Sprężone powietrze pod lupą. Niewidzialny parametr jakości w cleanroomach
ifm electronicW środowiskach cleanroom – czyli w pomieszczeniach o ściśle kontrolowanej czystości powietrza i parametrów środowiskowych – nawet drobne odchylenia procesu mogą prowadzić do kosztownych strat jakościowych. Tymczasem sprężone powietrze, jedno z kluczowych mediów produkcyjnych, potrafi odpowiadać nawet za 30% zużycia energii w zakładzie, a jednocześnie do 40% jego objętości bywa tracone przez nieszczelności instalacji. Bez odpowiedniego monitoringu te straty pozostają niewidoczne – aż do momentu, gdy zaczynają przekładać się na niezgodności jakościowe i stabilność produkcji.
Powiązane firmy
Sprężone powietrze bywa traktowane jako medium „oczywiste” – dostępne, wszechobecne i stosunkowo łatwe w użyciu. W rzeczywistości jednak jego jakość i stabilność mają bezpośredni wpływ na przebieg procesów technologicznych, szczególnie w środowiskach o wysokich wymaganiach czystości.
W branżach obejmujących farmację, biotechnologię czy produkcję elektroniki sprężone powietrze zasila kluczowe elementy infrastruktury – od siłowników i zaworów, po systemy dozowania i transportu. W przemyśle spożywczym często ma ono kontakt pośredni z produktem, np. podczas wydmuchu, pakowania czy transportu pneumatycznego. W każdym z tych przypadków niestabilność parametrów może prowadzić do zaburzeń procesu, a w konsekwencji do odrzutów produkcyjnych.
Kontrola parametrów w czasie rzeczywistym
– Podstawowym wyzwaniem w zarządzaniu sprężonym powietrzem nie jest dziś jego dostępność, lecz kontrola parametrów w czasie rzeczywistym. W instalacjach, które rozrastają się wraz z zakładem, coraz trudniej jest jednoznacznie określić, gdzie i w jaki sposób medium jest wykorzystywane oraz czy odbywa się to zgodnie z założeniami projektowymi – wskazuje Piotr Szopiński, kierownik działu technicznego w spółce ifm electronic.
To właśnie w tym zakresie monitoring przepływu zyskuje na znaczeniu. Dzięki zastosowaniu czujników przepływu – takich jak seria SD firmy ifm, które łączą pomiar przepływu, temperatury oraz ciśnienia w jednym urządzeniu – możliwe jest nie tylko bieżące śledzenie zużycia sprężonego powietrza, ale przede wszystkim identyfikacja źródeł strat i anomalii procesowych.
– Monitoring umożliwia wykrywanie nieszczelności, które odpowiadają za znaczną część strat energii, a także identyfikację niekontrolowanego zużycia wynikającego np. z rozregulowania maszyn. Pozwala również diagnozować niestabilności procesu – objawiające się nagłymi skokami poboru powietrza – oraz odchylenia od parametrów projektowych, które mogą wpływać na jakość produkcji – dodaje Piotr Szopiński.
Uzupełnieniem pomiaru przepływu są czujniki ciśnienia, takie jak rozwiązania ifm z serii PN (np. PN7014 czy PN7514), które pozwalają monitorować stabilność instalacji pneumatycznej i szybciej identyfikować odchylenia wpływające na pracę maszyn oraz warunki procesowe w strefach o podwyższonych wymaganiach czystości.
Praktyczne podejście do instalacji
O skuteczności monitoringu decyduje przede wszystkim rozmieszczenie punktów pomiarowych. W zależności od celu, czujniki przepływu mogą być instalowane bezpośrednio na maszynach – gdzie umożliwiają kontrolę zużycia w konkretnym procesie – lub na odgałęzieniach instalacji zasilających całe linie produkcyjne. Coraz częściej stosuje się podejście systemowe, w którym monitoring obejmuje całą instalację sprężonego powietrza. Pozwala to porównać ilość medium wytwarzanego z jego rzeczywistym zużyciem, co stanowi podstawę do identyfikacji strat i optymalizacji energetycznej.
MOŻE ZAINTERESUJE CIĘ TAKŻE
Analiza trendów
Nowoczesne czujniki przepływu, w tym rozwiązania ifm z serii SD, dostarczają znacznie więcej informacji niż tylko wartość chwilowego przepływu. Użytkownik ma dostęp do danych dotyczących bieżącego zużycia, wartości skumulowanych, a także temperatury i ciśnienia medium.
– Z punktu widzenia jakości produkcji istotna jest nie tyle sama rejestracja danych, co ich interpretacja. Analiza trendów pozwala wykryć pogarszanie się parametrów instalacji, zanim przełoży się ono na realne problemy produkcyjne – wyjaśnia Piotr Szopiński.
Coraz częściej takie dane trafiają do systemów nadrzędnych, takich jak platforma IIoT moneo od ifm, która umożliwia ich agregację, wizualizację oraz zaawansowaną analizę. Pozwala to tworzyć przejrzyste dashboardy, monitorować zużycie mediów i szybko identyfikować odchylenia od założonych parametrów procesu.
Element większego systemu
W nowoczesnych zakładach przemysłowych monitoring sprężonego powietrza nie funkcjonuje w izolacji. Dane z czujników przepływu, ciśnienia i temperatury są integrowane z systemami automatyki – od sterowników PLC, przez systemy SCADA i HMI, aż po platformy zarządzania energią i mediami.
Rozwiązania ifm, dzięki standaryzowanej komunikacji i integracji z IO-Link, umożliwiają stosunkowo łatwe włączenie pomiarów do istniejącej architektury automatyki. W efekcie dane przestają być jedynie informacją diagnostyczną, a stają się podstawą do podejmowania decyzji operacyjnych i optymalizacyjnych.
Niewidzialny czynnik
Monitoring sprężonego powietrza pozostaje często w cieniu bardziej oczywistych elementów kontroli jakości, takich jak systemy filtracji czy zarządzanie czystością powietrza. Tymczasem to właśnie stabilność mediów procesowych w dużej mierze decyduje o powtarzalności produkcji.
Włączenie rozwiązań takich jak czujniki przepływu, ciśnienia oraz platformy analityczne ifm do systemu kontroli nie jest więc jedynie działaniem optymalizacyjnym, lecz coraz częściej staje się standardem w zakładach o wysokich wymaganiach jakościowych. W praktyce oznacza to przejście od reaktywnego zarządzania infrastrukturą do świadomego, opartego na danych sterowania procesem – a w środowiskach cleanroom, gdzie nawet niewielkie odchylenia nie pozostają bez konsekwencji, taka kontrola przestaje być opcją, a staje się koniecznością.
Źródło: ifm electronic
