- moneo: Platforma IIoT
- Exemple de aplicații
Detectarea stării de funcționare a unui compresor pe baza consumului de curent
Detectarea orelor de funcționare a unui compresor pe baza stării de funcționare.
Funcționarea corectă a unui compresor este esențială pentru procesele de producție. Disponibilitatea unui compresor are un impact enorm asupra multor sisteme și procese relevante pentru producție.
Cifrele cheie în acest sens sunt furnizate prin detectarea orelor reale de funcționare a compresorului prin intermediul consumului de energie.
De regulă, întreținerea se efectuează la intervale regulate. Astfel, deteriorările progresive sunt detectate prea târziu și au ca rezultat opriri neplanificate și costuri de reparații ridicate.
Situația inițială
Nu există o întreținere a compresorului în funcție de necesități
Până în prezent, orele de funcționare erau detectate doar prin intermediul turației de rotație a acționării compresorului și nu prin utilizarea efectivă.
Compresoarele pot funcționa în diferite stări de funcționare. Din cauza diferențelor de sarcină, componentele individuale ale compresorului sunt supuse unor niveluri diferite de solicitare în timp. În modul NO-LOAD, compresorul se află în repaus și nu se uzează.
În prezent, orele de funcționare ale compresorului sunt detectate doar prin intermediul turației motorului de acționare. Această metodă nu poate face distincția între NO-LOAD și LOAD.
Prin urmare, nu este posibilă detectarea orelor de funcționare pe interval de funcționare în ceea ce privește NO-LOAD / LOAD.
Întreținerea a fost programată la intervale regulate, indiferent de cât de mult a fost utilizat efectiv sistemul în această perioadă.
Scopul proiectului
Detectarea consumului curent al compresorului și prelucrarea ulterioară în moneo ca bază pentru o întreținere adaptată la necesități
Scopul este de a organiza întreținerea bazată pe necesități prin intermediul achiziției de date.
Valoarea consumului de curent trebuie să fie măsurată cu ajutorul unui convertor de curent. În plus, trebuie să se determine, să se vizualizeze și să se calculeze diferitele intervale de funcționare ale compresorului, precum și timpii respectivi. Se detectează durata de funcționare utilă și uzura asociată.
Implementare
moneo RTM este instalat central pe un server. Masterul IO-Link este conectat la server printr-un VLAN intern.
ifm dispune de o gamă largă de componente de automatizare. Pentru această aplicație au fost alese convertorul de curent ZJF055 și sistemul de evaluare și afișare DP2200 pentru semnale analogice.
Convertorul de curent este utilizat pentru o fază din liniile de alimentare trifazate ale compresorului. Valoarea măsurată a convertorului este disponibilă ca semnal analogic de 4...20mA la ieșirea de semnal. Această valoare este convertită de la 4...20 mA la un semnal IO-Link prin intermediul DP2200. Trebuie să se țină cont de faptul că sarcina internă a DP2200 este activată.
Datele sunt furnizate către moneo RTM prin intermediul unui master IO-Link din seria AL1352.
Pentru a obține valori de proces utile, valoarea măsurată de convertorul de curent trebuie convertită în valoarea reală a curentului (4 mA ≙ 0 A, 20 mA ≙ 50 A) convertorului. Acest lucru se face în moneo RTM prin intermediul funcției „Valori calculate”.
În cadrul analizei, valoarea calculată a curentului este ulterior utilizată pentru a recunoaște domeniul de funcționare respectiv al compresorului.
| Domeniu de funcționare | Consumul de curent A |
|---|---|
| Oprit | <1 |
| Fără sarcină | 1 – 40 |
| Cu sarcină | >40 |
Rezultat
Organizarea întreținerii în funcție de necesități
Prin detectarea curentului consumat este posibilă determinarea domeniului de funcționare curent. Astfel, se pot număra orele de funcționare în intervalul de funcționare respectiv al compresorului. Pe baza acestor date, întreținerea compresorului poate fi planificată în funcție de necesități.
Evaluarea gradului de utilizare a capacității instalației
În plus, pot fi calculate și informații privind utilizarea capacității instalației.
În cazul în care instalația de producție este în curs de extindere, această valoare poate fi utilizată, de exemplu, pentru a determina dacă capacitatea compresorului sau a compresoarelor existente este încă suficientă.
De asemenea, este posibil să se evalueze capacitatea disponibilă de aer comprimat în ceea ce privește posibilele economii de costuri energetice în cazul utilizării diferitelor unități agregate.
Structura sistemului
- Convertor de curent
- Convertor de semnal pentru analogic 4..20 mA la IO-Link (DP2200)
- IO-Link Master
Tabloul de bord
Obțineți o imagine de ansamblu asupra panoului de comandă moneo.
