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  1. moneo:IIoT平台
  2. 使用案例

利用moneo RTM監控冷卻迴路中的濾水器

在具有熱交換器的系統中,利用moneo RTM判斷過濾器狀態進行維護。

宜福門Prover有限公司冷卻迴路中的微量過濾器,能確保具有熱交換器的系統運作順暢。過濾器會濾掉冷卻水中的雜質,讓相連機械中的熱交換器不受其影響。這項關鍵的過濾元件必須定期維護與更換。長期監控能最佳化此道製程,確保系統能持續運作。

在生產流程中監控過濾器的使用案例:

  • 產品與製程品質保證
  • 最佳化能源消耗
  • 安排維護
  • 此應用必須確保水質純淨,完全過濾掉碎屑、藻類等汙染,否則這些雜質會堵塞熱交換器,進而導致故障。

初始狀況:

無論濾水器的狀態如何,都是以固定的週期更換(每八週一次)。對濾水器狀態主要採取目視檢查。未長期與集中監控濾水器。如此會造成過早或過晚更換濾水器、汙染或濾水器堵塞引發機台停機,以及非預期維護導致生產暫停,這些都會導致成本增加。而這些情況通常未被完整地紀錄,導致數據不足,而無法建立後續的故障模式分析。

專案目標:

目標是從預防性、反應性維護模式,轉換為依據狀態進行維護的策略,進而最佳化人員部屬、優化過濾器更換流程,並實行持續且一致的記錄的措施。維護部門的一組收件人將收到過濾器更換通知,因此僅會根據過濾器狀態進行必要的更換。而為了能夠近一步識別最佳化潛能,目標也包含讓使用者能夠分析數據。

應用實行:

moneo被安裝於現有強大的IT架構中的中央伺服器上,並使用授權金鑰(LAC)啟動moneo RTM模組。兩台壓力感測器被安裝以監控微量過濾器,一台是偵測過濾器前方的壓力,而另一台則是偵測過濾器後方的壓力。依據這兩個數值,便能確定壓力差,得出過濾器狀態的相關資訊。這項測量必須非常準確。壓力感測器配備IO-Link介面,讓數據能夠傳輸到IoT IO-Link主站。而安裝於伺服器上的moneo RTM模組會每秒從主站上獲取壓力數據。

moneo RTM會處理資訊,並用來:

  • 計算壓力差
  • 儲存為歷史數據
  • 視覺化數據
  • 監控閾值

為了監控過濾器,需要設定警告與警示閾值。這項數據可以從過濾器製造商所提供的產品規格手冊中找到。產品規格手冊會顯示新過濾器在定義流量下的壓力差會有多高(在我們的應用中,約1 m³/h = 約 0.05 bar)。而當壓力差小於0.5 bar時則建議更換過濾器。0.5 bar則被加入了新狀態中的壓力差。因此,本案例中,過濾器需在0.55 bar時進行更換。由於應用中感測器最大的測量誤差值約為0.05 bar,警示閾值設定為0.5 bar。而在此處,為了讓警告閾值較早生效,閾值被設定為0.45 bar,確保及時通知員工。

結果:

在短短幾個月內,成效已經顯而易見。從外觀與時間間隔來看,已經必須要更換過濾器了。然而,從長期感測器監控所取得的數據與測量結果卻顯示,目前僅有20%的過濾器堵塞。因此,決策者決定跳過以時間為基準的過濾器更換。這大幅地延長了過濾器的使用壽命。

末尾概要:

利用moneo RTM,能夠達到所有目標:

  • 儀錶板上能視覺化安裝系統的整體與詳細資訊
  • 紀錄數據可用於進一步優化
  • 分析數據紀錄的可能性
  • 長期監控過濾器狀態
  • 當違反閾值時以電子郵件通知

軟體架構

  1. IO-Link主站(AL1350)
  2. 過濾器前方的壓力感測器
  3. 過濾器後方的壓力感測器

儀錶板

透過儀錶板功能,可以快速且個別視覺化相關的感測器資訊。

  1. 折線圖顯示壓力隨著時間而產生變化(過濾器前後的壓力差)
  2. 目前過濾器前方的壓力
  3. 目前壓力差,附有閾值指示
  4. 目前過濾器後方的壓力
  5. 過濾器狀態(單位為 %)
  6. 紅綠燈顯示目前過濾器狀態

分析

此分析可以用來一覽更多的詳細資訊螢幕截圖顯示一個月來所蒐集的壓力值。如圖所示,壓力差隨著時間增加。而由於隨著使用時間長,過濾器堵塞的情況會變嚴重,因此這個結果是可預期的。好消息是,此項數值增加的速度比預期的慢,意味著過濾器的壽命將能延長。

  1. 藍線,過濾器壓力差

任務與工單:

管理閾值

moneo RTM中的這項功能,讓使用者可以為各個製程數值分別定義閾值。在這項應用中,閾值會被設置,以便在需要更換過濾器時及時通知維護人員。

特別是在機台設置的過程中,可能會短暫發生壓力大幅波動,此狀況可透過延遲時間消除。這表示,短暫超過限值的狀況將會被略過,系統僅在超過壓力差時間長達 X 時才會進行反應。

  1. 上限警告閾值
  2. 警告閾值延遲時間
  3. 上限警示閾值
  4. 警示閾值延遲時間

管理工單處理規則

工單處理規則精靈能夠幫助您輕鬆定義警告與警示規則。在以下的範例中,當達到警告與警示閾值,而且有更換過濾器的迫切或緊急需求時,建築設備服務部門的群組收件人就會收到通知。

  1. 閾值(5)與數據來源(6)的定義
  2. 定義適用規則
  3. 定義警告或警示的緊急程度
  4. 定義電子郵件收件者
  5. 相關閾值的定義
  6. 相對應數據來源的定義

moneo中產生的電子郵件已經包含工單資訊:

  • 受影響的資料來源
  • 超過或未達的數值
  • 工單優先序
  • 時間標記

計算數值:

計算壓力差

壓力差 ∆P= 過濾器前方的壓力 - 過濾器後方的壓力

  1. 過濾器前方的壓力
  2. 過濾器後方的壓力
  3. 壓力值偏差(選填)
  4. 過濾器前方的壓力減掉過濾器後方的壓力
  5. 得出壓力差(單位:bar)

計算過濾器狀態(單位:百分比[%])

過濾器狀態(單位:%) = 壓力差 * 100% / 最大壓力差

  1. 壓力差
  2. 常數100%
  3. 在過濾器更換時最大壓力差
  4. 乘以
  5. 除以
  6. 得到過濾器狀態(單位:百分比[%])