- moneo：IIoT平台
- 应用案例
使用moneoSmartLimitWatcher进行智能的泵监测
密集的供给泵状态监测
供给泵是CIP装置的核心组件之一，可确保整个系统内的介质循环。若供给泵发生故障，则整个装置的流程都将停止。
由于泵在不同清洗步骤中的运行速度不同，因此实施静态监测非常困难。
目标是实施基于AI（人工智能）的泵监测，从而及时检测和报告任何偏离运行状态的情况，并实时执行维护工作。
最初情况
未执行泵的过程监测（包括振动和速度监测），或仅执行非常有限的监测（最多监测静态过程变量）。没有安装moneo等监测或可视化系统。因此，不能及时指示即将发生的泵损坏问题。
项目目标
记录关键过程变量，实施智能的泵监测。
利用合适的IO-Link传感器，记录泵的关键过程变量。
- 流量
- 速度
- 压力
- 温度
- 振动数据
使用正常状态的数据记录来创建模型，以便在任何运行状态下都能实施监测，并识别与正常状态的偏差（异常）。
实施
将包括DataScienceToolbox和SmartLimitWatcher功能的moneo|RTM安装在中央服务器上。IO-Link主站通过内部VLAN连接至服务器。使用的传感器则分别连接至IO-Link主站。
moneo|RTM用于记录和可视化数据。DataScienceToolbox的SmartLimitWatcher功能则用于分析记录的数据并计算相应的模型。在示教阶段后，该模型可执行泵监测，并报告任何偏离正常状态的情况。
泵可以不同状态运行（例如负载和空载运行）。在不同的状态下，可以设置不同的阈值。DataScienceToolbox的SmartLimitWatcher功能支持动态设置阈值。若过程值超出特定的置信区间，则可像处理静态阈值一样发出相应的警告或警报。
为了监测流量（目标变量），使用了SmartLimitWatcher功能。SmartLimitWatcher使用各种支持变量（速度、泵压力、振动数据）进行监测。这些变量可描述不同运行状态下的流量特征。例如，当流量增大时，速度和泵压力也随之增大。
结果
- 简单
无需数据科学专业知识。该实用型解决方案带有简单的5步向导，适合生产和维护经理使用。 - 方便
自动提供数据和进行质量检查。无需复杂的数据预处理。 - 智能
选择最优的AI模型。自动建立模型和验证监测精度。 - 可靠
基于时间和状态的监测。利用目标变量的动态期望范围进行长期背景监测。 - 可定制
可自定义警告和警报，且异常情况的检测灵敏度可调。
数据记录提高了透明度，并带来了优化潜力。更长的装置正常运行时间则改善了整体过程。集成的警报管理可确保对过程参数变化作出快速响应，从而优化维护。所有这些措施都提高了过程和产品质量。moneo|RTM确保了详细的过程可视化。
效益
在未对现有PLC或软件进行任何更改或干预的情况下，成功实现了设备的数字化改造。
系统结构
- 速度监测
- 温度传感器
- 振动传感器
- 压力传感器
- 流量传感器
- IO-Link主站
操作界面
在moneo操作界面上可以了解过程概况。
该操作界面可方便用户浏览装置的相关过程值。
- 泵出口的当前流量（L/min）
- 泵出口的当前压力（bar）
- 振动数据概况（a-RMS，v-RMS，a-Peak）
- 运行时间计数器
- 泵电机表面温度（°C）
- 电机速度（rpm）与流量（L/min）的对比
分析
分析功能用于访问历史数据和对比不同的过程值。示意图显示了启动①、运行②和停止③时的典型特征曲线。
可以看到，速度和压力曲线几乎是相同的。系统中的流量略有滞后，这是由介质惯性所导致，属于正常现象。
- 蓝色 = 流量
- 白色 = 压力
- 绿色 = 速度
设置和规则：管理阈值
静态阈值
可以静态监测泵的不同参数，因为它们不受运行状态的影响。例如，在本案例中，电机温度不得超过50°C。通过设置静态警告和警报阈值，可以轻松实现这一点。
动态阈值（SmartLimitWatcher）
在本应用案例中，SmartLimitWatcher被用于监测泵的流量（目标变量）。
通过使用支持变量（泵压力、速度和加速度值），可以计算出相应的模型，创建围绕过程值的置信区间。它可定义不同运行状态下的流量阈值。
因此，可以通过参数（未激活、低、中和高）来调节高低警告和警报阈值的置信区间的灵敏度。这可实现隐藏任何误警告或误警报。
工单处理规则
该功能用于简单定义警告或警报触发后的处理：
- 电子邮件通知
- SAP集成
计算值
除了传感器的过程值外，moneo还会记录泵的运行时间。该功能可以利用“运行时间计数器”模板快速轻松地实施。
这需要描述运行状态的数据源②。在下面示例中，使用了速度信息并设置了以下阈值③：
- <50rpm，泵关闭
- >=50rpm，泵开启
- 运行时间计数器的名称
- 数据源
- 阈值
- 当前计数值/起始计数值（h）
