- moneo: IIoT platform
- Brukstilfeller
Temperaturovervåking i et CIP-anlegg
Et CIP-sett er et prosessanlegg som vanligvis finnes i mat- og drikkevareindustrien, og som gjennomgår rengjøring på plass (CIP). Ved bearbeiding av biologiske stoffer bestemt til konsum, som melk, er streng hygiene avgjørende for å hindre innføring av skadelige bakterier som kan sette forbrukernes helse i fare. I de fleste tilfeller er beholderne (vanlige tanker) for store til å demonteres for rengjøring. En CIP-syklus består av flere nødvendige hygieniske prosesstrinn. Temperaturen og varigheten av oppvarmingen er avgjørende for å oppnå optimale rengjøringsresultater – sammenlignet med varmtvannssyklusen til en vaskemaskin. For å sikre en fullstendig renseprosess, må de nødvendige parameterne (temperatur) nås i hele anlegget. Ellers ville den kostbare prosessen måtte gjentas (energi, kjemikalier og produksjonstap).
Utgangssituasjon:
ifm utfører tester med prosesssensorer i et naturlig miljø ved hjelp av deres CIP-anlegg. Før moneo ble introdusert ble anlegget drevet via analoge signaler og styrt via en PLS. Å gjennomføre analyser via PLS viste seg å være vanskelig. Prosessen kunne bare visualiseres direkte på anleggets HMI, og parameterinnstilling var først mulig nå på sensorene. Overvåking var begrenset til den analoge 4...20mA signalverdien.
Mål med prosjektet:
Fokuset var på registrering og analyse av temperaturdata. Temperaturen ved anleggets inn- og utløp skulle måles for å bestemme temperaturforskjellen. Dette anses som en pålitelig indikator på om ønsket prosesstemperatur er nådd, noe som er avgjørende ved desinfisering av anlegget med oppvarmede rengjøringsløsninger. Hvis temperaturen er nesten identisk på de to punktene, kan det antas at alle områder har blitt desinfisert.
Den eksisterende PLC forblir uendret. Anleggets utvidelse vil overføre dataene til moneo RTM via IO-Link-enheter.
Implementering:
moneo ble installert på en eksisterende sentral server til ifm prover for å aktivere de nødvendige modulene, inklusive moneo RTM.
To temperatursensorer med egenovervåkende funksjoner ble installert og koblet til en IO-Link-master med IoT-port for å detektere verdiene ved inn- og utløp. Etter å ha integrert denne masteren i bedriftens nettverk via Ethernet, blir prosessverdiene til sensorene automatisk overført til moneo RTM hvert sekund.
Ytterligere IO-Link-enheter kan legges til systemet når som helst for å samle inn og evaluere ytterligere prosessdata, takket være skalerbarheten til programvaren.
Resultat:
Programvaren beregner prosessverdier som temperaturforskjellen. Dette gjør det mulig å fastslå om desinfeksjonen har vært vellykket eller om ytterligere tiltak er nødvendig. Systemutvidelsen gjør at dataene nå kan registreres uten hull. Dataanalyser bidrar til å optimalisere prosesser og øke anleggets oppetid.
Bunnlinjen:
Anlegget ble digitalisert med suksess uten endringer eller inngrep i eksisterende PLC eller programvare.
Dashboard
Relevant sensorinformasjon kan visualiseres raskt og individuelt via det intelligente dashbordet. Iinstrumenter konfigurert på forhånd, som termometre eller linjediagrammer, hjelper til med å visualisere gjeldende prosessverdier. Bilder i standardformater (PNG, JPEG, GIF...) kan lastes opp direkte til dashbordet. Brukere kan enkelt navigere mellom ulike dashbord ved hjelp av navigasjonsmarkørene.
Følgende bilde viser dashbordets visualisering av hele anlegget. Navigasjonsmarkørene kobler direkte til andre dashbord, som gir ytterligere detaljer om det aktuelle området:
- Navigasjonsobjekt som kobler til andre dashbord
- Trafikklysdisplay for statusindikering av tank 1 til 4
Dashbordet visualiserer innløps- og utløpstemperaturen. I tillegg er temperaturforskjellen mellom sensorene bestemt ved hjelp av funksjonen Calculated Values og visualisert som et termometer og linjediagram.
- Temperatur i innløpet
- Temperaturforskjell mellom innløp og utløp
- Temperatur i utløpet
- Diagram med innløp, utløp og differensialtemperatur
- Gjeldende kalibreringsstatus for TCC
Analyse
Denne funksjonen kan videre analysere de fangede dataene og prosessen mer detaljert, f.eks. for å bestemme skylletidene og justere dem om nødvendig. Siden moneo RTM automatisk logger informasjon så snart sensorene aktiveres i topologibanen, er data umiddelbart tilgjengelig.
