You probably do not come from: Turkey. If necessary, change to: United States
  1. moneo: IIoT platformu
  2. Kullanım örnekleri

Bir CIP Tesisinde Sıcaklık İzleme

Bir CIP seti, yerinde temizlik (CIP) işlemine tabi olan yiyecek ve içecek endüstrisinde yaygın olarak bulunan bir işleme tesisidir. Süt gibi tüketim amaçlı biyolojik maddeler işlenirken, tüketicilerin sağlığını tehlikeye atabilecek zararlı mikropların oluşmasını önlemek için katı hijyen uygulamaları hayati önem taşır. Çoğu durumda konteynerler (genelde tanklar) temizlik amacıyla sökülmek için çok büyüktür. Bir CIP çevrimi, çeşitli gerekli hijyenik proses adımlarından oluşur. Optimum temizlik sonuçları elde etmek için sıcaklık ve ısıtma süresi önemli bir rol oynar – bu, bir çamaşır makinesinin sıcak su çevrimine benzer. Eksiksiz bir temizleme prosesi sağlamak için, tüm tesisin dahilinde gerekli parametrelere (sıcaklık) ulaşılması gerekir. Aksi takdirde, maliyetli prosesin tekrarlanması gerekir (enerji, kimyasallar ve üretim kaybı).

Başlangıçtaki Durum:

ifm, kendi CIP tesisini kullanarak proses sensörleriyle gerçek bir ortamda testler gerçekleştirmektedir. moneo'nun lansmanından önce tesis, analog sinyaller aracılığıyla çalıştırılıyor ve bir PLC aracılığıyla kontrol ediliyordu. Analizleri PLC aracılığıyla gerçekleştirmenin zor olduğu kanıtlandı. Proses sadece doğrudan tesisin HMI ünitesinde görselleştirilebiliyordu ve parametre ayarı sadece doğrudan sensörlerde mümkündü. Güvenlik amaçlı gözetleme sadece analog 4...20mA sinyal değeriyle sınırlıydı.

Projenin Amacı:

Sıcaklık verilerinin kaydedilmesine ve analiz edilmesine odaklanılmıştı. Sıcaklık farkını belirlemek için tesisin girişindeki ve çıkışındaki sıcaklığın ölçülmesi gerekiyordu. Bu, tesis ısıtmalı temizleme çözümleri kullanılarak dezenfekte edilirken hayati önem taşıyan istenen proses sıcaklığına ulaşılıp ulaşılmadığının güvenilir bir göstergesi olarak değerlendirilir. Sıcaklık iki noktada neredeyse aynıysa, tüm alanların başarıyla dezenfekte edildiği kabul edilebilir.

Mevcut PLC değişmeden kalır. Tesisin genişlemesiyle birlikte, veriler IO-Link cihazları üzerinden moneo RTM'ye aktarılacak.

Uygulama:

moneo, moneo RTM de dahil olmak üzere gereken modülleri etkinleştirmek için ifm prover'in mevcut bir merkezi sunucusuna kuruldu.

Giriş ve çıkıştaki değerleri algılamak için, kendi kendini izleme fonksiyonuna sahip iki sıcaklık sensörü takıldı ve IoT portu olan bir IO-Link mastera bağlandı. Bu master, Ethernet üzerinden şirket ağına entegre edildikten sonra, sensörlerin proses değerleri her saniyede bir moneo RTM'ye otomatik olarak aktarılır.

Yazılımın ölçeklenebilirliği sayesinde ek proses verilerini toplamak ve değerlendirmek amacıyla, istenildiği zaman başka IO-Link cihazları sisteme eklenebilir.

Sonuç:

Yazılım, sıcaklık farkı gibi proses değerlerini hesaplar. Bu da, dezenfeksiyon işleminin başarılı olup olmadığını ve başka işlemlerin gerekip gerekmediğini belirlemeyi mümkün kılar. Sistemin genişlemesi, verilerin artık herhangi bir boşluk olmadan kaydedilebilmesi anlamına gelir. Veri analizleri, prosesleri optimize etmeye ve tesis çalışma süresini arttırmaya yardımcı olur.

