Měření průtoku: připraveno pro průmysl 4.0

Čtvrtá průmyslová revoluce nabízí výrazné úspory a zvýšení potenciálu využití výrobních zařízení prostřednictvím komunikace a přenosu dat založených na internetu. To platí i pro procesní průmysl. 

Digitalizace vytváří rámec pro propojení různých oblastí ve firmě. Umožňuje přenos dat v rámci výrobních, provozních a podnikových procesů v podniku a centralizovanou správu dat a informací v podnikovém cloudu (obr. 1). To znamená, že informace jsou konzistentně dostupné, kdekoliv a kdykoliv jsou třeba. Tak se tvoří základ pro řešení a aplikace, které zvyšují efektivitu, snižují náklady a zjednodušují procesy ve všech oblastech výroby.

V této souvislosti má zvláštní význam měřicí technika, protože působí jako „smyslový orgán procesní automatizace“. Musí být schopná tvořit most mezi fyzickými zařízeními a digitálním světem tím, že poskytuje do sítě data a služby a získává z ní pro sebe potřebné informace. 

Strategie NAMUR pro snímače průmyslu 4.0

Sdružení NAMUR vytvořilo strategický plán Roadmap Process Sensors 4.0, který popisuje, jaké charakteristiky by měly mít současné a budoucí inteligentní snímače. Tento plán identifikuje tyto požadavky na měřicí techniku připravenou pro průmysl 4.0:

• snímače musí být schopné komunikovat po Ethernetu (např. v sítích Profinet, EtherNet/IP, WLAN) s využitím webového serveru vestavěného v zařízení pro hladkou integraci do systému přes internet věcí (IoT),
• snímače a jejich aplikace musí mít schopnost těžit z dat, tj. identifikovat trendy a najít vzory chování v historických datech pro predikci kvality výroby nebo požadavků na údržbu měřicích zařízení,
• snímače musí být vybaveny autodiagnostikou a automatickým dohledem včetně výstupu standardizovaných diagnostických dat a varování pro prediktivní údržbu,
• snímače musí mít možnost rychlého a unikátního přístupu k dokumentaci zařízení, např. přímou integrací v paměti zařízení nebo vytvořením vazby na dokumentaci prostřednictvím oskenování ID přístroje nebo přečtením čipu RFID.

Připraveno pro průmysl 4.0 – připraveno na budoucnost

Charakteristiky inteligentních snímačů obsažené v doporučení NAMUR ukazují, která kritéria měřicích přístrojů musí být splněna, aby se o přístrojích mohlo tvrdit, že jsou „připraveny pro průmysl 4.0“. Například nový převodník pro snímače průtoku Proline 300 (obr. 2) splňuje tato kritéria ve všech ohledech:

• kromě připojení prostřednictvím provozních sběrnic, jako jsou Profibus-DP/PA, Foundation Fieldbus nebo Modbus, a protokolu HART/WirelessHART umožňuje i ethernetovou komunikaci v sítích Profinet, EtherNet/IP a WLAN,
• multifunkční senzory, např. Promass a Promag, poskytují nejen hodnotu měřeného průtoku, ale také hodnoty dalších procesních veličin a diagnostická data o stavu snímače a parametrech procesu,
• diagnostická data jsou dále zpracovávána v zařízení využívající Heartbeat Technology a mohou být přenášena do velkokapacitního úložiště pro pozdější hloubkovou analýzu.

Stejně jako tradiční diagnostická data podle NAMUR NE 107 nabízí Heartbeat Technology s hodnotou HBSI (Heartbeat Sensor Integrity) také jednoznačnou diagnostiku trendů abraze snímače bez rizika chybné interpretace. To umožňuje operátorům nebo vedoucím závodu plánovat údržbu a zabraňuje neočekávaným selháním.

Více informací o nových převodnících pro snímače průtoku a jejich připravenosti pro průmysl 4.0 zájemci najdou na YouTube: https://youtu.be/LsbHx-0NKEU. 