Dashboard-ul oferă utilizatorului o vedere de ansamblu asupra valorilor de proces relevante pentru această instalație.
- Contor de ore de funcționare OFF
- Contor de ore de funcționare NO LOAD
- Contor ore de funcționare LOAD
- Raportul dintre timpul NO-LOAD și timpul total de funcționare
- Raportul dintre LOAD și timpul total de funcționare
Analiză
Analiza oferă un acces facil la datele istorice și compară diferite valori de proces. O curbă caracteristică tipică este prezentată în diagrama de mai jos:
- OFF (a) - LOAD (b) - NO-LOAD (c)
Se poate observa că viteza (violet) este aceeași pentru LOAD și NO-LOAD. Cu toate acestea, consumul de curent (albastru) și energia transformată astfel diferă semnificativ în cele două intervale de funcționare.
- Viteza atinge valoarea maximă, consumul de curent pentru intervalul OFF și NO-LOAD
- Consumul de curent în intervalul LOAD
Setări și reguli: Gestionarea pragurilor
Praguri statice
Orele de funcționare ale stărilor de funcționare individuale pot fi monitorizate static. De exemplu, se pot genera tichete corespunzătoare după un anumit număr de ore în intervalul de sarcină sau un anumit număr de ore din timpul total de funcționare. În acest scop, sunt disponibile tichete de avertizare și de alarmă, care pot fi utilizate pentru o planificare în timp util.
- Avertisment după atingerea a 950 de ore de funcționare în intervalul de sarcină
- Alarmă după atingerea a 1.000 de ore de funcționare în intervalul de sarcină
Reguli de procesare a tichetelor
Această funcție poate fi utilizată pentru a defini cu ușurință ce ar trebui să se întâmple după declanșarea unui avertisment sau a unei alarme, de ex:
- Notificare prin e-mail
- Integrarea SAP
Valori calculate
Funcția „Valori calculate” este utilizată pentru a prelucra în continuare datele de proces.
Conversia de la o valoare analogică la o valoare curentă
În acest caz de utilizare, semnalul analogic de curent furnizat de senzor este convertit în valoarea fluxului de curent prin conductor, în unitatea de măsură amper.
Curentul motorului = (AIN - 4) * ((AEP - ASP)/16)
Modelatorul de flux de date
- Valoarea curentului analogic al convertorului de curent (4...20 mA)
- Punct de pornire analogic 0...4 mA.
- Punct de sfârșit analogic 50...20 mA.
- Valoarea analogică a intervalului de curent (20 mA - 4 mA = 16 mA)
- Valoarea analogică de compensare (4...20 mA până la 0...16 mA)
- Calcularea delta dintre punctul de pornire și punctul final (AEP - ASP = ∆A)
- Calcularea factorului pentru curentul la pascal (∆A / 16 mA = factor)
- Înmulțirea valorii curentului (0...16 mA) cu factorul
- Rotunjirea rezultatului la o zecimală
- Rezultatul fluxului de curent în A
Calcularea orelor de funcționare
Valorile consumului de curent din intervalele de funcționare respective, determinate prin intermediul funcției de analiză, pot fi utilizate pentru a crea diferite contoare de ore de funcționare. Acestea calculează timpul petrecut în starea de funcționare respectivă.
- Consumul minim de curent pentru intervalul de funcționare în A
- Consumul de curent în A
- Consumul maxim de curent pentru intervalul de funcționare în A
- Comparație între consumul de curent și consumul minim de curent
- Comparație între consumul de curent și consumul maxim de curent
- Conjuncția logică (AND) a consumului de curent maxim și minim
- Contor de timp
- Rezultatul timpului în h
Determinarea duratei totale de funcționare
Durata totală de funcționare a compresorului (OFF + NO-LOAD + LOAD) poate fi determinată prin simpla adunare a contoarelor de ore de funcționare respective.
Timp total = Off + No-Load + Load (oprit + fără sarcină + cu sarcină)
- Contor de ore de funcționare OFF în h
- Contor de ore de funcționare NO-LOAD în h
- Contor de ore de funcționare LOAD în h
- Adăugarea orelor de funcționare NO-LOAD + LOAD în h
- Rezultatul sumei NO-LOAD + LOAD cu orele de funcționare OFF în h
- Rotunjirea rezultatului la o zecimală
- Timp total de funcționare în h
Calcularea raportului dintre diferitele stări de funcționare
Într-un alt calcul, orele din intervalele de funcționare respective sunt stabilite în raport cu timpul total.
Acest lucru oferă o bună imagine de ansamblu a utilizării compresorului.
- Ore de funcționare LOAD
- Durata totală de funcționare a compresorului
- Constantă 100%
- Raportul dintre orele de funcționare LOAD și timpul total de funcționare
- Raport înmulțit cu 100%
- Raportul de randament în procente