Sonuç:

Tesis, mevcut PLC veya yazılımda herhangi bir değişiklik yapılmadan veya bu bileşenlere herhangi bir müdahalede bulunmadan başarılı bir şekilde dijitalleştirildi.

Sistem Yapısı

  1. Girişteki Sıcaklık Sensörü (örn. TCC551)
  2. Çıkıştaki Sıcaklık Sensörü (örn. TCC551)
  3. IO-Link Master (örn. AL1351)

Pano

İlgili sensör bilgileri, akıllı pano aracılığıyla hızlı ve özel bir şekilde görselleştirilebilir. Termometreler veya çizgi diyagramları gibi önceden yapılandırılmış araçlar, mevcut proses değerlerini grafiksel olarak görselleştirmeye yardımcı olur. Standart formatlardaki (PNG, JPEG, GIF...) resimler doğrudan panoya yüklenebilir. Kullanıcılar, gezinti işaretçilerini kullanarak farklı panolar arasında kolayca gezinebilir.

Aşağıdaki resimde, tüm tesisin pano görselleştirmesi gösterilmektedir. Gezinti işaretçileri, ilgili alan hakkında diğer ayrıntıların sunulduğu diğer panolara direkt olarak bağlanmaktadır:

  1. Diğer panolara bağlı gezinti nesnesi
  2. 1 ile 4 arasındaki tankların durum göstergesi için kullanılan trafik lambası ekranı

Pano, giriş ve çıkış sıcaklığını görselleştirir. Ayrıca, sensörlerin arasındaki sıcaklık farkı, Hesaplanan Değerler fonksiyonunun yardımıyla belirlenmiş ve termometre ve çizgi diyagramı olarak görselleştirilmiştir.

  1. Girişteki Sıcaklık
  2. Girişle Çıkış Arasındaki Sıcaklık Farkı
  3. Çıkıştaki Sıcaklık
  4. Giriş, Çıkış Sıcaklığı ve Diferansiyel Sıcaklığı İçeren Diyagram
  5. TCC'nin Mevcut Kalibrasyon Durumu

Analiz

Bu fonksiyon, toplanan verileri analiz etmeye devam etmek ve örn. durulama sürelerini belirlemek ve gerekirse ayarlamak üzere prosesi daha ayrıntılı şekilde analiz etmek için kullanılabilir. moneo RTM, topoloji yolundaki sensörler etkinleştirilince bilgileri otomatik olarak günlüğe kaydettiği için veriler anında kullanılabilir hale gelir.

Aşağıdaki analizde, ısıtma prosesi gösterilmektedir. Girişteki (1) sıcaklık sensörü, buhar ısı eşanjörünün kontrol ünitesinden kaynaklanan küçük sıcaklık dalgalanmalarını gösterir. Çıkıştaki sıcaklık, bir gecikmeyle bu durulama eğrisini takip etmektedir.

  1. Girişteki Sıcaklık
  2. Çıkıştaki Sıcaklık

Sürükle-Bırak tekniği kullanılarak analizler özel bir şekilde oluşturulabilir ve bu da farklı proses değerlerinin birleştirilmesini ve birleşik şekilde analiz edilmesini sağlar (örn. sıcaklık veya iletkenlik).

Ayrıca, sonraki analiz veya proses dokümantasyonu işlemleri için veri kayıtlarını dışa aktarmak mümkündür.

Dışa aktarılan bir CSV dosyası örneği:

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

Görevler ve Biletler / Sınır Değerler

Kullanılan sıcaklık sensörü (TCC), bir kalibrasyon kontrol fonksiyonuna sahiptir. Bu sensör, oluşan bir sıcaklık farkını otomatik olarak algılamak için termal olarak birleştirilmiş iki sensör elemanı (ölçüm elemanı ve referans eleman) kullanır. Proses değeri, analog çıkış aracılığıyla sensör tarafından sağlanır. Referans değer, karşılaştırma ve proses değerini doğrulamak amacıyla kullanılır. Proses değeri ile referans değer arasındaki sıcaklık farkı, kalibrasyon kontrol sınırı [ccL] olarak ayarlanan değeri aşarsa, CC durumu buna uygun şekilde ayarlanır (0 = kalibrasyon kontrolü uyarı mesajı, 1 = normal çalışma). Proses değerinin eşik değerinin altında olup olmadığını görmek için denetlenir. CC durumu 0 ise, bir alarm bileti üretilir.

