moneo: IIoT platform
Brukstilfeller

Overvåking av luftfiltrene i produksjon med moneo RTM

Visualisering og analyse av filterforhold

Sentralventilasjonsanlegget hos ifm prover gmbh skal overvåkes. Dette inkluderer filtrene for lufttilførsel og avtrekk og filtrene til arbeidsstasjonens eksosanlegg i første etasje og første etasje. I prinsippet er filtre, forenklet sett, en motstand i et system. Fremmede partikler som ikke tilhører mediet tetter de åpne masker eller porer i filteret. Dette øker den totale motstanden. Av denne grunn avtar strømningshastigheten mens trykket forblir konstant. Ytelsen til systemet blir stadig mer svekket som et resultat. Dette kan bygges bro opp til et visst punkt ved å øke transporttrykket, noe som også øker energibehovet. Avhengig av den nødvendige filterytelsen, må det vurderes og avgjøres fra sak til sak når er det ideelle tidspunktet for å skifte filteret.

Brukstilfeller for filterovervåking i produksjonsprosessen:

Kvalitetssikring av produkt og prosess
Optimaliser energiforbruket
Vedlikeholdsorganisasjon
Oppfyll luftkvalitetskrav (fint støv, luftrenhet, avsugseffektivitet)

Utgangssituasjonen:

Vedlikehold av ventilasjonsfiltrene skjedde med faste tidsintervaller. Ingen sentral overvåking eksisterte, og ingen varsler (e-post, billett) ble utstedt når et filterbytte var nødvendig. Den nåværende tilstanden ble kun visualisert lokalt av en enhet på filteret. Som et resultat ble filteret enten skiftet ut for tidlig eller for sent. Dette medførte ekstra driftskostnader for filterbytte, deponering, energiforbruk og nedetider. En analyse, f.eks. å optimalisere feildeteksjon (filterbrudd, ikke installert filter, tilstopping) var ikke mulig på grunn av mangel på data. Potensial for forbedring ble identifisert i lagring av historiske data.

Mål med prosjektet:

Implementer en behovsdrevet filterbyttestrategi og skift fra tidsbasert til tilstandsbasert vedlikehold. Denne optimaliseringen ble oppnådd gjennom automatisert overvåking og visualisering av filtertilstanden.

Gjennomføring:

Hos ifm prover gmbh er moneo RTM sentralt installert på en server. IO-Link-masteren er koblet til serveren via et internt VLAN, og sensorene kobles til masteren via IO-Link. En differensialtrykksensor med analog utgang ble installert ved filteret. Signalet leses av en IO-Link-omformer (DP2200), konverteres til en IO-Link-prosessverdi og overføres til IO-Link-masteren med IoT-grensesnitt (f.eks. produkt AL1350).

moneo RTM registrerer prosessverdiene syklisk via denne IO-Link-masteren. De analoge strømverdiene som mottas på denne måten behandles videre via funksjonen "Beregnede verdier" ved å konvertere dem til en prosessverdi i enheten Pascal. Denne prosessverdien tilsvarer den faktiske sensoren.

Tersklene for et filterbytte ble hentet fra databladet til det aktuelle posefilteret og konfigurert som grenseverdier i moneo RTM. For å hindre at kritiske situasjoner oppstår, lagres en tilsvarende brukergruppe i billettbehandlingsregelområdet, som varsles når grenseverdier overskrides for å kunne sette i gang et filterbytte.

Resultat:

Den permanente filterovervåkingen førte til intern prosessoptimalisering, fra tidsbasert til tilstandsbasert vedlikehold. Ved å oppdage feil i god tid ble maskinens oppetid sikret, og kvaliteten økte.

Rettidig varsling ved nødvendige filterendringer (e-post, billett) økte prosesskvaliteten. De nye strategiene for vedlikehold, miljøpåvirkning og driftskostnadene (energi, vedlikehold, materiell) ble bærekraftig redusert.

