无线工业物联网传感器助力阀门监控成本降低90%

化工、造纸、水与废水处理等行业工厂已见证远程阀门监控的效益。

但传统改造监控方案对拥有数千个不同类型手动阀门的工厂而言，成本高昂、部署缓慢。行业级无线传感器与工业物联网技术提供更具成本效益的替代方案——工厂已证实改造投资可降低90%。

本文由工业物联网专家、Haltian智能工厂业务总监Pertti Kujala撰写，探讨改造阀门监控及工厂大幅节省成本的路径。

何为远程阀门监控？

化工、造纸、水处理等行业工厂首要特征是庞大工艺管网，由数千手动阀门控制。长期以来，各类手阀成功高效运行。随着工业4.0变革席卷全球，这些手动阀门的远程监控愈发关键。为保持竞争力，工业企业需提升生产效率、优化工艺操作、防止非计划停机、提高安全性。SCADA与现场仪表、智能手机、平板等移动终端集成，工业自动化与过程控制快速发展造福行业。

工厂收益多维度

远程阀门监控由多组件构成：改装传感器装置安装于手动阀门检测阀位。位置传感器分角度与线性两类。传感器装置以数字格式向工厂中央控制系统上报位置数据。理想方案下，中央控制系统可实时监控工厂所有阀门位置——沿工艺管线数千点位。远程监控工艺控制阀可为工厂带来多重效益：大幅节省成本、维护后加速工艺恢复、提升厂区安全、减少错误与质量偏差、提供有价值分析助力预防非计划停机。得益于工业4.0变革，远程监控与控制市场稳步增长，年增4.5%，预计2023年全球规模达270亿美元。

传统改造方案的挑战

尽管市场增势迅猛、经济效益显著，许多工厂仍犹豫投资远程阀门监控扩展。在数千种不同类型阀门（部分极老旧、不同厂商制造）上改造监控系统，成本高、耗时长。主要挑战包括：现有阀位传感器常仅适配单一阀型，不同厂商有专用传感器装置，增加硬件投资与采购周期；传统现场传感器使用多种工业通信协议（FF、Profibus、DeviceNet、AS-Interface、HART等），若系统含多厂商传感器需昂贵软件接口定制；多数现有阀位传感器需物理布线供电传输数据，数千阀门布线成本高、部署周期长达数月甚至数年；传统传感器按关键现场硬件同等极端工业标准制造，但在阀门顶部安装、不直接暴露最恶劣环境下属于过度设计，推高售价，而高质量企业级低价产品在大多数场景同样适用。这些挑战拖慢全球工厂改造部署。如何降低投资、简化改造？

物联网技术带来变革性方案

Haltian携手全球流程工业企业开发智能行业级无线角度传感器用于远程阀门监控。结合最新行业级无线技术与超耐用材料，该方案较传统替代方案可降低改造成本高达90%。

角度传感器能力

无线传感器无需布线。改造角度传感器可安装于多种手动旋转阀（含球阀、蝶阀）。随附安装适配器套件实现快速简易安装：夹具将传感器固定于管道，旋转位置检测盘通过简易卡扣连接阀杆。内部磁性与机械传感器以1度精度检测阀位，经无线连接上报位置变化至中央控制系统。上电后自动通过Wirepas Mesh技术连接其他传感器设备。Wirepas Mesh协议可自动优化射频发射功率与频段。工厂无需基站或无线网络基建——角度传感器设备作为其他设备接入点形成全网状网络，逐跳传输数据包至目的地。低功耗设计可仅靠电池运行数年。

工厂全生命周期收益

跨多年工业投资周期，无线角度传感器方案带来CAPEX与OPEX双重节约：安装快捷无布线、预配置交付，大规模阀门部署大幅降低部署运营成本；兼容任意厂商球阀/蝶阀等多型旋转阀，降低硬件成本简化采购；免工业通信协议软件定制，通过简易API直连中央控制系统；阀位数据变化实时上报，加速工艺调整至最优性能；全阀位实时信息规避事故提升职业安全；防危险物质泄漏避免环境损害；数字化存储操作人员基于隐性知识的阀门调整操作；全阀门端到端数据采集支持流程测量优化。

改变游戏规则

远程阀门监控为工厂带来显著效益——转化为成本节约、安全提升、持续工艺优化。但因高昂改造投资，工艺控制阀数字化进程拖延过久。新型行业级角度传感器与无线工业物联网技术，以简易稳健的替代方案改写远程阀门监控游戏规则，投资最高降低90%！