Hidraulikus rendszer hidropneumatikus akkumulátorának felügyelete a moneo RTM segítségével
Use Case
A hidropneumatikus akkumulátorok a membránakkumulátorokkal, dugattyús akkumulátorokkal és rugós akkumulátorokkal együtt az úgynevezett hidraulikus akkumulátorok közé tartoznak. A hidraulikus rendszer működéséhez a hidropneumatikus akkumulátor biztosítja a térfogatkiegyenlítést, az energiatárolást és csillapítja a pulzálást, ill. a nyomáslöketet.
A moneo RTM segítségével a hidraulikus rendszer hidropneumatikus akkumulátorának felügyelete könnyen megvalósítható. A ballon esetleges megrepedése vagy kiszakadása korai szakaszban észlelhető, és ezáltal megelőzhető a hidraulikus rendszer hirtelen leállása.
A kiindulási helyzet
Eddig a hidropneumatikus akkumulátor felügyelete nem valósult meg. A karbantartásra meghatározott időközönként került sor. A ballon fáradási élettartamáról szintén nem állnak még rendelkezésre információk. A már beépített nyomás- és hőmérséklet-érzékelők adatai általában nem kerülnek további elemzésre és megfigyelésre.
Így a hidropneumatikus akkumulátor meghibásodása egyáltalán nem vagy túl későn kerül felismerésre. Ez viszont a rendszer más alkatrészeinek károsodását okozhatja. Ha a hidropneumatikus akkumulátor általi térfogatkiegyenlítés már nem működik, az a hidraulikaszivattyú fokozott terheléséhez vezet, és így a megfelelő nyomási energia biztosítása már nem biztosított.
A projekt célja
Az ifm által szabadalmaztatott állapotfelügyelet ezen alkalmazáshoz hozzájárul a karbantartás optimalizálásához és a küszöbön álló ballonszakadás korai felismeréséhez.
Ahhoz, hogy azt időben észlelni lehessen, fontos a hidropneumatikus akkumulátor fontos paramétereinek, például a töltési és ürítési műveletek számának felügyelete. A riasztás egy meghatározandó határérték túllépésekor lép életbe.
A ballon aktuális állapota a hidropneumatikus akkumulátor különböző helyein a felületi hőmérséklet folyamatos mérésével is érzékelhető, és a ballon esetleges kiszakadása/repedése időben észlelhető.
A megvalósítás
A hidropneumatikus akkumulátor állapotfelügyelete a már beépített érzékelők használatával válik lehetővé, és mind az adatok megjelenítése, mind a határértékek kezelése a moneo RTM-ben valósul meg. A hőmérséklet mérésére szolgáló további kontaktérzékelők a rendszerbe való közvetlen beavatkozás nélkül telepíthetők. A moneo RTM egy belső szerveren van telepítve. Minden érzékelőérték az IO-Link masteren keresztül jut el a belső VLAN rendszerbe és a moneo-ba.
A siker
A moneo segítségével lehetővé vált az állapotorientált karbantartás megszervezése és a hidraulikarendszer folyamatképességének megőrzése. A moneo RTM átveszi a feladatot
- Az összes mérési érték megjelenítése egy vezérlőpulton keresztül
- A hőmérséklet-érzékelők közötti hőmérséklet-különbség kiszámítása
- A ballon feltöltési és kiürítési folyamatainak számolása
- Határérték-kezelés
- Riasztás ticket-en, e-mailben és SFI-n keresztül
- A ballonszakadások időben történő felismerése
- Optimalizálás az idővezérelt karbantartástól az állapotorientált karbantartásig
- Folyamatértékek felügyelete MI-módszerekkel
A rendszer felépítése
- Rendszernyomás nyomásérzékelő
- Hidraulikus rendszer hőmérséklet-érzékelő
- Akkumulátor hőmérséklet-érzékelő
- Ballon hőmérséklet-érzékelő
- IO-Link master
Vezérlőpult
A vezérlőpulton a hidropneumatikus akkumulátor összes releváns adata áttekinthetően megjeleníthető.
