Monitorowanie sprężonego powietrza w obrabiarce jako podstawa dla środków umożliwiających oszczędzanie energii
Przykład zastosowania
Monitorowanie kosztów sprężonego powietrza
Produkcja na obrabiarkach wymaga zapewnienia sprężonego powietrza. W produkcji czujników do wytworzenia gotowego produktu wymagane są różne urządzenia, produkowane we własnym zakresie. Procesy te często wykonywane są na obrabiarkach.
W procesie produkcji na obrabiarce niezbędne jest sprężone powietrze:
- jako „powietrze uszczelniające” do uszczelniania pustej przestrzeni z wykorzystaniem nadciśnienia
- do procesów mechanicznych podczas wymiany narzędzi
- jako „powietrze oczyszczające” do przedmuchiwania narzędzi przed i po ich wymianie
- jako „powietrze oczyszczające” do usuwania opiłków z produkowanych części podczas wyjmowania ich z obrabiarki
- do chłodzenia narzędzi używanych do delikatnych części z tworzyw sztucznych, które nie mogą mieć kontaktu z chłodziwem
Produkcja sprężonego powietrza jest jednym z głównych czynników generujących koszty w produkcji. Dlatego środki umożliwiające oszczędzanie energii mają tak duży potencjał.
Sytuacja wyjściowa
Wskazanie sprężonego powietrza bez śledzenia ilości i kosztów na podstawie stanu
Każda obrabiarka jest wyposażona w ogólne przyrządy pomiarowe wyświetlające różne stany robocze. Dane procesowe dotyczące zużycia sprężonego powietrza w zależności od powiązanych z tym kosztów nie są jednak monitorowane.
W związku z tym ocena zarządzania energią i środków umożliwiających oszczędzanie energii nie jest możliwa.
- Jakie są koszty sprężonego powietrza w zależności od stanu urządzenia?
- Gdzie można zaoszczędzić koszty i energię?
Bez bazy danych pytania te pozostają bez odpowiedzi.
Cel projektu
Ocena kosztów sprężonego powietrza w celu wdrożenia środków umożliwiających oszczędzanie energii
- Energooszczędne działanie obrabiarki
- Obliczanie różnych kosztów sprężonego powietrza w celu oceny i organizacji środków umożliwiających oszczędzanie energii
- Identyfikacja i wizualizacja niepotrzebnych kosztów w trybie gotowości z powodu nieszczelności
- Redukcja kosztów energii i kosztów operacyjnych, aby stać się „zieloną fabryką”
Wdrożenie
Monitorowanie sprężonego powietrza za pomocą moneo RTM
Moneo RTM jest zainstalowany na serwerze.
firma ifm oferuje szeroką gamę elementów automatyki. W tym zastosowaniu mierniki sprężonego powietrza SD6500 zainstalowano na jednostce zasilającej sprężonym powietrzem obrabiarki, przed pistoletem pneumatycznym.
Dane z czujnika są dostarczane do moneo RTM poprzez master IO-Link serii AL1350. Master IO-Link jest podłączony do serwera poprzez wewnętrzną sieć VLAN.
Zarządzanie progami i monitorowanie danych oraz obliczenia przeprowadzane są za pomocą moneo RTM.
Rezultat
moneo RTM umożliwia wizualizację potencjalnych oszczędności energii
Gromadzenie danych, wizualizacja i kompensacja wartości przepływu za pomocą moneo RTM stanowią podstawę do obliczania różnych kosztów sprężonego powietrza.
Dane te umożliwiają dedykowaną ocenę i organizację środków umożliwiających oszczędzanie energii. Rozpoznawane są niepotrzebne koszty związane z pracą w trybie gotowości, a obrabiarka może teraz pracować wydajniej bez marnowania sprężonego powietrza.
Koszty energii i koszty operacyjne mogą zostać zredukowane, aby stać się „zieloną fabryką”.
Struktura systemu
- Miernik sprężonego powietrza SD6500 w linii zasilającej obrabiarki
- Miernik sprężonego powietrza SD6500 w linii zasilającej pistoletu pneumatycznego
- Master IO-Link AL1350
Schemat połączeń
- Miernik sprężonego powietrza SD6500 w linii zasilającej obrabiarki
- Miernik sprężonego powietrza SD6500 w linii zasilającej pistoletu pneumatycznego
- Master IO-Link AL1350
Kokpit
Uzyskaj szerszą perspektywę dzięki kokpitowi moneo. Kokpit umożliwia użytkownikowi przegląd istotnych wartości procesu dla zakładu.
- Bieżący całkowity przepływ sprężonego powietrza (CDS)** (m³/h)*
- Bieżące ciśnienie (bar)
- Całkowite zużycie sprężonego powietrza - sumator (CDS)** (m³)*
- Bieżące koszty sprężonego powietrza (CDS)** (€/h)*
- Całkowite koszty sprężonego powietrza (CDS)** (€/h)*
- Status maszyny „Maszyna włączona” (CDS)** (Wł./Wył.)