Analysen nedenfor viser oppvarmingsprosessen. Temperaturføleren i innløpet (1) indikerer små temperatursvingninger, som er forårsaket av styringen av dampvarmeveksleren. Temperaturen i utløpet følger denne stigende kurven med en forsinkelse.
- Temperatur i innløpet
- Temperatur i utløpet
Ved å bruke dra og slipp kan analyser spesialproduseres, noe som muliggjør kombinasjon og felles analyse av ulike prosessverdier (f.eks. temperatur eller konduktivitet).
I tillegg er det mulig å eksportere dataposter for videre analyse eller prosessdokumentasjon.
Eksempel på en eksportert CSV-fil:
Key_Path;Base / CIP / INLET / TCC231 / Temperature
Key_DeviceName;Temperature
Key_DataSource;Temperature
Key_Unit;°C
Key_DataType;raw
Key_DataCount;4
Timestamp;RawValue
2021-04-29T16:05:06.722+0200;23.42
2021-04-29T16:05:07.719+0200;23.42
2021-04-29T16:05:08.720+0200;23.42
2021-04-29T16:05:09.721+0200;23.42
Oppgaver & billetter / grenseverdier
Temperatursensoren som brukes (TCC) har en funksjon til kalibreringskontroll. Den registrerer automatisk en temperaturforskjell ved å bruke to termisk koblede sensorelementer (måle- og referanseelement). Sensoren gir prosessverdien via den analoge utgangen. Referanseverdien brukes til sammenligningsformål og for å verifisere prosessverdien. Anta at temperaturforskjellen mellom prosessverdien og referanseverdien overskrider verdien satt som kalibreringskontrollgrense [ccL]. I så fall settes CC-statusen tilsvarende (0 = varselmelding om kalibreringssjekk, 1 = vanlig drift). Det overvåkes om prosessverdien er under terskelen. Hvis CC-statusen er 0, genereres en alarmbillett.
En alarm kan også utløses hvis temperaturforskjellen er for høy. Dette er en indikasjon på at rengjøringsprosessen ikke kan fullføres.
Kombinerte terskler
Terskler kan også settes for beregnede verdier. Den beregnede verdien i dette eksemplet brukes til å overvåke den aktuelle temperaturforskjellen som funksjon av temperaturen ved innløpet. Det kontrolleres om temperaturen i innløpet overstiger 80 °C (5). Hvis den er under 80°C (5), angis verdien på 20°C (6); Hvis den er over 80 °C, sendes den aktuelle temperaturforskjellen mellom innløp og utløp (6).
- Temperaturverdi i innløp <80°C (20K)
- Temperaturforskjell mellom innløp og utløp
- Temperatur i innløpet
- Sammenligningsverdi for innløpstemperatur (80°C)
- Funksjonsblokk for sammenligning
- Signalbryter funksjonsblokk
- Temperaturutgang (< 80°C = 20K; > 80°C = gjeldende temperaturforskjell)
Denne beregnede verdien kan nå brukes til overvåking av anlegg. For dette formålet er terskler for advarsel (1) og alarm (3). En tilsvarende melding genereres hvis temperaturen i innløpet er større enn 80°C og temperaturforskjellen er større enn 5K (1) eller større enn 10K (3). Ettersom temperaturen reagerer sakte på grunn av prosessen, legges det til en responsforsinkelse (2 / 4). En oppdateringssyklus tilsvarer ca. 1 sekund. For eksempel, i dette oppsettet utløses en advarsel hvis temperaturforskjellen på 10 K ikke nås etter 300 sekunder (5 min). En alarm utløses hvis differansen på 5 K (3) ikke nås etter 600 sekunder (10 min).
- Terskler for varsling av temperaturer
- Advarsel om svarforsinkelse
- Temperaturalarmterskler
- Alarm for svarforsinkelse
Administrer reglene for billettbehandling
Denne funksjonen kan brukes til å konfigurere hva som skjer ved en advarsel eller en alarm i tillegg til billettoppretting. Denne funksjonen kan konfigurere hva som skjer ved en advarsel eller en alarm i tillegg til billettoppretting. Dette gjør dem i stand til å reagere raskt og sette i gang en kalibrering.
Beregnede verdier
Prosessverdier kan viderebehandles og brukes til beregninger ved hjelp av funksjonen beregnede verdier. For CIP-anlegget brukes funksjonen til å bestemme temperaturforskjellen mellom innløp og utløp.
Temperaturforskjell [∆T]= omgivelsestemperatur [T2] - temperatur inne i styreskap [T1]
- Innløpstemperatur [T2]
- Utløpstemperatur [T1]
- Funksjonsblokk: subtraksjon
- Temperaturforskjell [∆T]
