Viljakuivurin etäseuranta 9.9.2019 – Posted in: IoT ratkaisut – Tags: , , , , , , , , , , , , , , ,

Lukuaika noin 4min

Viljakuivurin etäseuranta Energomonitor IoT järjestelmän avulla

Viljatilalla Urjalassa haluttiin kasvattaa nykyisen viljakuivaamon kapasiteettia, koska se ei aina riittänyt sadonkorjuun aikaan elokuussa. Viljaa saatiin puitua pelloilta nopeammin kuin sitä ehdittiin päiväsaikaan kuivattamaan öljykäyttöisellä kuivurilla, ja näin kuivaamosta syntyi prosessin pullokaula. Kuivurikauppiaat ehdottivat 50-100k€ investointia uuteen isompaan viljakuivuriin.

Tässä vaiheessa apuun tuli OmaVahdin Energomonitor lämpötilojen omavalvonta ja sähkönkulutuksen mittausjärjestelmä. Viljakuivurin kapasiteetin nostamiseksi lämpötilojen etäseuranta ja hälytykset auttavat kuivastusajan minimoinnissa ja mahdollistavat kuivurin käytön myös yöllä. Ongelma ratkaistiin viljan kuivausprosessin tarkemman mittauksen ja etävalvonnan keinoin alle 500€ investoinnilla.

 

1. Lämpötilojen omavalvonta

Viljakuivuriin puhallettavan tuoreilman lämpötilan pitää olla riittävän korkea ja ilmankosteus on alhainen, jotta viljasta sitoutuu kuivaustusilmaan paljon kosteutta mahdollisimman lyhyessä ajassa. Poistoilman kosteuden laskiessa riittävän alhaiseksi, tiedetään että viljaerä on riittävän kuiva ja seuraava etä voidaan ottaa kuivatukseen. Ilmankosteutta on kuitenkin hankala mitata, koska poistoilmassa on paljon pölyä. Mekaanisen ilmankosteumittarit eivät toimi luotettavasti näissä olosuhteissa, joten mittaus päätettiin toteuttaa Energomonitor 3-piste lämpömittarilla. Kokemuksen perusteella poistoilman lämpötilasta pystytään arvioimaan milloin viljaerä on riittävän kuiva ja lämmin, jotta se voidaan siirtää jälkikuivaukseen. Etävalvonnan avulla kuivurin käyttöä saatiin tehostettua ottamalla se myös yökäyttöön.

Alla kursiivilla tekstillä on viljatilallisen kuvaus kuivurin toiminnasta.

”Jos lämmitetään vakioteholla kannattaa mieluummin puhaltaa pienempi määrä +80C ilmaa kuin isompi määrä +50C ilmaa. Kuivaus- ja poistoilman lämpötilan etäseurannalla ja historia graafeja tutkimalla pystytään ilmamäärä säätämään mahdollisimman suureksi myös öiseen aikaan kuivausta varten. Tähän ongelmaan on kuivurivalmistaja laitetoimittajalla ratkaisu – Vakiolämmönsäädin. Sitä en ole kuivaamooni asentanut. Se säätää jatkuvasti imuilman kuristusta eli ilmamäärää niin että poltin polttaa jatkuvasti täydellä teholla öljyä ja ilmaläppä säätyy automaattisesti varmistaen lämpötilan säilymisen tavoitellussa (korkeassa) arvossa.”

”Haen lämpötilan etäseurannalla ensisijaisesti kuivaamon etävalvontaa. Poistoilman lämpötilan käyrästä pystyn ennakoimaan tulevan eränvaihdon (käyrän kulmakerroin) ja näkemään kun kuivausautomatiikka on siirtynyt jäähdytykselle. Siitä tiedän milloin kannattaa lähteä eränvaihtotöihin toisessa osoitteessa sijaitsevalle kuivaamolle. Poistoilman lämpötila on +28 – +37C välillä kuivatuksen ollessa käynnissä ja kääntyy laskuun jäähdytyksen alkaessa. Jäähdytysvaiheessa viljamassan läpi ajetaan lämmittämätöntä ilmaa reilun tunnin ajan, kunnes koko viljaerä on kiertänyt kuivauskennojen kautta ja viljan lämpötila laskenut riittävästi. Imuilmaa kuristavan läpän olen laittanut kääntymään automaattisesti auki asentoon jäähdytyksen alkaessa. Jäähdytysaikaa olen saanut tällä keinolla merkittävästi pienennettyä.

Poistoilman lämpötilan mittaus ei ole ollut aivan tunteeton ulkoilman lämpötilalle. Lieneekö syynä mittausanturin sijainti poistokanavassa tai poistokanavan eristämättömyys. Jos olen saanut säädettyä poistoilman lämpötilan raja-arvon jäähdytyksen alkua varten oikeaksi lämpimällä kelillä, on tarvittava säätöarvo aavistuksen pienempi 20C kylmemmässä.

