitä tehtiin IO-Link -yhteensopiva jälkiasennuksen avulla (ifm:n Y-haara). Käyttöön otettiin myös analogiasignaalien arviointi- ja näyttöyksikkö DP2200. Siinä on 4-20 mA analogiatulo. Signaali voidaan kierrättää yksikön kautta, joten se on siten edelleen myös laitoksen ohjausjärjestelmän käytettävissä. Tämä mahdollistaa helpon integroinnin laitoksen ohjauksen siitä häiriintymättä.
Tulos:
- Datan tallentaminen on lisännyt läpinäkyvyyttä, mikä puolestaan luo lisää optimointimahdollisuuksia.
- Laitoksen korkeampi käyttöaste on parantanut prosessin kokonaistehokkuutta.
- Sisäänrakennettu hälytysten hallinta mahdollistaa nopean reagoinnin muuttuviin prosessiparametreihin ja kunnossapidon optimoinnin.
- Kaikki toimenpiteet parantavat prosessin ja tuotteen laatua.
- moneo|RTM varmistaa prosessin yksityiskohtaisen visualisoinnin.
Lopputulos:
Laitoksen digitalisointi onnistui ilman mitään muutoksia tai väliintuloja olemassa olevaan PLC-yksikköön tai ohjelmistoon.
Kojelauta
moneo-kojelauta antaa käyttäjälle yleiskuvan kaikista tämän laitoksen relevanteista prosessiarvoista. Seuraava kojelautanäyttö visualisoi primääriparametrejä (virtaus, lämpötila ja johtokyky) tuloputkessa:
- Paine syöttöpumpussa (bar)
- Johtokyky tuloputkessa (µS/cm)
- Virtaus (l/min)
- Virtausnopeus (m/s)
- Lämpötila tuloputkessa ennen lämmönvaihdinta (°C)
- Lämpötila tuloputkessa lämmönvaihtimen jälkeen (°C)
Toinen kojelautanäyttö kertoo lisää yksityiskohtia virtauksesta.
- Prosessipaine syöttöpumpussa (bar)
- Pumpun paineen ja virtauksen vertailu viivadiagrammina
- DP2200:n tulosignaalin raaka-arvo (mA)
- Analogisen virta-arvon perusteella laskettu virtaus (l/min)
- Virtauksen perusteella laskettu virtausnopeus (m/s)
Analyysi
Analyysitoiminnon avulla käyttäjä voi analysoida säiliön pinnankorkeutta yksityiskohtaisesti. Pinnankorkeusarvot tallennetaan pysyvästi, ja ne voidaan tarkistaa päivien, viikkojen tai kuukausien kuluttua. Tällä tavalla voidaan vetää johtopäätöksiä esimerkiksi vuodoista.
- Paine syöttöpumpussa (bar)
- Virtaus l/min
Lasketut arvot:
Lisäksi seuraavat arvot lasketaan tilavuusvirtauksen perusteella.
Virtaus (l/min)
Analogia-anturin alku- ja loppuarvot määriteltiin datalehden avulla:
- Alkuarvo 4 mA = 0 l/min
- Loppuarvo 20 mA = 200 l/min
Tästä seuraa 12,5 l/min valenssi per milliampeeri.
Tätä arvoa (12,5 l/min) käytetään nyt kertoimena laskutoimituksissa.
- Virta-arvo (mA)
- Kerroin 12,5 l/min per mA
- Offset -4 muunnokselle mittausalueesta 4...20 mA => 0...16 mA
- Kerroin virta-arvolla
- Laskentatulos (l/min)
Muunnos virtaus (l/min) => virtausnopeus (m/s)
Virtausnopeus on pesuprosessin onnistumisen kannalta määräävä parametri; tämä arvo voidaan määritellä mitatun virtauksen ja putken vakioläpileikkauspinta-alan perusteella.
V = nopeus metreinä sekunneissa [m/]
Q = virtaus kuutiometreinä sekunnissa [m³/s]
m²A = läpileikkauspinta-ala neliömetreinä [m²]
Esimerkki 0,02 m putkisäteellä ja 200 l/min virtauksella:
- Virtaus (l/min)
- Kerroin muunnokselle l/min => m³/s (1 min = 60 s, 1000 l = 1 m³)
- Putkiston vakiosäde metreinä
- Vakio pii (3,1415)
- Virtaus (l/min) / 60000 = virtaus (m³/s)
- Säteen neliö (r²)
- Pii x r² = läpileikkauspinta-ala (m²)
- Virtaus (m³/s) / läpileikkauspinta-ala (m²)
- Laskutoimituksen tulos (m/s)