- Status maszyny „Maszyna w trybie gotowości” (CDS)** (Wł./Wył.)
- Status maszyny „Maszyna wyłączona” (CDS)** (Wł./Wył.)
W kokpicie w pozycji „Sprężone powietrze” użytkownik może zobaczyć jednocześnie wszystkie istotne wartości procesu dla sprężonego powietrza dla danego zakładu.
- Maszyna - bieżące zużycie sprężonego powietrza (m³/h)
- Maszyna - bieżące ciśnienie (bar)
- Aktualna temperatura sprężonego powietrza (°C)
- Maszyna - zużycie sprężonego powietrza (m³)*
- Maszyna - koszty sprężonego powietrza (€)*
- Pistolet pneumatyczny - bieżące zużycie sprężonego powietrza (m³/h)
- Pistolet pneumatyczny - bieżące ciśnienie (bar)
- Pistolet pneumatyczny - bieżąca temperatura sprężonego powietrza (°C)
- Pistolet pneumatyczny - zużycie sprężonego powietrza (m³)*
- Pistolet pneumatyczny - koszty sprężonego powietrza (CDS)** (€)*
- Bieżący całkowity przepływ sprężonego powietrza (CDS)** (m³/h)*
- Całkowite zużycie sprężonego powietrza - sumator (CDS)** (m³)*
- Bieżące koszty sprężonego powietrza (CDS)** (€/h)*
- Całkowite koszty sprężonego powietrza (CDS)** (€/h)*
W kokpicie w pozycji „Machine status” użytkownik może zobaczyć aktualny stan pracy maszyny i czas pracy, który upłynął w odpowiednim stanie urządzenia.
- Status maszyny „Maszyna włączona” (CDS)** (Wł./Wył.)
- Status maszyny „Maszyna w trybie gotowości” (CDS)** (Wł./Wył.)
- Status maszyny „Maszyna wyłączona” (CDS)** (Wł./Wył.)
- Czas - Maszyna WŁĄCZONA (CDS)** (h)*
- Czas - Maszyna w TRYBIE GOTOWOŚCI (CDS)** (h)*
- Czas - Maszyna WYŁĄCZONA (CDS)** (h)*
W kokpicie w pozycji „Optymalizacja procesu” użytkownik może zobaczyć zużycie energii w zależności od stanu pracy urządzenia. Uzyskane informacje można wykorzystać do optymalizacji zużycia energii.
- Całkowite koszty sprężonego powietrza (CDS)** (€/h)*
- Maszyna - koszty sprężonego powietrza (CDS)** (€)*
- Maszyna w trybie gotowości - koszty sprężonego powietrza (CDS)** (€)*
* Zliczanie rozpoczyna się od momentu ustawienia czujnika. Można wykonać zerowanie za pomocą czujnika lub programu moneo configure.
** UWAGA! Zerowanie resetuje również wszystkie dotychczas obliczone wartości! CDS (Obliczone źródło danych) oznacza wartość obliczoną za pomocą narzędzia moneo Dataflow Modeler
Analiza
Funkcja analizy może być użyta do przeglądania dalszych szczegółów. Zrzut ekranu pokazuje, w jaki sposób można łatwo zidentyfikować stan pracy obrabiarki na podstawie wartości przepływu sprężonego powietrza.
- Status maszyny „Maszyna wyłączona” (0 m³/h)***
- Status maszyny „Maszyna w trybie gotowości” (ok. 19 m³/h)***
- Status maszyny „Maszyna włączona” (>20 m³/h)***
*** Do ustalenia indywidualnie w zależności od zastosowania
Ustawienia i reguły: Zarządzanie wartościami progowymi
Zadania i Tickety
W momencie nieosiągnięcia lub przekroczenia zdefiniowanych wartości granicznych dla odpowiedniej wartości procesowej wygenerowane zostanie zgłoszenie (ticket). Czerwone światło i wyskakujący komunikat ostrzegawczy wskazują, że próg ciśnienia został przekroczony.
Zgłoszenie może zostać przejęte i opracowane przez odpowiedzialnego pracownika. Dzięki funkcji komentarza można natychmiast udokumentować wdrożone działania i opisy rozwiązań. Dostępne są następujące opcje:
- Integracja z SAP
Obliczone wartości
Za pomocą moneo można obliczyć znacznie więcej informacji z wartości procesowych czujników. „Dataflow Modeler” umożliwia indywidualne tworzenie wartości obliczeniowych, np. poprzez łączenie i zmiany wartości źródeł danych z czujników w modelu przepływu danych.
