- moneo: IIoT-plattform
- Use cases
Övervakningen av flödet i en CIP-anläggning med hjälp av moneo|RTM
Styrning av rengöringsprocessen livsmedels- och dryckesindustrin
Vid bearbetning av biologiska ämnen avsedda för konsumtion, såsom mjölk, är strikt hygien avgörande. En av de avgörande faktorerna för ett perfekt rengöringsresultat är flödet och därmed den mekaniska effekten.
Den inledande situationen:
ifm utför tester med processgivare i en verklig miljö med hjälp av sin egen CIP-anläggning. Innan moneo introducerades sköttes anläggningen med hjälp av analoga signaler och styrdes med en PLC. Visualisering av processen var endast möjlig på plats på anläggningens HMI. Övervakningen var begränsad till det analoga signalvärdet 4...20mA.
Projektets syfte:
Genom att koppla samman befintliga analoga flödesgivare till moneo-systemet via en IO-Link-master kunde man lägga till ytterligare processanalyssteg. Detta förbättrar kvaliteten hos processen och skapar en transparens i den övergripande processen.
Implementering:
moneo är redan installerad centralt på en server och de erforderliga modulerna, inklusive moneo|RTM, är aktiverade. Flera IO-Link-master ansluts till en server via ett internt VLAN.
En redan installerad analog givare från Endress & Hauser (Promag 50) användes för att registrera flödet. Med hjälp av eftermontering blev den IO-Link-kompatibel (ifm Y path). Ett utvärderingssystem och display för analoga signaler (DP2200) användes. Denna hade en analog ingång 4...20mA. Signalen kan loopas genom enheten och är på så sätt fortfarande tillgänglig för anläggningens PLC. Detta ger en enkel integration utan att anläggningsstyrningen påverkas.
Resultatet:
- Dataregistrering har en ökad transparens vilket ger optimeringspotentialer.
- Den högre drifttiden har förbättrat den övergripande processen.
- integrerad larmhantering säkerställer snabba reaktioner på ändrade processparametrar, vilket optimerar underhållet.
- Alla åtgärder ökar process- och produktkvaliteten.
- moneo|RTM säkerställer detaljerade processvisualisering.
Slutsats:
Utan att behöva genomföra ändringar eller ingrepp på det befintliga PLC-systemet eller mjukvaran kunde anläggningen digitaliseras framgångsrikt.
Manöverpanel
monoeos manöverpanel ger användaren en överblick över alla relevanta processvärden för anläggningen. Följande manöverpanel visualiserar de primära parametrarna (flöde, temperatur och konduktivitet) vid inloppet:
- Tryck vid matningspumpen i bar
- Konduktivitet vid inloppet i µS/cm
- Flöde i l/min
- Flödeshastighet i m/s
- Temperatur vid inloppet före värmeväxlaren i °C
- Temperatur vid inloppet efter värmeväxlaren i °C
Ytterligare manöverpanel visar mer detaljerad information om flödet.
- Aktuellt tryck vid matningspumpen i bar
- Jämförelse av pumptrycket och flödet i ett linjediagram
- Råvärdet för DP2200-ingångssignalen i mA
- Beräknat flöde utifrån det analoga aktuella värdet i l/min
- Beräknad flödeshastighet utifrån flödet i m/s
Analys
Via analysfunktionen kan användaren analysera tanknivån i detalj. Nivåvärdena registreras permanent och kan granskas efter dagar, veckor eller månader. På detta sätt går det att t.ex. dra slutsatser om läckage.
- Tryck vid matningspumpen i bar
- Flöde i l/min
Beräknade värden:
Följande värden beräknas dessutom baserat på volymflödet.
Aktuellt flöde i l/min
Start- och stoppvärdena för den analoga givaren bestäms med hjälp av databladet:
- Startvärde 4mA = 0 l/min
- Stoppvärde 20mA = 200 l/min
Detta ger en valens per milliampere på 12,5 l/min.
Värdet 12,5 l/min per milliampere används nu som en faktor vid beräkningar.
- Aktuellt strömvärde i mA
- Faktor 12,5 l/min per mA
- Offset -4 för konvertering från 4...20mA till 0...16mA
- Multiplikationsfaktor med aktuellt värde
- Resultat av beräkningen i l/min
Omvandlingsflöde (L/min) till hastighet (m/s)
Flödeshastigheten är en avgörande parameter för en framgångsrik rengöringsprocess. Värdet kan bestämmas baserat på det aktuella flödet och konstanten rörets tvärsnittsarea.
V = hastighet i meter per sekund [m/s]
Q = flöde i kubikmeter per sekund [m³/s]
A = tvärsnittsarea i kvadratmeter [m²]
Exempel med rörradie 0,02m och ett flöde på 200l/min:
- Aktuellt flöde i l/min
- Faktor för konvertering av l/min till m³/s (1 minut = 60 sekunder, 1000 liter = 1m³)
- Konstant rörledningens radie i m
- Konstant pi (3,1415)
- Flöde i l/min dividerat med 60000 ger flödet i m³/s
- Radien i kvadrat (r²)
- Multiplikation r² x pi, ger tvärsnittsarean i kvadratmeter
- Flöde i m³/s dividerat med tvärsnittsarean (m²)
- Resultat av beräkningen i m/s