Ved å dokumentere vedlikeholdsarbeidet og lagre historikkdata kan analyser av mulige optimaliseringer av filtersystemet gjennomføres i fremtiden, da tilstrekkelig datamateriale er tilgjengelig. Vedlikeholdspersonalet har en applikasjon til rådighet som enkelt kan tilpasses kundespesifikke forhold og gjør det mulig å beregne prosessverdier (differensialtrykk, ombygging av spesifikke enheter). Bruken av moneo RTM har allerede forhindret følgeskader på maskiner og avtrekkssystemer.

Bunnlinjen:

Med moneo RTM kunne alle mål nås:

Oversikt og detaljert informasjon om installasjonen på dashbordet
Registrering av data for videre optimalisering
Mulighet for å analysere dataregistrering
Permanent overvåking av filterets tilstand
En permanent overvåking av filterets tilstand

Systemstruktur

Differensialtrykksensor med 4…20mA utgang
Evalueringssystem og display for analoge signaler 4...20 mA (DP2200)
IO-Link master (AL1350)

Dashboard

Få det store bildet på moneo-dashbordet. Gjeldende anleggsstatus kan enkelt overvåkes med trafikklysdisplayet. I dette tilfellet vises de fire overvåkede filtrene og gir raskt en oversikt over gjeldende status.

Et annet dashbord ble laget der forskjellige verktøy for visualisering brukes til å vise de gjeldende parameterne til et enkelt filter i detalj.

Rå analog verdi av differensialtrykksensoren i mA
Beregnet differensialtrykk i Pa
Differensialtrykk vist over tid
Trafikklysvisning av gjeldende filtertilstand

Analyse

Analysen kan brukes til å se flere detaljer. Driftstidene til anlegget kan analyseres i ettertid når det gjennomføres en langtidsevaluering.

Anlegg i drift
Anlegget er ikke i drift

Gjennom ulike evalueringer kan trender identifiseres på kort tid. For eksempel ble differensialtrykket til alle fire filtrene observert over to dager. Visualiseringen viser at filteret til eksosanlegget i 1. etasje (lilla linje) tetter seg sakte ettersom differensialtrykket øker gradvis.

Lilla linje, differansetrykkfilter eksosanlegg 1. etasje

Oppgaver og billetter: start/stopp terskler

Administrer terskler

Denne funksjonen i moneo RTM lar brukere definere en individuell terskel for hver prosessverdi. I denne applikasjonen er det satt terskler slik at vedlikeholdspersonell vil bli varslet i god tid når filterbytte er nødvendig.

Når varselterskelen er nådd, informeres personalet om nødvendig filterbytte og kan planlegge det deretter. Delene må skiftes når alarmterskelen er nådd.

Under oppstartsfasen av vifter oppstår ofte overskridelser, og terskler overskrides kort. For å unngå falske alarmer eller advarsler forårsaket av korte overskridelser, kan en forsinkelse for respons settes.

Øvre varselterskel
Forsinkelsestid for advarselsterskelen
Øvre alarmterskel
Forsinkelsestid for alarmterskel

Administrer reglene for billettbehandling

Veiviseren for billettbehandlingsregler kan brukes til å enkelt definere advarsels- og alarmregler. I eksemplet nedenfor blir en gruppe e-postmottakere i en vedlikeholdsavdeling varslet når advarsels- og alarmterskler er nådd, og et filterbytte er nært forestående eller anbefales snarest.

Definisjon av terskler (5) og datakilder (6)
Definerer hvilken regel som brukes
Definerer advarselen eller alarmen som haster
Definerer e-postmottakerne
Definisjon av relevante terskler
Definisjon av de tilsvarende datakildene

E-posten generert fra moneo inneholder allerede billettinformasjon:

Berørt datakilde
Verdien som ble overskredet eller ikke nådd
Billettprioritet
Tidsstempel

Beregnede verdier:

Funksjonen "Beregnede verdier" brukes til å behandle prosessdataene videre. I dette tilfellet konverteres det analoge strømsignalet fra sensoren til en trykkverdi i enhetens pascal. En verdi på 4mA tilsvarer 0Pa, og en vekt på 20mA tilsvarer 500Pa.

Trykkforskjell [Pa] = trykkforskjell som analog strømverdi [mA] - 4mA * (500 Pa / 16 mA)