L’impianto di aspirazione centrale di uno stabilimento di produzione è dotato di diversi ventilatori. La potenza del ventilatore è determinante per la qualità dell'aspirazione nell'intero stabilimento di produzione.
Un sistema di aspirazione dell'aria è necessario in diversi processi produttivi; viene utilizzato per estrarre i vapori di saldatura e del marcatore laser e per garantire la disponibilità della macchina e quindi dell'intero processo produttivo. L'organizzazione di una manutenzione basata sulla condizione è quindi essenziale.
A tal fine, su uno dei ventilatori vengono rilevati i valori di corrente di tutte e tre le fasi, oltre al monitoraggio delle vibrazioni già integrato. La misurazione della differenza degli assorbimenti nelle 3 fasi fornisce ulteriori informazioni sulle condizioni del motore del ventilatore.
Un guasto al compressore in questo impianto ha conseguenze di vasta portata:
Nel peggiore dei casi, questo porta ad un fermo totale dell'intera area di produzione.
Il monitoraggio delle vibrazioni del ventilatore e la sua connessione dati a moneo forniscono già informazioni per individuare eventuali danni.
Per un quadro di valutazione completo, mancano i dati aggiuntivi sulle condizioni elettriche del ventilatore e del convertitore di frequenza a monte.
L'obiettivo è quello di realizzare un monitoraggio completo della funzionalità del ventilatore:
moneo|RTM è stato installato centralmente su un server. I master IO-Link sono stati collegati al server tramite una VLAN interna.
ifm offre un'ampia gamma di componenti di automazione. Per questa applicazione sono stati scelti tre trasformatori di corrente ZJF055 e il modulo di ingresso/uscita IO-Link AL2605.
I trasformatori di corrente vengono installati su tutte le linee di alimentazione delle tre fasi CA U/V/W tra il convertitore di frequenza e i morsetti di collegamento sul ventilatore. I valori misurati dai trasduttori sono disponibili come segnale analogico 4...20 mA sulle uscite di segnale. Questi segnali analogici 4...20mA vengono convertiti in valori IO-Link tramite il modulo AL2605.
I dati vengono forniti a moneo|RTM tramite un master IO-Link AL1352.
I valori dell'assorbimento di corrente delle tre linee di alimentazione U/V/W saranno misurati con l'aiuto di tre trasformatori di corrente.
Per ottenere valori di processo significativi, il valore misurato del trasformatore di corrente deve essere scalato nel valore di corrente effettivo (4 mA ≙ 0 A, 20 mA ≙ 50 A) del trasformatore. Questa operazione viene eseguita in moneo|RTM tramite la funzione "Valori calcolati” (Calculated values).
È possibile rilevare i seguenti andamenti tipici dei seguenti danni elettrici o meccanici:
Dai valori di corrente determinati viene:
Grazie alla registrazione completa dei dati, è possibile individuare tempestivamente imminenti anomalie. Gli interventi di manutenzione possono quindi essere programmati ed eseguiti secondo le necessità. Questo aggiunge un fattore decisivo all'affidabilità del processo dell'intero impianto.
I valori di corrente consentono di trarre conclusioni su eventuali cortocircuiti sull'avvolgimento del motore, sulla lentezza dei componenti rotanti e sulle anomalie del convertitore di frequenza.
Ottieni un quadro generale nella dashboard moneo
La dashboard fornisce all'utente una panoramica dei valori di processo rilevanti per questo impianto.
La funzione di analisi permette all'utente di accedere ai dati storici e confrontare diversi valori di processo. Il diagramma mostra i valori di corrente di U, V e W in mA.
È facile notare che nella fase di avvio ① si verifica un picco, mentre nel funzionamento normale ② il valore della corrente si stabilizza. Nel momento di spegnimento ③ si verifica un piccolo picco dovuto alle induttanze del motore.
L'assimetria di corrente non deve superare il 10% per le macchine trifase. Per ogni valore di differenza, viene creato un allarme per il valore ≥10%.
Il monitoraggio di una soglia di avviso non viene applicato poiché la banda di tolleranza fino al 10% può essere utilizzata quando il motore del ventilatore si avvia o si verificano improvvisi cambiamenti di carico.
Questa funzione può essere usata per definire facilmente cosa dovrebbe accadere dopo che un avviso o un allarme è stato attivato, ad esempio:
Per le applicazioni che richiedono attività di manutenzione, è consigliabile pianificare in anticipo tale intervento di manutenzione.
I dati di processo possono essere ulteriormente elaborati attraverso i valori calcolati. In questo Use Case vengono eseguite diverse operazioni di elaborazione:
In questo Use Case vengono monitorate tutte e 3 le fasi del motore di azionamento, il che significa che alcuni valori calcolati devono essere creati più volte.
Il trasformatore di corrente utilizzato fornisce un segnale analogico di 4...20 mA che deve essere prima convertito nel reale assorbimento espresso in mA. Questa operazione deve essere eseguita per tutte e 3 le fasi.
Motor current = (AIN-4.000) * ((AEP-ASP)/(16.000)) + ASP
Per calcolare l’asimmetria di corrente, occorre innanzitutto calcolare la corrente differenziale tra le singole fasi (U-V, V-W e W-U).
∆Motor Current = Motor Current U - Motor Current V
Per poter specificare l'asimmetria di corrente a valle in %, è necessario creare prima una base del 100% per la quale viene determinato il valore medio delle 3 fasi.
Average Current = (Motor Current U + Motor Current V + Motor Current W)/3
L'asimmetria di corrente in percentuale viene calcolata dalle differenze di corrente (U-V, V-W e W-U) e dalla corrente media delle tre fasi. Questo valore è necessario per creare valori di soglia in questo Use Case.
Current Asymmetry = (∆Motor Current)/(Average Current) * 100%