Skutečně prediktivní údržba

Jedním z nejčastěji diskutovaných příkladů využití nástrojů průmyslu 4.0 je prediktivní údržba, která zabraňuje neplánovaným odstávkám a umožňuje lépe plánovat servisní zásahy na zařízení.

V tomto případě jsou odpovídající diagnostická data přenášena prostřednictvím dodatečného rozhraní WLAN ze zařízení přímo do cloudu zákazníka, kde jsou dále zpracovávána. Tento přenos je paralelní k běžnému přenosu naměřených hodnot do řídicího systému a nijak jej nemůže rušit. Kombinace moderních diagnostických parametrů, např. HBSI u senzorů Promass, dovoluje předpovídat, kdy bude průtokoměr příště nutné vyčistit nebo kdy jej bude třeba vyměnit za nový. To odstraňuje riziko nesprávné interpretace, a přitom není vyžadována složitá analýza trendů.

Technici údržby obdrží na své mobilní telefony zprávu o tom, jaká je rezerva opotřebení snímače a jaký je doporučený termín příštího servisního zásahu. To snižuje náklady na údržbu a zvyšuje dostupnost výrobního závodu snížením rizika neočekávaného přerušení procesů. 

Okamžitý mobilní přístup k provozním informacím

Mnozí to dobře znají: objeví se alarm a následuje horečný shon a hledání informací, co se vlastně stalo a jak se vrátit do běžného provozního stavu. Rychlá a snadná dostupnost odpovídajících informací o tom, jak problém vyřešit a jak provést opravu, výrazně zrychluje proces odstranění závady. Aplikace Endress+Hauser Operations je nástroj, který umožňuje přímý přístup ke všem relevantním informacím o přístroji oskenováním QR-kódu, jenž je na přístroji umístěn, nebo přečtením čipu RFID.

Aplikace Endress+Hauser Operations poskytuje pracovníkům v provozu možnost zkontrolovat nainstalovaná zařízení a stáhnout si potřebné informace, např. o náhradních dílech nebo termínech servisu a výměny komponent snímače, nebo si přečíst návod k obsluze. Stačí zadat výrobní číslo nebo naskenovat QR-kód na typovém štítku. Technik v provozu může z aplikace také okamžitě odeslat e-mailem požadavek do oddělení zásobování na rychlé objednání náhradního dílu.

Všechny informace o nainstalovaných přístrojích jsou uloženy v centrální databázi přístrojů společnosti Endress+Hauser. Pro každý typ zařízení je zde k dispozici kompletní dokumentace v několika světových jazycích.

Aplikaci Endress+Hauser Operations si mohou zájemci na své mobilní zařízení nainstalovat zdarma. Je k dispozici pro iPhone, iPad a Android. Nejsnazší cesta k ní vede přes QR-kód na obr. 3: po jeho oskenování a přečtení se nabídne stažení z App Store nebo Google Play. 

Přístup prostřednictvím webového portálu

K dispozici je také webový W@M Portal, který umožňuje v reálném čase monitorovat data z provozních přístrojů. Rychlý přístup ke správným informacím z notebooku i počítače urychluje opravy nebo výměny přístrojů. Prostřednictvím portálu je k dispozici také technická dokumentace, osvědčení o kontrolách a kalibrační listy. Aktuální údaje umožní spolehlivé plánování údržby. Do databáze portálu je rovněž možné zahrnout informace o zařízeních třetích stran (např. ventily, čerpadla).

Data přitom mohou být uložena na serveru Endress+Hauser, kde se firma stará o jejich dostupnost a aktuálnost, nebo na lokálním systému zákazníka (W@M Enterprise). W@M Portal je možné snadno integrovat do stávajících počítačových systémů pro řízení údržby (CMMS) a softwaru Endress+Hauser pro správu přístrojů, jako jsou FieldCare a Compucal. 

(Endress+Hauser Czech, s. r. o.)

Obr. 1. Digitalizace propojuje všechny procesy ve firmě

Obr. 2. Sortiment průtokoměrů s převodníky Proline 300 a Proline 500

Obr. 3. Aplikaci Endress+Hauser Operations si lze stáhnout zdarma po naskenování QR-kódu