- moneo: IIoT 플랫폼
- Use cases
moneo|RTM를 사용한 CIP 설비의 관류량 모니터링
식음료 산업계의 세척 프로세스 컨트롤
우유와 같은 소비용 생물학적 물질을 처리할 때는 엄격한 위생이 중요합니다.완벽한 세척 결과를 위한 결정적인 요소 중 하나는 유량과 이에 따른 기계적 효과입니다.
초기 상황:
ifm은 자체 CIP 설비를 사용하여 실제 환경에서 프로세스 센서를 테스트했습니다. moneo가 도입되기 전에 이 설비는 아날로그 신호로 작동되었고 PLC를 통하여 제어되었습니다. 프로세스의 가시화는 설비의 HMI 현장에서만 가능했습니다. 모니터링은 아날로그 전류값 4...20 mA 시그널 값으로 제한되었습니다.
프로젝트의 목적:
기존 아날로그 유량 센서의 경우, IO-Link 마스터를 통해 moneo 시스템에 연결하면 또 다른 프로세스 분석 단계가 추가됩니다. 이렇게 하면 프로세스의 품질이 향상되고, 전체 프로세스에서 투명성이 생성됩니다.
구현:
moneo는 이미 서버 중앙에 설치되어 있고, moneo|RTM을 포함하여 필요한 모듈이 활성화되어 있습니다. IO-Link 마스터는 내부 VLAN을 통해 서버에 연결됩니다.
이미 설치된 Endess & Hauser의 아날로그 센서 (Promag 50)로 유량을 기록했습니다. 개조작업을 통해 IO-Link가 가능해졌습니다. (ifm Y 경로) 아날로그 시그널에 대한 평가 시스템 및 디스플레이 (DP2200)가 사용되었습니다. 아날로그 입력 4...20mA 입니다. 시그널이 디바이스를 통하여 추가로 루핑될 수 있으므로, 설비의 PLC에서 계속 사용 가능합니다. 따라서 설비 컨트롤에 영향을 주지 않고 손쉽게 통합될 수 있습니다.
결과:
- 데이터 기록의 투명성이 향상되어 최적화 가능성이 높아졌습니다.
- 설비 가동시간이 높아지므로 전체 프로세스가 개선되었습니다.
- 통합된 알람 관리를 통하여 변화하는 프로세스 파라메터에 신속하게 대응하므로 유지보수 최적화합니다.
- 모든 측정은 프로세스 및 제품 품질을 향상시킵니다.
- moneo|RTM은 세부화된 프로세스 가시화를 보장합니다.
결론:
기존 PLC 또는 소프트웨어의 변경이나 개입 없이 설비가 성공적으로 디지털화되었습니다.
대시보드
moneo 대시보드는 사용자에게 이 설비에 대한 관련 프로세스 값 개요를 제공합니다. 다음 대시보드는 유입구의 기본 파라메터 (유량, 온도 및 전도도)를 가시화합니다.
- 공급펌프 압력 (bar)
- 유입구 전도도 (µS/cm)
- 유량 (L/min)
- 유량 속도 (m/s)
- 열 교환기 이전의 유입구 온도 (°C)
- 열교환기 이후 유입구 온도(°C)
다른 대시보드에서는 유량에 대한 상세정보가 표시됩니다.
- 공급펌프의 현재 압력 (bar)
- 라인 다이어그램에서 펌프 압력과 유량 비교
- DP2200 입력 신호의 raw 값 (mA)
- 아날로그 전류 값에서 계산된 관류량 (L/min)
- 유량에서 계산된 유속 (m/s)
분석
사용자는 분석 기능을 통하여 탱크 레벨을 자세히 분석할 수 있습니다. 레벨 값은 영구적으로 기록되며 며칠, 몇주 또는 몇개월 후에도 확인이 가능합니다. 예를 들어, 이러한 방식으로 누수에 관련된 결론이 도출될 수 있습니다.
- 공급펌프 압력 (bar)
- 유량 (L/min)
계산된 값:
다음 값은 관류량을 기반으로 추가 계산됩니다.
현재 유량 (L/min)
아날로그 센서의 시작 및 중지값은 데이터시트를 사용하여 결정되었습니다:
- 시작값 4mA = 0 L/min
- 중지값 20mA = 200 L/min
그 결과, 12.5L/min의 밀리암페어당 값이 생성됩니다.
밀리암페어당 12.5L/min가 이제 계산의 계수로 사용됩니다.
- 현재 전류값 (mA)
- 밀리암페어당 계수 12.5 l/min
- 4...20mA에서 0...16mA로 변환하기 위한 오프셋 -4
- 전류값의 곱하기 계수
- 계산 결과 (L/min)
유량 (L/min)에서 속도 (m/s)로 변환
유속은 세척 프로세스의 성공을 위한 결정적인 파라메터입니다. 이 값은 현재 유량과 파이프의 일정한 단면적을 기반으로 결정될 수 있습니다.
V = 초당 미터의 속도 [m/s]
Q = 초당 입방미터의 유량 [m³/s]
A = 평방미터의 단면적 [m²]
파이프 반경이 0.02m이고 유량이 200L/min인 사례:
- 현재 유량 (L/min)
- L/min을 m³/s로 변환하는 계수 (1분 = 60초, 1,000리터 = 1m³)
- 파이프라인의 일정한 반경 (m)
- 상수 Pi (3.1415)
- 유량 L/min을 60,000으로 나누어 제공된 m³/s 단위의 유량값
- 반경 제곱 (r²)
- r²에 Pi를 곱해서 나온 제곱미터 단위의 단면적
- m³/s 유량을 단면적 (m²)으로 나눈값
- 계산 결과 (m/s)
