Снижение затрат на мониторинг клапанов на 90% с помощью беспроводных IoT-датчиков

Заводы и установки в отраслях — таких как химическая переработка, целлюлоза и бумага, водо- и сточная очистка — уже оценили преимущества удаленного мониторинга клапанов.

Что такое удаленный мониторинг клапанов?

Заводы и установки в химических процессных отраслях, целлюлозе и бумаге, водо- и сточной очистке и других секторах прежде всего известны своими массированными сетями технологических трубопроводов, управляемых тысячами ручных клапанов.

До недавнего времени системы успешно и эффективно работали многие годы с разными типами ручных клапанов.

Удаленный мониторинг этих ручных клапанов становится еще более критичным в процессных отраслях по мере того, как трансформация Индустрии 4.0 проходит по заводам по всему миру.

Для поддержания будущей конкурентоспособности — промышленным предприятиям необходимо повышать производственную эффективность, оптимизировать технологические операции, предотвращать ненужные простои и улучшать безопасность.

С интеграцией SCADA с полевыми приборами, а также смартфонами, планшетами и другими мобильными решениями, промышленная автоматизация и процессный контроль быстро растут во благо.

Преимущества для заводов и установок

Удаленный мониторинг клапанов состоит из нескольких компонентов: он определяет положение клапана с помощью ретрофит-сенсорного устройства, установленного на ручной клапан.

Датчики положения делятся на угловые датчики положения и линейные датчики положения.

Сенсорное устройство затем передает данные положения в цифровом формате в центральную систему управления завода.

С идеальным решением для удаленного мониторинга положения всех клапанов на заводе можно отслеживать в центральной системе управления в реальном времени — из тысяч разных точек по технологическим трубопроводам.

Удаленный мониторинг процессных клапанов управления может обеспечить множественные выгоды заводам бесчисленными различными способами:

• Обеспечивает массивную экономию затрат.
• Обеспечивает более быстрое восстановление процесса после перерывов на обслуживание.
• Повышает безопасность на установке.
• Снижает возникновение ошибок и отклонений качества.
• Предоставляет ценную аналитику и помогает предотвратить неплановые простои.

Выгоды от удаленного мониторинга клапанов в ходе текущей трансформации Индустрии 4.0 вывели рынок удаленного мониторинга и управления на стабильную траекторию роста с ежегодным ростом 4,5%. Ожидается, что к 2023 году он достигнет $27 млрд глобально.

Проблемы традиционных ретрофит-решений

Многие заводы и установки колеблятся инвестировать в расширение удаленного мониторинга клапанов, несмотря на быстрый рост рынка и значительные экономические выгоды.

Ретрофит системы мониторинга на тысячи разных типов клапанов — некоторые из которых могут быть очень старыми, часто произведенными разными поставщиками — стоит дорого и отнимает много времени.

Автор собрал обзор основных проблем ретрофита удаленного мониторинга на существующих клапанах.

Текущие датчики положения клапанов на рынке часто подходят только для одного типа клапана, а разные производители клапанов имеют свои собственные специфические устройства датчиков положения.

Это увеличивает инвестиции в аппаратное обеспечение датчиков для заводов, и закупка, вовлекающая продукты нескольких производителей, может быть трудоемкой.

Традиционные полевые сенсорные устройства используют несколько промышленных протоколов связи — таких как Foundation Fieldbus, Profibus, DeviceNet, AS-Interface и протокол HART — для связи с SCADA или SAS системой завода.

Это может требовать дорогой кастомизации программных интерфейсов, особенно если в систему включены датчики нескольких разных поставщиков.

Большинство текущих промышленных датчиков положения клапанов и детекторов на рынке требуют физического кабеля для электричества и данных.

Когда на заводе тысячи клапанов, прокладка кабелей становится значительной затратой и растягивает время развертывания до месяцев, а иногда и лет.

Традиционные устройства датчиков положения, доступные сейчас на рынке, построены на основе тех же экстремальных промышленных стандартов, что и критически важное оперативное полевое оборудование.

Это, однако, может считаться переинженерностью во многих промышленных применениях.

Датчики положения обычно монтируются поверх первичного оперативного оборудования, такого как клапаны — и датчики не подвергаются непосредственно самым суровым условиям.

