Szerszámgépek sűrítettlevegő-felügyelete, mint az energiahatékonysági intézkedések alapja
A sűrítettlevegő-költségek áttekintése
A szerszámgépek gyártási folyamataihoz mindig szükség van sűrített levegőre. Az érzékelőgyártás során a végtermékek előállításához szükséges eszközök széles skálája házon belül kerül legyártásra. Ezek a folyamatok gyakran szerszámgépben zajlanak. Jelenleg helykitöltők kerülnek gyártásra az öntési folyamathoz. A helykitöltőket a szerszámgépben egy fémtömbből marják ki.
A szerszámgép gyártási folyamatához sűrített levegőre van szükség:
- Sűrített levegőre, mely ún. „zárólevegőként” a túlnyomás segítségével lezár egy üreget.
- Sűrített levegőre a mechanikai folyamatokhoz a szerszámcsere során
- „Öblítőlevegőként” a szerszámok tisztításához szerszámcsere előtt és után.
- „Öblítőlevegőként” a gyártott alkatrészek forgácsának eltávolítására, amikor azok eltávolításra kerülnek a szerszámgépből.
- Sűrített levegőre a szerszámok hűtéséhez az érzékeny műanyag alkatrészeken, amelyek nem érintkezhetnek hűtő-kenőanyaggal
A sűrített levegő előállítása nem elhanyagolható költségtényező a gyártás területén. Az energiatakarékossági intézkedésekkel kapcsolatos megfontolások ezért nagyon ésszerűek.
A kiindulási helyzet
Sűrített levegő kijelzése állapotfüggő mennyiség- és költségnyilvántartás nélkül
A standard változatban minden szerszámgép általános kijelző műszereket kínál a különböző üzemállapotok állapotkijelzésére. A felügyeletbe nem integrálták a sűrítettlevegő-fogyasztás folyamatadatait a kapcsolódó költségnyilvántartással összefüggésben.
Kiértékelés az energiagazdálkodás és energiahatékonysági intézkedések értelmében nem lehetséges.
- Milyen sűrítettlevegő-költségek merülnek fel a gép állapotától függően?
- Hol lehet költségeket és energiát megtakarítani?
Ezek a kérdések megfelelő adatalap nélkül mindeddig megválaszolatlanok maradtak.
A projekt célja
A sűrítettlevegő-költségek értékelése az energiatakarékossági intézkedésekhez
- A szerszámgép energiahatékony üzemeltetése
- A különböző sűrítettlevegő-költségek kiszámítása az energiatakarékossági intézkedések értékeléséhez és megszervezéséhez.
- A szivárgások okozta, a készenléti üzemben felmerülő felesleges költségek azonosítása és láthatóvá tétele.
- Az energia- és üzemi költségek csökkentése a „Green Factory“ cél eléréséhez.
A megvalósítás
Sűrítettlevegő-felügyelet a moneo RTM segítségével
A moneo RTM központilag kerül telepítésre egy szerverre.
Az ifm az automatizálási komponensek széles palettáját kínálja. Ehhez az alkalmazáshoz egy-egy SD6500 sűrítettlevegő-fogyasztásmérő került telepítésre a szerszámgép sűrítettlevegő-ellátásánál és a sűrítettlevegő-pisztoly előtt.
Az érzékelők adatai a moneo RTM számára egy AL1350-es sorozatú IO-Link masteren keresztül állnak rendelkezésre. Az IO-Link master egy belső VLAN-on keresztül kapcsolódik a szerverhez.
Az adatfelügyelet, a határértékek kezelése és a számítások a moneo RTM segítségével történnek.
A siker
Az energiatakarékossági potenciált láthatóvá téve a moneo RTM segítségével
Az áramlási értékek adatrögzítése, megjelenítése és számítása a moneo RTM segítségével képezi az alapját a különböző sűrítettlevegő-költségek kiszámításának.
Ezekkel az adatokkal lehetővé válik az energiatakarékossági intézkedések célzott értékelése és szervezése. A készenléti üzemmódban felmerülő felesleges költségek azonosíthatók, és a szerszámgép energiahatékonyabban üzemeltethető a felesleges sűrített levegő pazarlása nélkül.
Az energia- és működési költségek csökkenthetők a „Green Factory“ célkitűzéssel.
A rendszer felépítése
- Sűrítettlevegő-fogyasztásmérő az SD6500 szerszámgép tápvezetékében
- Sűrítettlevegő-fogyasztásmérő az SD6500 sűrítettlevegő-pisztoly tápvezetékében
- IO-Link master AL1350
Kapcsolási rajz
- Sűrítettlevegő-fogyasztásmérő az SD6500 szerszámgép tápvezetékében
- Sűrítettlevegő-fogyasztásmérő az SD6500 sűrítettlevegő-pisztoly tápvezetékében
- IO-Link master AL1350
Vezérlőpult
Kapjon áttekintést a moneo vezérlőpulton keresztül. A vezérlőpult áttekintést nyújt a felhasználónak a berendezés összes releváns folyamatértékéről.
