System monitorowania temperatury, wilgotności oraz CO2 od Produal i Unitronics

Jesteś menadżerem produkcji, przychodzisz do pracy o 7 rano i pierwszy mail, który widzisz jest od działu logistyki. Mówi o tym, że cała partia wyprodukowanego nadzienia krówkowego jest do... wyrzucenia.

Dlaczego tak się stało?

Nikt nie wie. Pewnie było przechowywane w złej temperaturze, ale jak to teraz sprawdzić, skoro czujnik temperatury i wilgotności jest głęboko w chłodni bez połączenia z komputerem i bez archiwizacji danych?

Po co nam monitoring temperatury?

Powyższa sytuacja miała miejsce nie raz u naszego klienta, producenta krówek. Po zaledwie dwudniowym wdrożeniu prostego systemu monitorowania temperatury składającego się z 6 bezprzewodowych czujników rozsianych po części hali produkcyjnej i monitorowania temperatury przez kilka dni, udało się znaleźć przyczynę problemu.

Był nim źle działający i rozkalibrowany czujnik temperatury w chłodni, który ponadto nie miał funkcji archiwizacji danych.

Co jakiś czas pracownik produkcji przychodził do chłodni i odczytywał dane pomiarowe zapisując je na kartce, zamiast mieć odczyt co 15min i codzienny automatycznie generowany raport wysyłany na maila. Gdyby menadżer dostawał taki raport, wiedziałby o której dokładnie godzinie warunki w chłodni nie są w normie i miał możliwość szybkiej reakcji. Omawiana awaria poprzedniego urządzenia pomiarowego kosztowała klienta kilkukrotnie więcej niż nasz system monitorowania temperatury i wilgotności.

Czy w przemyśle spożywczym jest miejsce na takie nieplanowane wydatki?

Po co nam czujniki bezprzewodowe?

W powyższym przykładzie na największe uznanie zasługuje fakt, że cała sieć czujników działa bezprzewodowo. Nie trzeba prowadzić kabli zasilających ani sygnałowych do sensorów temperatury i wilgotności. Zaoszczędza nam to czas i koszt wdrożenia, pomijając fakt, że do takiej obudowanej grubymi ścianami chłodni trudno dostać się przewodem nie tracąc na jej właściwościach oraz nie naruszając jej gwarancji.

Wyobraźmy sobie teraz inny przypadek: w jednym z naszych obiektów np. hali produkcyjnej, magazynie, biurze chcemy zbierać pomiary w 20 pomieszczeniach lub punktach. W przypadku czujników przewodowych musimy doprowadzić do każdego z nich co najmniej 2 żyły (maksymalnie 8) i wpiąć je do jakiegoś sterownika/urządzenia, które zbiera dane. Jest to proces czasochłonny i drogi.

W takich przypadkach bezprzewodowe urządzenia pomiarowe to idealne rozwiązanie.

Czujnik temperatury - garść specyfikacji i konfiguracja

 

Sensory temperatury i wilgotności oraz CO2 (dwutlenek węgla) od Produal zasilane są z baterii Li-SOCl2 (litowo-chlorkowo-tionylowej), której żywotność wynosi od 2 do nawet 7 lat w idealnych warunkach. Oczywiście istnieją też wersje na zasilanie 24VAC/DC. Czujniki podają wartości w stopniach Celsjusza, wilgotność względną powietrza w procentach oraz stężenie CO2 w ppm (jakość powietrza).

Możliwość zbierania danych z bezprzewodowych czujników zapewnia nam stacja bazowa WBU, która pozwala na podłączenie do 100 czujników. Parowanie czujników z WBU oraz konfiguracja takich parametrów jak:

• COV (change of value - czujnik wyśle informacje do WBU, jeśli dana wartość zmieni się o zadaną ilość),
• offset (przydatne do kalibracji czujnika),
• wymuszenie wysyłania danych (alternatywa dla COV),

dokonuje się w prosty sposób za pomocą smartfona w aplikacji na Androida, Produal MyTool.