- Hőmérséklet-különbség ③ és ④
- Hőmérséklet-különbség ④ és ⑤
- Ballon felületi hőmérséklet
- Akkumulátor felületi hőmérséklet
- Hidraulika felületi hőmérséklet
- Feltételes riasztás a ballonhőmérséklethez
- Rendszernyomás
- Ballon terhelésváltozás
Statikus határértékek
A statikus határértékek két számított értékkel kerülnek felügyeletre (a részletekért lásd a Számított értékek c. szakaszt).
Egyrészt a terhelésváltozások száma kerül felügyeletre, amely egy számított értéken keresztül kerül meghatározásra. Az erre vonatkozó határérték a gyártói adatlapban található meg.
Másrészt a számított értékek segítségével egy két mérési értékből álló feltétel kerül ellenőrzésre:
- Ballon hőmérséklet > 30°C
ÉS
- Ballon és akkumulátor közti hőmérséklet-különbség < 2 K
Csak mindkét feltétel bekövetkezése esetén feltételezhető nagy valószínűséggel a ballon kiszakadása, és riasztás lép életbe.
Dinamikus határértékek (SmartLimitWatcher)
A dinamikus határértékek (SmartLimitWatcher) információt nyújtanak a ballon működési állapotáról. Ehhez a rendszernyomás mint célváltozó kerül figyelésre. A dinamikus határértékek kiszámításához a következő segédváltozók kerülnek alkalmazásra:
- Ballon hőmérséklet
- Akkumulátor hőmérséklet
- Hidraulika hőmérséklet
- Szivattyú fordulatszám állapotindikátorként
- A szivattyú rezgési értékei
Jegyfeldolgozási szabályok
Ezzel a funkcióval könnyen meghatározható, hogy mi történjen egy figyelmeztetés vagy riasztás kiváltása után, pl.:
- E-mail-es értesítés
- SAP-integráció
Az olyan alkalmazások esetében, ahol pl. utántöltési folyamatokra van szükség, kínálkozik az utántöltési folyamat optimalizálásának lehetősége. Ez lehet pl. e-mailben történő tájékoztatás a termelési ellátás címzettjeinek meghatározott csoportja számára, amint a tartály töltési szintje egy meghatározott érték alá csökken, az újratöltési folyamat elindítása érdekében.
Calculated Values: számított értékek
A számított értékekkel további információk generálhatók a mérési értékekből.
Hólyag feltételes riasztás
A következő folyamat során két mérési érték kerül összehasonlításra. Csak ha a feltétel mindkét mért érték esetében teljesül, akkor kerül a kimeneten „1” kiadásra, egyébként „0”.
- Ballon hőmérséklet
- Állandó összehasonlítási értékként a ballon hőmérsékletéhez
- A ballon és az akkumulátor közötti hőmérséklet-különbség
- Állandó összehasonlítási értékként a hőmérséklet-különbséghez
- Összehasonlítás, ① nagyobb, mint ②
- Összehasonlítás, ③ kisebb, mint ④
- ÉS-művelet az ⑤ és ⑥ összehasonlítások között
- Bináris érték numerikus értékké alakítása
- Eredmény kimenet (0 = a feltételek nem teljesültek, 1 = mindkét feltétel teljesült)
Egy ballon terhelésváltozásainak számolása
A következő folyamat során egy ballon terhelésváltozásai kerülnek számolásra. Ezek a ballon elhasználódását jelzik. Ebből a célból a rendszernyomás felügyelet alatt áll, és összehasonlításra kerül egy minimális és egy maximális értékkel. A maximális nyomás túllépésekor a számláló növekszik, és a további növekmény addig blokkolásra kerül, amíg a rendszernyomás egyszer a minimális nyomás alá nem csökken.
- Rendszernyomás
- Minimális nyomás állandó
- Maximális nyomás állandó
- Rendszernyomás nagyobb, mint a maximális nyomás - összehasonlítás
- Rendszernyomás kisebb, mint a minimális nyomás - összehasonlítás
- RS flip-flop
- Darabszámláló
- Kimeneti számérték