- Aktuális teljes sűrítettlevegő-fogyasztás CDS** (m³/h)*
- Aktuális nyomás (bar)
- Sűrítettlevegő-összfogyasztás összesítő CDS** (m³)*
- Aktuális sűrítettlevegő-energiaköltség CDS** (€/h)*
- Sűrítettlevegő-összköltség CDS** (€)*
- Gép üzemi állapota „BE” CDS** (On/Off)
- Gép üzemi állapota „Készenlét” CDS** (On/Off)
- Gép üzemi állapota „KI” CDS** (On/Off)
A „Sűrített levegő” vezérlőpulton a felhasználó egy pillantással láthatja a berendezés összes releváns sűrítettlevegő-folyamatértékét.
- Gép aktuális sűrítettlevegő-fogyasztása (m³/h)
- Gép aktuális nyomás (bar)
- Aktuális sűrítettlevegő-hőmérséklet (°C)
- Gép sűrítettlevegő-fogyasztás (m³)*
- Gép sűrítettlevegő-költség (€)*
- Sűrített levegős pisztoly aktuális sűrítettlevegő-fogyasztás (m³/h)
- Sűrített levegős pisztoly aktuális nyomás (bar)
- Sűrített levegős pisztoly aktuális sűrítettlevegő-hőmérséklet (°C)
- Sűrített levegős pisztoly sűrítettlevegő-fogyasztás (m³)*
- Sűrített levegős pisztoly sűrítettlevegő-költség CDS** (€)*
- Aktuális teljes sűrítettlevegő-fogyasztás CDS** (m³/h)*
- Sűrítettlevegő-összfogyasztás összesítő CDS** (m³)*
- Aktuális sűrítettlevegő-energiaköltség CDS** (€/h)*
- Sűrítettlevegő-összköltség CDS** (€)*
A „Gépállapot” vezérlőpulton a felhasználó láthatja a gép aktuális üzemi állapotát és a múltbeli futásidőt az adott állapotban.
- Gép üzemi állapota „BE” CDS** (On/Off)
- Gép üzemi állapota „Készenlét” CDS** (On/Off)
- Gép üzemi állapota „KI” CDS** (On/Off)
- Gép futásidő „BE“ CDS** (h)*
- Gép futásidő „Készenlét“ CDS** (h)*
- Gép futásidő „KI“ CDS** (h)*
A „Folyamatoptimalizálás” vezérlőpulton a felhasználó a gép üzemi állapotától függően látja a felhasznált energiát. Az így szerzett ismeretek felhasználhatók az energiaigény optimalizálására.
- Sűrítettlevegő-összköltség CDS** (€)*
- Gép sűrítettlevegő-költség CDS** (€)*
- Gép sűrítettlevegő-költség készenléti állapotban CDS** (€)*
* A számlálás az érzékelő üzembe helyezésével indult. Az alaphelyzetbe állítás elvégezhető magán az érzékelőn keresztül vagy a moneo configure segítségével.
** FIGYELEM! A visszaállítás az összes korábban kiszámított értéket is visszaállítja! A CDS (Calculated Data Source) a moneo Data Flow Modeler segítségével számított értéket jelenti
Elemzés
Az elemzés funkcióval további részletek tekinthetők meg. A képernyőképen látható, hogy a sűrített levegő áramlási értéke alapján milyen egyszerűen érzékelhető a szerszámgép üzemi állapota.
- Gép üzemi állapot „KI“ (0 m³/h)***
- Gép üzemi állapot „Készenlét“ (kb. 19 m³/h)***
- Gép üzemi állapot „BE“ (>20 m³/h)***
*** Az alkalmazástól függően egyedileg kell meghatározni
Beállítások és szabályok: Határértékek kezelése
Task & Tickets
Egy meghatározott határérték túllépése vagy el nem érése esetén a megfelelő folyamatértékhez egy ticket kerül megnyitásra. A következőkben a nyomásérték határértékének túllépését a piros jelzőlámpás műszer és a megjelenő felugró riasztási üzenet alapján lehet felismerni.
A ticket-et az illetékes munkatárs átveheti és feldolgozhatja. A megjegyzés funkcióval közvetlenül dokumentálhatók a végrehajtott intézkedések és a megoldások leírása. Ehhez a következő értesítési lehetőségek állnak rendelkezésre:
- SAP integráció
Calculated Values: számított értékek
Az érzékelők folyamatértékei mellett a moneo-ban ebből számos további információ is kiszámítható. A „Data Flow Modeler” lehetővé teszi a felhasználó által meghatározott számított értékek létrehozását, például az érzékelők adatforrásainak adatáramlási modellben történő kombinálásával és számításával.