Jak czujniki komunikują się między sobą?

Bardzo łatwo: dzięki sieci Mesh w paśmie 2,4GHz (to samo co WiFi, ale inny kanał). Czujnik automatycznie znajduje najlepszą i najkrótszą drogę do stacji bazowej i każdy czujnik jest de facto repeaterem sygnału zwiększającym przy tym zasięg i pokrycie obszaru siecią Mesh. Jeśli czujnik z jakiejś przyczyny straci zasięg, po chwili ponownie szuka drogi do stacji bazowej łącząc się z nią poprzez inny czujnik.

Jak odbierać i wizualizować zebrane dane w czasie rzeczywistym?

Stacja WBU posiada wbudowaną pamięć, kilka wejść/wyjść (w tym temperatury) oraz, co najważniejsze, komunikację Modbus RTU (RS485) oraz Modbus TCP/IP, co umożliwia przesyłanie danych do nadrzędnego miejsca takiego jak:

• system monitoringu,
• SCADA,
• sterownik PLC.

Jeśli zdecydujemy się na rozwiązanie od Unitronics, otrzymamy piękne wizualizacje i archiwizację danych w chmurze, o czym napiszę w następnej sekcji.

Monitorowanie temperatury w magazynie

Wyobraźmy sobie, że mamy wielki magazyn o powierzchni 7ha. Dużo, prawda? W magazynie pracuje ponad 700osób. Magazyn podzielony jest na kilkanaście małych obszarów i każdy obszar ma swojego kierownika. Do celów statystycznych, dział logistyki chce monitorowania temperatury i wilgotności w każdym obszarze. Po wstępnych kalkulacjach wychodzi na to, że system monitoringu będzie się składać z ok. 80 punktów pomiarowych, głównie z pomiarem temperatury. Najczęściej pomiar temperatury będzie wykonywany na wysokości 1,6 m, jednak zdarzają się punkty, gdzie czujnik będzie zainstalowany na 2, 10 czy nawet 50m (w magazynie wysokiego składowania).

Jak w takiej sytuacji zrealizować taki system?

Normalnie w każde miejsce trzeba by było dociągnąć przewód zasilający oraz sygnałowy, co wiązałoby się z większą ceną i czasem montażu. A kto lubi płacić więcej za dłuższy czas wdrożenia?

W opisywanym przypadku montaż 80 bezprzewodowych czujników temperatury i wilgotności zajął 3 dni, łącznie z konfiguracją czujników do komunikacji ze stacją bazową WBU.

Wymagania działu logistyki co do funkcjonalności i wizualizacji systemu

Mamy działający system monitorowania temperatury, ale dane pomiarowe zbierane z powyższych 80 czujników przydałoby się zwizualizować. Wymagania działu logistyki były następujące:

• dostęp do wizualizacji przez przeglądarkę internetową,
• wysyłanie wiadomości sms w celu alarmowania o przekroczonych progach temperatury,
• dzienne powiadomienie mailowe z raportami w formie Excela,
• zdalny dostęp do danych z każdego miejsca,
• bezpieczeństwo danych w postaci logowania się loginem i hasłem do panelu z wizualizacją i danymi.

Zadanie zostało zrealizowane z pomocą chmury Unicloud od Unitronics.

Więcej o naszym systemie przeczytasz tutaj: https://info.elmark.com.pl/monitoring-w-systemie-unicloud

Monitoring temperatury i wilgotności w chmurze

Unicloud to oprogramowanie oparte na AWS (Amazon Web Services) działające w chmurze do:

• archiwizacji danych ze wszystkich naszych obiektów (budynków, maszyn itd.),
• wizualizacji danych,
• zdalnego dostępu,
• sterowania instalacją,
• alarmowania o niecodziennych sytuacjach na obiekcie.

Platforma pozwala na logowanie się do wizualizacji i naszych danych przez przeglądarkę internetową co umożliwia monitorowanie temperatury i innych parametrów w każdym pomieszczeniu w budynku czy magazynie.

