As fábricas podem economizar até 90% em custos de monitoramento de válvula com sensores IoT sem fio

Fábricas e instalações em setores - como processamento químico, papel e celulose, tratamento de água e esgoto - viram os benefícios do monitoramento remoto de válvulas. As soluções tradicionais de monitoramento adaptadas, no entanto, são caras e lentas para implantar em fábricas com milhares de válvulas manuais de diferentes tipos.

Existe uma alternativa mais econômica - as fábricas evidenciaram uma redução de 90% no investimento em retrofit, usando sensores sem fio de nível industrial e tecnologias IoT Industriais.

Neste artigo, especialista global em IoT Industrial, Pertti Kujala , o diretor de negócios da fábrica inteligente da Haltian , fala sobre monitoramento de válvula de retrofit e explica como as fábricas podem economizar custos substanciais.

O que é monitoramento remoto de válvula?

Fábricas e fábricas nas indústrias de processo químico, papel e celulose, tratamento de água e efluentes e outros setores são, antes de mais nada - conhecidos pelas enormes redes de dutos de processo, controlados por milhares de válvulas manuais. Até recentemente, os sistemas operavam com sucesso e eficácia por muitos anos com diferentes tipos de válvulas manuais.

O monitoramento remoto dessas válvulas manuais está se tornando ainda mais crítico nas indústrias de processo à medida que a transformação da Indústria 4.0 se espalha pelas fábricas em todo o mundo. Para manter a competitividade futura - as empresas industriais precisam aumentar a eficiência da produção, otimizar as operações de processamento, evitar interrupções desnecessárias e melhorar a segurança.

Com a integração do SCADA com instrumentos de campo e também smartphones, tablets e outras soluções móveis, a automação industrial e o controle de processos estão crescendo rapidamente para um bem maior.

Benefícios para fábricas e plantas

O monitoramento remoto da válvula é composto por vários componentes:e detecta a posição da válvula com um dispositivo sensor retrofit, montado na válvula manual. Os sensores de posição são divididos em sensores de posição angular e sensores de posição linear. O dispositivo sensor, então, relata os dados de posição em um formato digital para o sistema de controle central da fábrica.

Com uma solução de monitoramento remoto ideal, as posições de todas as válvulas em uma fábrica podem ser monitoradas no sistema de controle central da fábrica em tempo real - de milhares de pontos diferentes, ao longo dos dutos de processo. O monitoramento remoto de válvulas de controle de processo pode fornecer vários benefícios às fábricas de inúmeras maneiras diferentes:

• Obtenha uma grande economia de custos
• Ative a recuperação mais rápida do processo após as pausas para manutenção
• Aumente a segurança na fábrica
• Reduza a ocorrência de erros e desvios de qualidade
• Forneça análises valiosas e ajude a evitar tempo de inatividade não planejado.

Os benefícios do monitoramento remoto de válvulas em meio à transformação contínua da Indústria 4.0 impulsionaram o mercado de monitoramento e controle remoto para uma trajetória de crescimento constante com um CAGR de 4,5%. Espera-se que chegue a US $ 27 bilhões (€ 24,5 bilhões) até 2023 em todo o mundo.

Desafios das soluções de retrofitting tradicionais

Muitas fábricas e fábricas hesitam em investir em expansões de monitoramento remoto de válvulas, apesar do rápido crescimento do mercado e dos benefícios econômicos significativos. O retrofit de um sistema de monitoramento em milhares de tipos diferentes de válvulas - algumas das quais podem ser muito antigas, geralmente fabricadas por diferentes fornecedores - é caro e demorado.

Pertti Kujala compilou um resumo dos principais desafios na adaptação do monitoramento remoto em válvulas existentes.

Os atuais sensores de posição de válvula no mercado geralmente se adaptam a apenas um tipo de válvula, e diferentes fabricantes de válvulas têm seus próprios dispositivos sensores de posição específicos. Isso aumenta o investimento em hardware do dispositivo sensor para fábricas, e a aquisição envolvendo produtos de vários fabricantes pode ser demorada

Os dispositivos sensores de campo tradicionais usam vários protocolos de comunicação industrial - como Foundation Fieldbus, Profibus, DeviceNet, AS-Interface e o protocolo HART, para se comunicar com o sistema SCADA ou SAS da fábrica. Isso pode exigir uma personalização de interface de software cara, especialmente se sensores de vários fornecedores diferentes estiverem incluídos no sistema.

A maioria dos atuais sensores de posição de válvula industrial e produtos de detecção no mercado requerem cabeamento físico para eletricidade e dados. Quando há milhares de válvulas em uma fábrica, o cabeamento se torna um custo significativo e estende o tempo de implantação para meses, às vezes anos.