A teljes sűrítettlevegő-fogyasztás kiszámítása:
- Az SD6500 sűrítettlevegő-fogyasztásmérő összesítője a szerszámgép előtt (m³)
- Az SD6500 sűrítettlevegő-fogyasztásmérő összesítője a sűrített levegős pisztoly előtt (m³)
- „Összeadás” funkcióblokk – A teljes sűrítettlevegő-fogyasztás kiszámítása
- Összfogyasztás eredmény (m³)
A szerszámgép sűrítettlevegő-költségeinek kiszámítása:
- Az SD6500 sűrítettlevegő-fogyasztásmérő összesítője a szerszámgép előtt (m³)
- 1m³ sűrített levegő energiaára – Az alkalmazástól függően egyedileg kell meghatározni (€/cent)
- „100” állandó a centről euróra történő átváltásnál
- „Osztás” funkcióblokk – Átváltás centről euróra
- „Szorzás” funkcióblokk – Az energiaköltségek kiszámítása
- „Kerekítés” funkcióblokk – Az energiaköltségek két tizedesjegyre történő kerekítése
- A szerszámgép sűrítettlevegő-költségei – eredmény (€)
A szerszámgép „BE” üzemi állapotának meghatározása:
- Az SD6500 sűrítettlevegő-fogyasztásmérő átfolyásértéke (m³/h)
- „20” állandó a BE üzemi állapot meghatározásához – Alkalmazástól függően egyedileg kell meghatározni (m³/h)
- „Összehasonlítás” funkcióblokk – A kimenet igaz, amint A nagyobb, mint B
- „Boolean to double” – A Boole-érték numerikus értékké alakítása: Igaz = 1 / Hamis = 0
- Szerszámgép üzemi állapota eredmény = BE (Igaz = 1 / Hamis = 0)
A szerszámgép „KI” üzemi állapotának meghatározása:
- Az SD6500 sűrítettlevegő-fogyasztásmérő átfolyásértéke (m³/h)
- „1” állandó a KI üzemi állapot meghatározásához – Alkalmazástól függően egyedileg kell meghatározni (m³/h)
- „Összehasonlítás” funkcióblokk – A kimenet igaz, amint A kisebb, mint B
- „Boolean to double” – A Boole-érték numerikus értékké alakítása: Igaz = 1 / Hamis = 0
- Szerszámgép üzemi állapota eredmény = KI (Igaz = 1 / Hamis = 0)
A szerszámgép „Készenlét” üzemi állapotának meghatározása:
- Az SD6500 sűrítettlevegő-fogyasztásmérő átfolyásértéke (m³/h)
- „1” állandó a KI üzemi állapot meghatározásához – Alkalmazástól függően egyedileg kell meghatározni (m³/h)
- „20” állandó a BE üzemi állapot meghatározásához – Alkalmazástól függően egyedileg kell meghatározni (m³/h)
- „Összehasonlítás” funkcióblokk – A kimenet igaz, amint A nagyobb, mint B
- „Összehasonlítás” funkcióblokk – A kimenet igaz, amint A kisebb, mint B
- „And” funkcióblokk – A kimenet igaz, amint A és B igaz
- „Boolean to double” – A Boole-érték numerikus értékké alakítása: Igaz = 1 / Hamis = 0
- Szerszámgép üzemi állapota eredmény = KI (Igaz = 1 / Hamis = 0)
A szerszámgép termelési idejének kiszámítása:
- Szerszámgép számított BE üzemi állapota (Igaz = 1 / Hamis = 0)
- „Double to Boolean” – Egy numerikus érték átalakítása Boole-értékké 1 = Igaz / 0 = Hamis
- „Időszámláló” – Számol, amint a trigger bemenetnél 1=Igaz áll fenn
- „Kerekítés” funkcióblokk – A számláló értékének két tizedesjegyre történő kerekítése
- A szerszámgép idő eredménye BE üzemi állapotban (h)
A készenléti energiaköltségek kiszámítása:
- A szerszámgép készenléti idejének számított értéke (h)
- „19” állandó A gép átlagos fogyasztási értéke készenléti állapotban – Alkalmazástól függően egyedileg kell meghatározni (m³/h)
- 1m³ sűrített levegő energiaára – Az alkalmazástól függően egyedileg kell meghatározni (€/cent)
- „100” állandó a centről euróra történő átváltásnál
- „Osztás” funkcióblokk – Átváltás centről euróra
- „Szorzás” funkcióblokk – Az átlagos energiaköltségek kiszámítása készenléti állapotban
- „Szorzás” funkcióblokk – Az energiaköltségek kiszámítása
- „Kerekítés” funkcióblokk – Az energiaköltségek két tizedesjegyre történő kerekítése
- A szerszámgép sűrítettlevegő-költségei – eredmény készenléti állapotban (€)