使用无线物联网传感器，工厂可以节省高达 90% 的阀门监控成本

化工加工、纸浆和造纸、水和废水处理等行业的工厂和工厂已经看到了远程阀门监控的好处。然而，对于拥有数千个不同类型手动阀的工厂而言，传统的改造监控解决方案成本高且部署缓慢。

还有一种更具成本效益的替代方案——工厂已经证明通过使用工业级无线传感器和工业物联网技术，改造投资减少了 90%。

在本文中，全球工业物联网专家 Pertti Kujala Haltian智能工厂业务总监 ，谈论改造阀门监控，并解释工厂如何节省大量成本。

什么是远程阀门监控？

化学加工工业、纸浆和造纸、水和废水处理以及其他行业的工厂和工厂首先以由数千个手动阀门控制的大规模工艺管道网络而闻名。直到最近，这些系统多年来一直在使用不同类型的手动阀成功有效地运行。

随着工业 4.0 转型席卷全球工厂，对这些手动阀的远程监控在过程工业中变得更加重要。为了保持未来的竞争力——工业企业需要提高生产效率、优化加工操作、防止不必要的停电并提高安全性。

随着 SCADA 与现场仪表以及智能手机、平板电脑和其他移动解决方案的集成，工业自动化和过程控制正在快速发展，以取得更大的利益。

对工厂和工厂的好处

远程阀门监控由几个组件组成：它通过安装在手动阀门上的改装传感器设备检测阀门位置。位置传感器分为角位置传感器和线性位置传感器。然后传感器设备以数字格式将位置数据报告给工厂的中央控制系统。

通过理想的远程监控解决方案，可以在工厂的中央控制系统上实时监控工厂所有阀门的位置——从数千个不同的点，沿着工艺管道。过程控制阀的远程监控可以通过无数种不同的方式为工厂带来多种好处：

• 节省大量成本
• 在维护中断后实现更快的流程恢复
• 提高工厂的安全性
• 减少错误和质量偏差的发生
• 提供有价值的分析，并帮助防止意外停机。

在正在进行的工业 4.0 转型中，远程阀门监控带来的好处推动远程监控市场以 4.5% 的复合年增长率稳步增长。预计到 2023 年全球将达到 270 亿美元（245 亿欧元）。

传统改造解决方案的挑战

尽管市场增长迅速且经济效益显着，但许多工厂和工厂不愿投资远程阀门监控扩展。在数千种不同类型的阀门（其中一些可能非常陈旧，通常由不同供应商制造）上改造监控系统既昂贵又耗时。

Pertti Kujala 汇总了对现有阀门进行远程监控改造的主要挑战。

目前市场上的阀位传感器往往只适合一种类型的阀门，不同的阀门制造商都有自己特定的位置传感器装置。这增加了工厂的传感器设备硬件投资，涉及多个制造商的产品的采购可能很耗时

传统的现场传感器设备使用多种工业通信协议——例如 Foundation Fieldbus、Profibus、DeviceNet、AS-Interface 和 HART 协议，用于与工厂的 SCADA 或 SAS 系统进行通信。这可能需要昂贵的软件界面定制，特别是如果系统中包含多个不同供应商的传感器。

目前市场上的大多数工业阀门位置传感器和检测器产品都需要物理电缆来传输电力和数据。当工厂有数千个阀门时，布线就会成为一笔巨大的成本，并将部署时间延长至数月，有时甚至数年。

当前市场上可用的传统位置传感器设备是基于与关键的操作现场硬件相同的极端工业标准构建的。然而，这在许多工业应用中可能被视为过度设计。位置传感器通常安装在主要操作硬件（例如阀门）的顶部，并且传感器不会直接暴露在最恶劣的条件下。这种极端的产品设计做法提高了传统位置传感器产品的销售价格，但在大多数用例中，价格较低的高质量企业级产品同样适用于此目的。

这些挑战减缓了全球工厂改造远程阀门监控解决方案的部署。出现的问题是：如何减少这些投资并使改造更容易？改变游戏规则的解决方案可能来自物联网 (IoT) 技术领域。近年来，物联网传感器设备和无线技术的发展取得了巨大的飞跃。