Sıcaklık farkı çok yüksek olduğu takdirde de bir alarm tetiklenebilir. Bu da, temizleme prosesinin başarıyla tamamlanamadığının bir göstergesidir.

Birleşik Eşikler

Eşikler, hesaplanan değerler için de ayarlanabilir. Bu örnekteki hesaplanan değer, mevcut sıcaklık farkını, girişteki sıcaklığın bir fonksiyonu olarak izlemek için kullanılmaktadır. Bu değer, girişteki sıcaklığın 80°C'yi aşıp aşmadığını görmek için kontrol edilir (5). Değer 80°C'nin altındaysa (5), 20°C değeri (6) sağlanır; Değer 80°C'nin üzerindeyse, girişle çıkış arasındaki mevcut sıcaklık farkı (6) çıkış olur.

  1. Girişteki Sıcaklık Değeri <80°C (20K)
  2. Girişle Çıkış Arasındaki Sıcaklık Farkı
  3. Girişteki Sıcaklık
  4. Giriş Sıcaklığı için Karşılaştırma Değeri (80°C)
  5. Karşılaştırma Fonksiyon Bloğu
  6. Sinyal Anahtarı Fonksiyon Bloğu
  7. Sıcaklık Çıkışı (< 80°C = 20K; > 80°C = mevcut sıcaklık farkı)

Bu hesaplanan değer artık tesis izleme için kullanılabilir. Bu amaçla uyarı (1) ve alarm (3) eşikleri ayarlanır. Girişteki sıcaklık 80°C'den büyükse ve sıcaklık farkı 5K'dan (1) veya 10K'dan (3) daha büyükse, uygun bir mesaj üretilir. Proses nedeniyle sıcaklık oldukça yavaş bir şekilde tepki gösterdiği için bir tepki zamanı eklenir (2 / 4). Bir güncelleme periyodu yaklaşık 1 saniyeye karşılık gelir. Örneğin bu uygulamada, 10 K'lık sıcaklık farkına 300 saniye (5 dakika) sonra ulaşılamazsa bir uyarı tetiklenir. 5 K'lık farka (3) 600 saniye (10 dakika) sonra ulaşılamazsa bir alarm tetiklenir.

  1. Sıcaklık Uyarı Eşikleri
  2. Tepki Gecikme Uyarısı
  3. Sıcaklık Alarmı Eşikleri
  4. Tepki Gecikme Alarmı

Bilet İşleme Kurallarının Yönetilmesi

Bu fonksiyon, bilet oluşturmaya ek olarak bir uyarı veya alarm tetiklenmesi durumunda ne olacağını belirlemek için kullanılabilir. Mevcut durumda, bakım departmanındaki bir alıcı grubu, sensörün kalibrasyon kontrol fonksiyonunun tetiklendiği konusunda bilgilendirilir. Bu da alıcıların bir kalibrasyonu başlatmak için hızlı bir şekilde yanıt vermesini sağlar.

Hesaplanan Değerler

Hesaplanan değerler fonksiyonu kullanılarak proses değerleri işlenmeye devam edebilir ve hesaplamalar için kullanılabilir. CIP tesisinin bu durumunda, fonksiyon, girişle çıkış arasındaki sıcaklık farkını belirlemek için kullanılır.

Sıcaklık farkı [∆T]= ortam sıcaklığı [T2] - kontrol kabininin içindeki sıcaklık [T1]

  1. Giriş Sıcaklığı [T2]
  2. Çıkış Sıcaklığı [T1]
  3. Fonksiyon Bloğu: çıkarma
  4. Sıcaklık Farkı [∆T]