- moneo：IIoT平台
- 使用案例
根據電流消耗量，偵測壓縮機運轉狀態
根據運轉狀態，偵測壓縮機運轉時間。
壓縮機功能是否正確運轉，對於生產流程來說相當關鍵。壓縮機的可用率會對許多生產相關的系統與製程產生重大影響。
透過功率消耗，偵測壓縮機實際運轉時間，為此提供重要關鍵數據。
通常，維護作業會定期進行。因此，會太晚偵測到漸進式損壞，進而導致未預期的停機時間與高昂的維修費用。
初始情況
壓縮機並非根據需求進行維護
直到現在，運轉時間僅透過壓縮機驅動的旋轉速度來偵測，而非透過真正的使用狀況。
壓縮機能在不同運轉狀態工作。由於負載不同，壓縮機的各個組件隨著時間承受著不同程度的壓力。在NO-LOAD 模式下，壓縮機會處於靜止狀態，不會磨損。
目前，壓縮機的運轉時間僅透過驅動馬達的速度來偵測。這個方法無法區分NO-LOAD 與LOAD 模式。
因此無法偵測每個運行範圍內NO-LOAD / LOAD 模式下的運轉時間。
維護作業是依照定期間隔來安排執行，無論系統在這段期間內實際使用狀況如何。
專案目標
偵測壓縮機電流消耗量，並且在moneo中進一步分析，當作依照需求進行維護的基準。
目標是要藉由資訊取得，籌劃依照需求進行的維護。
使用電流轉換器，測量電流消耗值。再者，壓縮機不同的運轉範圍將受到判定並且視覺化，其相對應的時間也會經過計算。使用壽命與相關的磨損和損耗也會受到偵測。
實行
moneo RTM 安裝於伺服器中央。IO-Link主站透過內部VLAN，連接至伺服器。
宜福門擁有許多各種不同的自動化組件。這項應用選擇了 ZJF055 電流轉換器，以及 P2200 用於類比信號的評估系統和顯示器。
電流轉換器用於壓縮機三相供應線中的其中一相。在訊號輸出端，轉換器的測量值會以類比訊號4...20 mA 提供。這項數值會透過DP2200，從 4...20 mA 轉換為IO-Link訊號。使用此功能，需考量DP2200的內部負載已啟動。
數據會透過AL1352 系列IO-Link主站，提供至moneo RTM。
為了取得實用的製程數值，電流轉換器的測量值必須轉換為轉換器的實際電流值（4 mA ≙ 0 A，20 mA ≙ 50 A）。透過「計算數值」功能，可於moneo RTM完成此事。
在此分析中，計算出的電流值接著會用於辨認壓縮機各自的作業範圍。
| 作業範圍 | 電流消耗量 A |
|---|---|
| Off | <1 |
| No-load | 1 – 40 |
| Load | >40 |
結果
籌劃依照需求進行維護
藉由偵測已消耗的電流，能夠判定目前的作業範圍。進而能夠計算壓縮機在各個作業範圍中的運轉時間。根據這項資訊，便能依照需求，規劃壓縮機維護。
評估工廠產能利用率
此外，還能計算出關於工廠產能利用率的資訊。
舉例來說，如有擴廠計畫，這項數值便能用來判定現有壓縮機的產能是否足夠。
在使用不同的組合裝置時，也能評估可用壓縮空氣產能，以致於可能節省能源成本。
系統架構
- 電流轉換器
- 類比4..20 mA 轉IO-Link的訊號轉換器（ DP2200）
- IO-Link主站
儀錶板
在 moneo 儀錶板總覽全局
儀錶板讓使用者能夠一覽此工廠的相關製程數值。
- 運轉時間計數器 OFF
- 運轉時間計數器 NO LOAD
- 運轉時間計數器 LOAD
- NO-LOAD 時間與總運轉時間的比率
- LOAD 時間與總運轉時間的比率
分析
分析功能可以用來存取歷史數據，並且比較不同的製程數值。典型的特性曲線如圖所示：
- OFF (a) - LOAD (b) - NO-LOAD (c)
從圖表可以觀察到，LOAD 與NO-LOAD 模式的速度（紫色）相同。然而，在兩個作業範圍中，電流消耗量（藍色）以及由此轉換的能源工作有顯著差異。
- 速度達到最大值，是用於OFF 與NO-LOAD 範圍中的電流消耗量
- LOAD 範圍中的電流消耗量
設定與規則：管理閥值
靜態閥值
各個作業狀態的運轉時間都能進行靜態監控。舉例而言，在達到LOAD範圍某特定時數或總運轉時間某特定時數後，可產生相對應的工單。為了這個目的，提供了警告或警示的工單，可用來及時規劃。
- 在LOAD範圍中，達到950個運轉時數後的警告
- 在LOAD範圍中，達到1,000個運轉時數後的警示
工單處理規則
此功能可以用來輕鬆定義在警告或警示被觸發時應該會發生的狀況，例如：
- 電子郵件通知
- SAP整合
計算數值
「計算數值」（Calculated values）功能可用來進一步處理製程值。
從類比數值轉換為電流數值
在這個使用案例中，感測器提供的類比電流訊號，會轉換為通過導體的電流值，單位為安培。
馬達電流= (AIN - 4) * ((AEP - ASP)/16)
數據流程模組
- 電流轉換器的類比電流值（4...20 mA）
- 類比起始點 0...4 mA。
- 類比結束點 50...20 mA。
- 目前類比值跨距（20 mA - 4 mA = 16 mA）
- 抵消值偏差（從4...20 mA 轉為 0...16 mA）
- 計算起始點與結束點的差量（AEP – ASP = ∆A）
- 從電流轉為 帕斯卡(pascal )的係數計算（∆A / 16 mA = 係數）
- 將電流值（0...16 mA）乘以係數
- 將得到的結果四捨五入至小數點第一位
- 得出電流值（單位：A）
計算運轉時數
透過分析功能，判定各個作業範圍的電流消耗值，可用來建立不同的運轉時間計數器。這些計數器會在各自的作業狀態下，計算花費的時間。
- 作業範圍的最低電流消耗量（單位：A）
- 電流消耗量（單位：A）
- 作業範圍的最高電流消耗量（單位：A）
- 比較電流消耗量與最低電流消耗量
- 比較電流消耗量與最高電流消耗量
- 最大與最小的電流消耗量邏輯合取（AND）
- 計時器
- 時間的輸出（單位：小時）
判定總運轉時間
僅是將各個運轉時間計數器相加，就能判定壓縮機的總運轉時間（OFF + NO-LOAD + LOAD）。
總時間 = Off + No-Load + Load
- 運轉時間計數器OFF （單位：小時）
- 運轉時間計數器 NO-LOAD （單位：小時）
- 運轉時間計數器 NO-LOAD （單位：小時）
- 將NO-LOAD 與LOAD 運轉時數相加（單位：小時）
- 將NO-LOAD + LOAD 的結果加上「OFF」運轉時數（單位：小時）
- 將得到的結果四捨五入至小數點第一位
- 得到總運轉時間結果（單位：小時）
個別運轉狀態比率計算
在進一步的計算中，關於總運轉時間，會設定各個作業範圍的時數。
這能讓壓縮機利用率一覽無遺。
- 運轉時數 LOAD
- 壓縮機總運轉時間
- 常數100%
- 運轉時數 LOAD與總運轉時間的比率
- 計算出的比率再乘以100%
- 得出百分比（單位：%）