改变游戏规则的远程阀门监控技术

产品开发专家和工业物联网提供商 Haltian 与一家全球过程工业公司一起开发了一种用于远程阀门监控的智能工业级无线角度传感器。它结合了最新的行业级无线技术和超耐用材料，与传统替代方案相比，借助该解决方案，工厂可以将改造成本降低多达 90%。

角度传感器能做什么？

无线传感器不需要任何布线。这种改装的角度传感器可以连接到多种类型的手动旋转阀，包括球阀和蝶阀。它随附安装适配器套件，使安装变得快速而简单。有一个夹子可以将传感器设备安装到管道上。其旋转位置检测器盘通过一个简单的夹子连接到阀杆上。

角度传感器装置内部是磁性和机械传感器，用于检测阀门的位置，精度为 1 度。它通过无线连接向工厂或工厂的中央控制系统报告任何位置变化。开启后，传感器使用Wirepas Mesh技术自动连接到其他传感器设备。

每当需要时，角度传感器设备中的 Wirepas Mesh 无线协议可以自动优化无线电传输功率和频段。工厂不需要基站或任何无线网络基础设施——角度传感器设备用作其他传感器设备的接入点，并形成一个全网状网络，将数据包逐跳传输到正确的目的地。

省电的角度传感器设备只需一块电池即可运行数年。

它对工厂有什么好处？

在多年的工业投资期限内，无线角度传感器方法可以为工厂和工厂节省 CAPEX 和 OPEX。以下是最突出的终身福利：

• 安装到您的阀门上既快速又容易——无需布线，并且交付时完全预先配置。当涉及数千个阀门时，它降低了部署和运营成本。
• 适用于多种类型的旋转阀，包括任何制造商制造的球阀和蝶阀 - 降低硬件成本并简化采购
• 避免为工业通信协议进行成本更高的软件定制 - 角度传感器通过简单的应用程序编程接口 (API) 直接集成到中央控制系统中。
• 阀门位置数据的变化会报告给您的控制系统 - 这使您能够更快地将工厂流程调整到最佳性能水平。
• 借助有关所有阀门位置的最新信息，您可以避免事故并提高工厂的职业安全。
• 确保有害物质不会从系统中释放出来，从而避免对环境造成损害。
• 手动阀门通常由操作人员调整。他们根据自己的隐性知识进行调整工作——阀门监控使您能够将这些隐性知识数字化并存储。
• 从所有阀门收集的端到端数据，使您能够衡量和优化流程。

总结

远程阀门监控为工厂和工厂提供了显着的好处——这转化为成本节约、更好的安全性和持续的过程优化。然而，由于改造投资高，过程控制阀的数字化进程拖延太久。

新的工业级角度传感器和无线工业物联网技术可以通过一种简单而强大的替代方案改变远程阀门监控游戏，投资降低高达 90%！

作者是 Haltian 智能工厂业务总监 Pertti Kujala

关于作者

ertti Kujala 是 Haltian 的 Thingssee 智能工厂解决方案总监。 2012 年加入 Haltian 后，Pertti 曾在公司担任多个物联网领导职位。 Pertti 的职业生涯始于 诺基亚 2003 年，他成功地担任了各种机械设计、工程和概念角色。在豪华设备制造商中，Vertu 在英国，Pertti 于 2007-2009 年担任高级机械设计师，设计和开发了新的装饰组件，材料包括皮革、蓝宝石、陶瓷和贵金属。 Pertti 的课外爱好包括建筑。 Pertti 拥有硕士学位。芬兰奥卢大学机械工程博士。

自 2012 年以来，Haltian 一直为设备制造商提供世界一流的产品设计和工程服务。 Haltian 开发的久经考验的 IoT 技术平台 Thingssee 可加快物联网的大规模部署。 2018 年，Haltian 被研究领导者 Gartner 誉为 被视为物联网服务的酷供应商，2019 年，Haltian 成为 AWS 高级技术合作伙伴。 Haltian 是许多全球标志性产品的幕后推手，例如 Oura 健康戒指。其设计的 Specim IQ 高光谱成像设备在 2018 年获得了梦寐以求的红点设计奖。有关更多信息，请访问 Haltian 或单击此处