Экстремальная практика проектирования продукта повысила цены продаж традиционных продуктов датчиков положения, но высококачественные предприятия-уровня продукты с более низкой ценой равно подходят для этой цели в большинстве случаев использования.

Эти проблемы замедляют внедрение ретрофит-решений удаленного мониторинга клапанов на глобальных заводах. Возникает вопрос: как можно снизить эти инвестиции и сделать ретрофит проще?

Игрозаменяющее решение может прийти из сектора технологий Интернета вещей (IoT). Развития с IoT-сенсорными устройствами и беспроводными технологиями сделали квантовый скачок вперед в последние годы.

Игрозаменяющая технология в удаленном мониторинге клапанов

Haltian, специалист по разработке продуктов и провайдер Industrial IoT, вместе с глобальной процессной промышленной компанией разработали умный, промышленного класса беспроводной угловой датчик для удаленного мониторинга клапанов.

Он сочетает последние промышленные беспроводные технологии и ультрапрочные материалы. С этим решением заводы могут снизить свои затраты на ретрофит до 90% — по сравнению с традиционными альтернативами.

Возможности углового датчика

Беспроводной датчик не нуждается в каком-либо кабелировании. Этот ретрофит-угловой датчик может быть установлен на несколько типов ручных поворотных клапанов, включая шаровые и бабочковые клапаны.

Он поставляется с комплектом монтажного адаптера для быстрой и легкой установки. Есть зажим, который монтирует сенсорное устройство на трубу. Его вращающийся детектор положения прикрепляется к рычагу клапана простым зажимом.

Внутри устройства углового датчика находятся магнитные и механические датчики для определения положения клапана с точностью в один градус. Он сообщает о любых изменениях положения по беспроводному соединении — в центральную систему управления завода или установки.

После включения датчик автоматически подключается к другим сенсорным устройствам, используя технологию Wirepas Mesh.

Когда требуется, беспроводной протокол Wirepas Mesh в устройстве углового датчика может автоматически оптимизировать мощность радио-передачи и частотный диапазон.

Никакие базовые станции или инфраструктура беспроводной сети не нужны на заводе — устройства углового датчика функционируют как точки доступа для других сенсорных устройств и формируют полностью маш-сеть, которая передает пакеты данных, прыжок за прыжком, к правильному назначению.

Энергоэффективное устройство углового датчика способно работать несколько лет от одной батареи.

Выгоды для заводов

На протяжении многолетнего горизонта промышленных инвестиций подход с беспроводным угловым датчиком может принести заводам и установкам экономию CAPEX и OPEX. Вот наиболее заметные пожизненные выгоды:

Установка на ваши клапаны быстрая и легкая — кабелирование не нужно, и оно поставляется полностью предварительно сконфигурированным. Это снижает затраты на развертывание и эксплуатацию, когда речь идет о тысячах клапанов.

Работает с несколькими типами поворотных клапанов, включая шаровые и бабочковые клапаны любого производителя — снижает аппаратные затраты и упрощает закупку.

Избегает дальнейших дорогостоящих кастомизаций программного обеспечения для промышленных протоколов связи — угловой датчик интегрируется прямо в центральную систему управления через простой интерфейс прикладного программирования (API).

Изменения в данных положения клапана сообщаются в вашу систему управления — это позволяет быстрее регулировать заводские процессы до их оптимальных уровней производительности.

С актуальной информацией обо всех положениях клапанов можно избежать аварий и повысить производственную безопасность на установке.

Избегает экологического ущерба, гарантируя, что опасные вещества не выходят из системы.

Ручные клапаны обычно регулируются операционным персоналом. Они выполняют регулировочную работу на основе своего неявного знания — мониторинг клапанов позволяет оцифровать и сохранить это неявное знание.

Сквозные данные, собранные со всех клапанов, позволяют измерять и оптимизировать процессы.

Игрозамена

Удаленный мониторинг клапанов обеспечивает заводам и установкам значительные выгоды — это переводится в экономию затрат, лучшую безопасность и непрерывную оптимизацию процессов.

Однако оцифровка процессных клапанов управления затянулась слишком долго из-за высоких инвестиций в ретрофит.

Новый промышленного класса угловой датчик и беспроводные промышленные IoT-технологии могут изменить игру в удаленном мониторинге клапанов с легким, но надежным альтернативным решением с инвестициями до на 90% ниже!