Tulevan ilman lämpötilan mittausta käytän uunin toiminnan valvontaan. Näen siitä mahdolliset polttimen häiriöt, esimerkiksi silloin kun olen kuristanut ilmamäärää liian paljon tai säätänyt tuloilman lämpötilan liian korkeaksi ja uuni siirtyy silloin hetkeksi jäähdytykselle (turvakytkin toimii). Pian uuni jo lämmittääkin taas ja oma virheellinen säätö saattaa jäädä huomaamatta. Kun kuivausilman lämpötilan pitää tavoitellun korkeana, on viljakuivatus yölläkin mahdollista ja kohtalaisen taloudellistakin.

Kuivaamalla energiatehokkaasti: kuivausilman korkea lämpö, kuivaamalla vain riittävästi, oikea kosteus ja pysäytysajankohta, ennakoimalla vaihtoajankohdat, käyttämällä puskurivarastoja, pystytään pienelläkin viljankuivaamolla hoitamaan isohkot kuivatustarpeet ilman lisäinvestointia kuivaamoon.”

 

2. Sähkön kulutusmittaus

Viljakuivurin puhaltimet kierrättävät ilmaa tasaisesti koko kuivaksen ajan. Niiden sähkönkulutus on hyvin tasaista. Energomonitor Powersense sähkönkulutusmittareilla kanavapuhaltimien toimintaa voidaan valvoa koko ajan. Mikäli sähkönkulutus poikkeaa normaalin kulutuksen ylä- tai alapuolelle, niin järjestelmä lähettää automaattisesti sähköpostia isännälle.

”Laitan toki sähkökulutuksen mittauksen kuivaamoon kiinni. Odotan mielenkiinnolla mitä havaintoja se tuo tullessaan. Paljonko esimerkiksi elevaattori vie täytenä tai puolityhjänä kulkiessaan, samoin kuivausilman puhallin imuilmaa kuristaen tai vapaasti. Sähköverkkoyhtiö Elenian palvelusta voi toki mittaritasolla näitä yrittää myös seurata, mutta viive on pari päivää ennen kuin tiedot on nettiportaalissa käytettävissä.”

”Yllä on esimerkki elevaattorin kuormituksen seurannasta. Onhan tuosta mahdollista lukea vaikka se, milloin jyvät on loppuneet elevaattorista ja laite pyörii tyhjää.”

 

3. Öljynkulutus mittaukseen

Parantaaksemme kuivausprosessin energiatehokkuutta edelleen, mietimme myös polttoiöljyn kulutuksen reaaliaikaisen mittauksen lisäämistä järjestelmään. Öljymittarin pulssilähdöstä voidaan lukea ilmpulssien määrä Energmonitor Relaysense pulssilukijalla, ja näin öljynkulutuksesta saadaan tietoa 90s välein. Toisaalta tiedon saa selville seuraamalla öljypolttimen sähkökulutusta, jolloin pystytään mittaamaan minuuttikohtainen käyntiaika. Polttimen öljynkulutus tunnissa on kuitenkin vakio, ja viljankuivurin toiminnan kannalta kiinnostava tieto on tunti ja vuorokausikohtainen öljynkulutus.

Olen seurannut öljynkulutusta kuivaamon käyttötuntilaskurista. Se toki on vain osatotuus, sillä jos olen kuristanut ilmaa liiaksi (järjestelmässä ei ole vakiolämpöautomatiikkaa) ulkoilman viilenemisen varalta, alkaa lämpimällä ilmalla termostaatti pätkiä kaksliekkipolttimen toista liekkiä. Eli vuoroon täysillä teholla, vuoroon ehkä 60% teholla. Tuon öljynkulutuksen mittauksen voisi helposti tehdä litrojen mittaamisen lisäksi erillisillä polttimen liekkien käyttötuntilaskureilla. Kiinnostavaa on tutkia kulutetun öljyn määrää kuivauserää ja kuivatettua viljatonnia kohti. Kuivurikoneisto olisi kiva toki olla vaaka-antureiden varassa, vaan kun ei ole niin mitataan sitten viljan tilavuuspaino ja montako senttiä kuivaamo on vajaana, niin laskemastani taulukosta näen tonnit.”

Alla linkkejä järjestelmän laitteisiin

Energomonitor keskusyksikkö, Energomonitor Powersense, Energomonitor Thermosense 3-pistelämpömittari

Onko tilallasi vastaava haaste viljankuivauksen prosessin seurannan kanssa tai mietit kuinka maatilan laitteiden toimintaa voisi tehostaa ? Ota rohkeasti yhteys, laita sähköpostia tai soita OmaVahti yrittäjälle 044-333 6633 / Ville Hellman.

Kokemuksia voi jakaa myös kommentoimalla alla olevaan keskusteluun. Ja kunhan pääsemme alkuun keskustelussa, niin  sovittaessa myös suoraan Urjalan viljatilan isännän kanssa.