Każdy użytkownik posiada swój login i hasło oraz przypisane mu przez założyciela organizacji (założyciela głównego konta) role i uprawnienia. Dzięki temu w łatwy sposób możemy ograniczyć dostęp do danych np. do tylko jednego pomieszczenia z kilkunastu dostępnych w danym budynku.

Powiedzmy, że chcemy porównać temperaturę panującą w kilku pomieszczeniach. Najłatwiej zwizualizować to na wykresie liniowym (czas konfiguracji wykresu to około 3 min):

Możemy wybrać przedział czasu oraz nazwy pomieszczeń, których temperatury chcemy porównywać, z listy rozwijanej.

Jeśli wilgotność, temperaturę, czy inny parametr chcemy pokazać inaczej niż na wykresie, możemy użyć:

• słupków,

  

• wskaźników,

  

• wartości,

  

Warto wspomnieć, że nasz system chmurowy sam wyliczy wartość maksymalną, średnią i minimalną w danym okresie (jak wyżej na załączonym obrazku).

System prosty w konfiguracji

Myśląc "system monitorowania temperatury" często wyobrażamy sobie skomplikowane i trudne do wdrożenia rozwiązania. Niekiedy do stworzenia odpowiedniej aplikacji potrzebujemy programistów i inżynierów.

Po co tracić na to czas i pieniądze?

Unitronics konstruując system chmurowy Unicloud zadbał o to, aby tworzenie wizualizacji naszych parametrów w pomieszczeniu odbywało się szybko, łatwo i przyjemnie. Użytkownik bez żadnej wiedzy programistycznej loguje się poprzez przeglądarkę internetową na swoje konto Unicloud i tworzy Dashboardy, do których dodaje widgety (kafelki z tekstem, liczbami, wykresami). Robi to za pomocą zwykłego „Przeciągnij & Upuść”, potem wskazuje dane, z których dany widget ma korzystać (ma wyświetlać) i gotowe. Po zapełnieniu Dashboardu potrzebnymi danymi mamy w pełni funkcjonalne monitorowanie i wizualizowanie parametrów środowiskowych.

Czas wdrożenia

Prześledźmy to na przykładzie. W średniej wielkości systemie do monitorowania temperatury liczącego ok. 30 czujników to należy wziąć pod uwagą kilka apsektów:

• zainstalowanie 30 czujników bezprzewodowych,
• konfiguracja czujników ze stacją bazową WBU,
• zaprogramowanie sterownika PLC do przesyłania danych do chmury Unicloud,
• stworzenie wizualizacji pomiarów w chmurze.

Bazując na kilku ostatnich wdrożeniach czas integracji systemu wyniósł średnio tydzień.

Szybko, prawda?

Podsumowanie

Jeśli poszukujesz rozwiązania do monitorowania temperatury, wilgotności i innych parametrów środowiskowych w Twoich biurach, halach, fabrykach to dobrze trafiłeś.

Z Produal i chmurą Unicloud masz gwarancję:

• szybkiego wdrożenia,
• łatwego montażu (nie doprowadzamy przewodów, czujniki są bezprzewodowe),
• pięknych wizualizacji w Twojej przeglądarce,
• alarmów i automatycznych raportów w formacie Excel i PDF wysyłanych na maila,
• zdalnego dostęp do wszystkich Twoich obiektów.

A jeśli zastanawia Cię, jak nasze rozwiązanie może pomóc w monitorowaniu i raportowaniu wskaźników ESG to zajrzyj do tego artykułu: https://www.elmark.com.pl/blog/jak-esg-wplywa-na-biznes

Chcesz dowiedzieć się czy system monitorowania temperatury sprawdzi się w Twoich obiektach?

Napisz do nas! Bezpłatnie otrzymasz do przetestowania gotowy system i oprogramowanie. Całość, złożona z kilku rejestratorów pozwoli na monitorowanie temperatury i wilgotności przez cały okres trwania testów!