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  1. moneo:IIoT平台
  2. 应用案例

使用moneo RTM监测生产过程中的空气过滤器

过滤器状态的可视化和分析

ifm prover gmbh的中央通风系统需要监测,这包括用于送风和排风的过滤器以及地下室和一楼的工作站排风系统的过滤器。简单来说,过滤器是系统中的一种阻力装置。介质中的异物将堵塞过滤器的网孔,进一步提升阻力,进一步提升阻力。因此,虽然压力保持不变,但流量会下降,从而会逐渐加剧对系统性能的影响。虽然可以通过提高输送压力来送风,但这会增加能耗。根据所需的过滤器性能不同,必须考虑和决定具体案例中更换过滤器的正确时机。

生产过程中的过滤器监测应用案例:

  • 产品和过程质量保证
  • 优化能耗
  • 维护工作的组织
  • 满足空气质量要求(粉尘、空气纯度、抽气效率)

最初情况:

按照固定的周期对通风过滤器进行维护。没有中央监测系统,也不会发出需要更换过滤器的警示(电子邮件、工单)。当前的状况仅可在过滤器上的装置中进行本地查看。因此,过滤器都是过早或过晚更换,并导致了过滤器更换、弃置、能耗和停机方面的额外运营成本。由于缺乏相关数据,无法通过分析来优化故障检测(过滤器断裂、未安装、堵塞)等。有望通过存储历史数据进行改善。

项目目标:

实施按需更换过滤器策略,并从基于时间的维护过渡到基于状态的维护。该优化将通过自动化监测和显示过滤器状态实现。

实施:

在ifm prover gmbh,moneo RTM安装在服务器上。IO-Link主站通过内部VLAN连接至服务器,传感器则通过IO-Link连接至主站。在过滤器上安装带模拟量输出的差压传感器。输出信号通过IO-Link转换器(DP2200)转换为IO-Link过程值,并传输至带IoT接口的IO-Link主站(例如AL1350)。

moneo RTM通过该IO-Link主站周期性地记录过程值。通过这种方式收到的模拟量电流值在转换为单位为帕斯卡的过程值后,利用“计算值”功能进行进一步处理。该过程值与实际的传感器对应。

过滤器更换的阈值从相关的袋式过滤器的数据表中获取,并在moneo RTM中配置为限值。为了避免发生紧急情况,工单处理规则区域保存了相应的用户组,他们在超出限值时会收到相应通知,从而更换过滤器。

结果:

通过实施永久的过滤器监测,实现了内部过程优化,并从基于时间的维护过渡为基于状态的维护。由于能够及时检测到故障,可以保证机器的正常运行时间并提升质量。

通过及时警示更换过滤器的需求(电子邮件、工单),提升了过程质量。新维护策略可持续地降低了环境影响和运营成本(能源、维护、材料)。

通过记录维护工作和保存历史数据,可以获得足够的数据信息,从而能在未来分析过滤系统的优化可能。对于维护人员而言,他们可以根据客户的具体情况轻松地调整应用,并可对过程值(差压、特定的单位转换)进行计算。moneo RTM的使用成功避免了机器和抽气系统的继发性损坏。

结果:

利用moneo RTM,可以实现所有目标:

  • 在操作面板上获得装置的概览和详细信息
  • 记录数据用于进一步优化
  • 分析数据记录的可能
  • 永久监测过滤器状态
  • 当发生超出阈值的情况时发出电子邮件通知

系统结构

  1. 带4…20mA输出的差压传感器
  2. 用于4...20 mA模拟量信号的评估系统和显示器(DP2200)
  3. IO-Link主站(AL1350)

操作面板

在moneo操作面板上可以了解过程概况。可以通过交通灯显示器轻松监视当前的装置状态。在本案例中,清晰显示了4个被监测的过滤器,并可快速概览其当前状态。

另外还创建了一个操作面板,可以在其中使用不同的可视化工具详细显示单个过滤器的当前参数。

  1. 差压传感器的原始模拟量值(单位为mA)
  2. 计算的差压值(单位为Pa)
  3. 显示的差压曲线
  4. 当前过滤器状态的交通灯显示器

分析

分析可用于查看进一步详情。进行长期评估时,可以回溯分析装置的运行时间。

  1. 装置运行
  2. 装置未运行

通过进行各种评估,可以得到短期的趋势信息。例如在本案例中,可以观察所有4个传感器在2天内的差压情况。可视化工具表明,随着差压逐渐上升,一楼排气系统的过滤器(紫线)正在缓慢堵塞。

  1. 紫线,一楼排气系统过滤器差压

任务和工单:启用/停用阈值

管理阈值

用户利用moneo RTM中的该功能可以为每个过程值设置单独的阈值。在本应用中,通过设置阈值,可以在需要更换过滤器时及时通知维护人员。

当达到警告阈值时,将通知相关人员需要更换过滤器,使其可以制定相应的计划。过滤器最晚在达到警报阈值时必须更换。

在风扇的启动阶段,通常会发生过冲现象,因此会短时间超出阈值。为了避免短时间过冲导致的误警报或误警告,可以设置响应延迟。

  1. 警告上限
  2. 警告阈值的延迟时间
  3. 警告下限
  4. 警报阈值的延迟时间

管理工单处理规则

可以使用工单处理规则向导,轻松定义警告和警告规则。在以下示例中,当达到警告和警报阈值时,将向维护部门的一组电子邮件接收人发出通知,同时建议近期或立即更换过滤器。

  1. 定义阈值(5)和数据源(6)
  2. 定义使用哪种规则
  3. 定义警告或警报的急迫性
  4. 定义电子邮件的接收人
  5. 定义相关的阈值
  6. 定义相应的数据源

moneo内生成的电子邮件已经包含工单信息:

  • 受影响的数据源
  • 超出或未达到的数值
  • 工单优先级
  • 时间戳

计算值:

“计算值”功能用于进一步处理过程数据。在本应用案例,将传感器提供的模拟量电流信号转换为单位为帕斯卡的压力值。4mA数值对应0Pa,20mA对应500Pa。

压差[Pa] = (模拟量电流值形式的压差[mA] - 4mA) * (500 Pa / 16 mA)

  1. 传感器模拟量电流值形式的压差(4...20mA)
  2. 传感器最大测量范围(500Pa = 20mA)
  3. 模拟量电流值之差(20 mA - 4 mA = 16 mA)
  4. 模拟量值偏差(4...20 mA到0...16 mA)
  5. 计算电流值转换为帕斯卡值的因子
  6. 电流值(0...16 mA)乘以因子
  7. 得到单位为帕斯卡(Pa)的压差结果