De centrale afzuiginstallatie van een productiehal bevat meerdere ventilatoren. Het ventilatorvermogen is doorslaggevend voor de kwaliteit van de afzuiging in de complete productiehal.
In verschillende productieprocessen is afvoer van lucht nodig om soldeerdampen af te zuigen, afzuigen van dampen van de laserinstallaties en daarmee het garanderen van de beschikbaarheid van de machine en het complete productieproces erna. De organisatie van een behoefte-gebaseerd onderhoud is daarom onontbeerlijk.
Om dat te realiseren, wordt bij een van de ventilatoren, als aanvulling op de reeds geïntegreerde trillingsbewaking, het stroomverbruik van alle drie fasen gemonitoord. Het meten van het faseverschillen biedt extra informatie over de toestand van de ventilatormotor.
Uitval van de compressor bij deze installatie heeft grote gevolgen:
Dat resulteert in het ergste geval tot een totale uitval van de complete productieafdeling.
De trillingsbewaking op de ventilator en de dataverbinding daarvan met de moneo software levert reeds informatie om mogelijk opkomende schade op te sporen.
Voor een alles omvattende beoordeling ontbreekt aanvullende data over de elektrische toestand van de ventilator en de voorgeschakelde frequentieomvormer.
Het doel is, een uitgebreide monitoring van de functionaliteit van de ventilator:
moneo|RTM is centraal op een server geïnstalleerd. De IO-Link-masters zijn via een interne VLAN verbonden met de server.
ifm beschikt over een breed portfolio automatiseringscomponenten. Voor deze toepassing zijn drie stroomomvormers ZJF055 en de IO-Link-ingangs-/uitgangsmodule AL2605 gekozen.
De stroomomvormers omsluiten alle voedingskabels van de drie wisselstroomfasen U/V/W tussen frequentieomvormer en de aansluitklemmen op de ventilator. De meetwaarden van de omvormers zijn beschikbaar als een 4...20mA analoog signaal op de signaaluitgangen. Deze waarden worden via de AL2605 omgezet van een 4...20mA signaal naar IO-Link.
Via een IO-Link master van de AL1352-serie worden de gegevens doorgegeven aan moneo|RTM.
De waarden van het stroomverbruik van de drie voedingskabels U/V/W moeten worden gemeten met behulp van drie stroomomvormers.
Om zinvolle proceswaarden te verkrijgen, moet de meetwaarde van de stroomomvormer worden omgezet in de werkelijke stroomwaarde (4 mA ≙ 0 A, 20 mA ≙ 50 A) van de omvormer. Dit gebeurt in moneo|RTM via de functie "Berekende waarden" (Calculated values).
De volgende elektrische en mechanische schadepatronen zijn vast te leggen:
Uit de vastgestelde stroomwaarden:
Dankzij de uitgebreide dataregistratie zijn beginnende storingen in een vroeg stadium te herkennen. Onderhoudswerkzaamheden kunnen zodoende naar behoefte worden gepland en uitgevoerd. Daarmee wordt de procesveiligheid van de gehele installatie met een doorslaggevende factor vergroot.
Uit de stroomwaarden zijn conclusies te trekken over eventuele aanwezige kortsluitingen bij de motorwikkeling, aanloopproblemen van draaiende componenten en storingen in de frequentieomvormer.
Bekijk het overzicht in het moneo dashboard
In het dashboard krijgt de gebruiker een overzicht van de relevante proceswaarden voor deze installatie.
Via de analysefunctie kan de gebruiker toegang krijgen tot de historische data en verschillende proceswaarden met elkaar vergelijken. Het schema toont de stroomwaarden van U, V en W in mA.
Hier is goed te zien dat er in de opstartfase ① een overshoot is, terwijl tijdens normaal bedrijf ② de stroomwaarden zich stabiliseren. In het uitschakelmoment ③ ontstaat een kleine piekwaarde als gevolg van de inducties in de motor.
De zogenaamde stroomonbalans mag bij driefase machines niet meer dan 10% bedragen. Voor elke verschilwaarde wordt een alarm gecreëerd bij een waarde ≥10%.
Een waarschuwingsgrenswaarde wordt niet bewaakt, omdat de tolerantieband tot maximaal 10% mag worden gebruikt wanneer de ventilatormotor opstart of er plotselinge lastwisselingen optreden.
Via deze functie kan eenvoudig worden gedefinieerd wat na activering van een waarschuwing of een alarm moet gebeuren, bijv.:
Voor applicaties die onderhoud vereisen, is het raadzaam de onderhoudsbeurt vooraf te plannen.
Met behulp van de berekende waarden is procesdata verder te verwerken. In deze use case worden verschillende verdere verwerkingen uitgevoerd:
In deze use case worden alle 3 fasen van de aandrijfmotor bewaakt, wat betekent dat de berekening meerdere malen moet worden uitgevoerd.
De gebruikte stroomomvormer levert een analoog signaal van 4...20 mA, dit eerst moet worden omgezet in een proceswaarde in mA. Dit moet gebeuren voor alle 3 fasen.
Motorstroom = (AIN-4.000) * ((AEP-ASP)/(16.000)) + ASP
Om de stroomonbalans te berekenen, moet eerst de verschilstroom tussen de afzonderlijke fasen (U-V, V-W en W-U) worden berekend.
∆Motorstroom = motorstroom U - motorstroom V
Om achteraf de stroomonbalans in % te kunnen specificeren, moet eerst een basis van 100% worden gecreëerd, waarvoor de gemiddelde waarde van de 3 fasen wordt bepaald.
Average Current = (Motor Current U + Motor Current V + Motor Current W)/3
De stroomonbalans in percentage wordt berekend uit de stroomverschillen (U-V, V-W en W-U) en de gemiddelde stroom van alle drie fasen. Deze waarde is vereist voor het instellen van de grenswaarden voor deze use case.
Current Asymmetry = (∆Motor Current)/(Average Current) * 100%