Obliczanie całkowitego zużycia sprężonego powietrza:
- Sumator (totalizer) miernika sprężonego powietrza SD6500 przed obrabiarką (m³)
- Sumator miernika sprężonego powietrza SD6500 przed pistoletem pneumatycznym (m³)
- Funkcja „Dodawanie” - obliczanie całkowitego zużycia sprężonego powietrza
- Wynik - zużycie całkowite (m³)
Obliczanie kosztów sprężonego powietrza dla obrabiarki:
- Sumator miernika sprężonego powietrza SD6500 przed obrabiarką (m³)
- Cena energii za 1 m³ sprężonego powietrza musi być ustalana indywidualnie w zależności od zastosowania (€/cent)
- Stała „100” dla przeliczenia centów na Euro
- Funkcja „Dzielenie” - przeliczenie centów na Euro
- Funkcja „Mnożenie” - obliczanie kosztów energii
- Funkcja „Zaokrąglanie” - koszty energii są zaokrąglane do dwóch miejsc po przecinku
- Wynik - koszty sprężonego powietrza dla obrabiarki (€)
Określenie statusu obrabiarki „Maszyna włączona”:
- Wartość przepływu dla miernika sprężonego powietrza SD6500 (m³/h)
- Stała „20” do określania statusu maszyny „Maszyna włączona” - musi być określona indywidualnie w zależności od zastosowania (m³/h)
- Funkcja „Porównanie” - wynik jest prawdziwy, jeśli A jest większe niż B
- Funkcja „Boolean to double” - konwersja wartości Boole’a na wartość liczbową: prawda = 1 / fałsz = 0
- Wynik - status pracy obrabiarki = włączona (prawda = 1 / fałsz = 0)
Określenie statusu obrabiarki „Maszyna wyłączona”:
- Wartość przepływu dla miernika sprężonego powietrza SD6500 (m³/h)
- Stała „1” do określania statusu maszyny „Maszyna wyłączona” - musi być określona indywidualnie w zależności od zastosowania (m³/h)
- Funkcja „Porównanie” - wynik jest prawdziwy, jeśli A jest mniejsze niż B
- Funkcja „Boolean na double” - konwersja wartości Boole’a na wartość liczbową: prawda = 1 / fałsz = 0
- Wynik - status pracy obrabiarki = wyłączona (prawda = 1 / fałsz = 0)
Określenie statusu obrabiarki „Maszyna w trybie gotowości”:
- Wartość przepływu dla miernika sprężonego powietrza SD6500 (m³/h)
- Stała „1” do określania statusu maszyny „Maszyna wyłączona” - musi być określona indywidualnie w zależności od zastosowania (m³/h)
- Stała „20” do określania statusu maszyny „Maszyna włączone” - musi być określona indywidualnie w zależności od zastosowania (m³/h)
- Funkcja „Porównanie” - wynik jest prawdziwy, jeśli A jest większe niż B
- Funkcja „Porównanie” - wynik jest prawdziwy, jeśli A jest mniejsze niż B
- Funkcja „I” - wynik jest prawdziwy, jeśli A i B są prawdziwe
- Funkcja „Boolean na double” - konwersja wartości Boole’a na wartość liczbową: prawda = 1 / fałsz = 0
- Wynik - status pracy obrabiarki = wyłączona (prawda = 1 / fałsz = 0)
Obliczenie czasu produkcji obrabiarki:
- Obliczony status maszyny „Maszyna włączona” (prawda = 1 / fałsz = 0)
- Funkcja „Double na boolean” - przeliczenie wartości numerycznej na wartość Boole’a 1 = prawda / 0 = fałsz
- Funkcja „Licznik czasu” - zlicza, gdy tylko wejście wyzwalające 1 = prawda
- Funkcja „Zaokrąglanie” - wartość licznika jest zaokrąglana do dwóch miejsc po przecinku
- Wynik - czas pracy obrabiarki w stanie „Włączone” (h)
Obliczanie kosztów energii w trybie gotowości:
- Wartość obliczona czasu obrabiarki w trybie gotowości (h)
- Stała „19” Średnie zużycie energii przez urządzenie w trybie gotowości - należy określić indywidualnie w zależności od zastosowania (m³/h)
- Cena energii za 1 m³ sprężonego powietrza musi być ustalana indywidualnie w zależności od zastosowania (€/cent)
- Stała „100” dla przeliczenia centów na Euro
- Funkcja „Dzielenie” - przeliczenie centów na Euro
- Funkcja „Mnożenie” - obliczanie średnich koszty energii w trybie gotowości
- Funkcja „Mnożenie” - obliczanie kosztów energii
- Funkcja „Zaokrąglanie” - koszty energii są zaokrąglane do dwóch miejsc po przecinku
- Wynik - koszty sprężonego powietrza obrabiarki w trybie gotowości (€)