Os dispositivos sensores de posição tradicionais disponíveis atualmente no mercado são construídos com base nos mesmos padrões industriais extremos, como o hardware de campo operacional crítico. Isso pode, no entanto, ser considerado um excesso de engenharia em muitas aplicações industriais. Os sensores de posição são normalmente montados no topo do hardware operacional primário, como as válvulas - e os sensores não são expostos diretamente às condições mais adversas. Essa prática extrema de projeto de produto aumentou os preços de venda dos produtos de sensores de posição tradicionais, mas produtos de nível empresarial de alta qualidade com um preço mais baixo são igualmente adequados para esse propósito na maioria dos casos de uso.

Esses desafios retardam as implantações de soluções de monitoramento remoto de válvula adaptadas em fábricas globais. A questão que se coloca é:como reduzir esses investimentos e tornar mais fácil o retrofit? Uma solução revolucionária poderia vir do setor de tecnologia da Internet das Coisas (IoT). Os desenvolvimentos com dispositivos sensores de IoT e tecnologias sem fio deram um salto quântico à frente, nos últimos anos.

Tecnologia revolucionária em monitoramento remoto de válvulas

Haltian, o especialista em desenvolvimento de produtos e provedor de IoT Industrial, juntamente com uma empresa global da indústria de processos, desenvolveu um sensor angular sem fio de nível industrial inteligente para monitoramento remoto de válvulas. Ele combina as mais recentes tecnologias sem fio de nível industrial e materiais ultraduráveis. Com essa solução, as fábricas podem reduzir seus custos de atualização em até 90% - em comparação com as alternativas tradicionais.

O que o sensor de ângulo pode fazer?

O sensor sem fio não precisa de nenhum cabeamento. Este sensor de ângulo retrofit pode ser conectado a vários tipos de válvulas rotativas manuais, incluindo válvulas de esfera e borboleta. É fornecido com um kit de adaptador de montagem para tornar a instalação rápida e fácil. Há uma braçadeira que monta o dispositivo sensor em um tubo. Seu disco detector de posição giratório é preso à alavanca da válvula com um clipe simples.

Dentro do dispositivo sensor de ângulo estão sensores magnéticos e mecânicos para detectar a posição da válvula, com uma precisão de um grau. Ele relata quaisquer mudanças de posição através da conexão sem fio - para a fábrica ou sistema de controle central da planta. Depois de ser ligado, o sensor se conecta automaticamente aos outros dispositivos sensores usando a tecnologia Wirepas Mesh.

Sempre que necessário, o protocolo sem fio Wirepas Mesh no dispositivo sensor de ângulo pode otimizar automaticamente a potência de transmissão de rádio e a banda de frequência. Nenhuma estação base ou qualquer infraestrutura de rede sem fio é necessária na fábrica - os dispositivos sensores Angle funcionam como pontos de acesso para outros dispositivos sensores e formam uma rede totalmente em malha, que transmite pacotes de dados, salto a salto, para o destino certo.

O dispositivo sensor Angle econômico é capaz de funcionar por vários anos com apenas uma bateria.

Como pode beneficiar as fábricas?

Ao longo de um horizonte de investimento industrial de vários anos, a abordagem do sensor angular sem fio pode gerar economias de CAPEX e OPEX para fábricas e plantas. Aqui estão os benefícios vitalícios mais importantes:

• A instalação em suas válvulas é rápida e fácil - nenhum cabeamento é necessário e é entregue totalmente pré-configurado. Reduz os custos de implantação e operacionais, quando milhares de válvulas estão envolvidas.
• Funciona com vários tipos de válvulas rotativas, incluindo válvulas de esfera e borboleta feitas por qualquer fabricante - reduz os custos de hardware e facilita a aquisição
• Evite mais personalização de software dispendiosa para protocolos de comunicação industrial - o sensor Angle se integra diretamente ao sistema de controle central por meio de uma interface de programação de aplicativo (API) simples.
• As alterações nos dados de posição da válvula são relatadas ao seu sistema de controle - isso permite que você ajuste os processos de fábrica mais rapidamente aos seus níveis de desempenho ideais.
• Com informações atualizadas sobre todas as posições das válvulas, você pode evitar acidentes e aumentar a segurança ocupacional na fábrica.
• Evite danos ambientais certificando-se de que substâncias perigosas não sejam liberadas para fora do sistema.
• As válvulas manuais são normalmente ajustadas pela equipe de operação. Eles realizam o trabalho de ajuste com base em seu conhecimento tácito - o monitoramento de válvula permite que você digitalize e armazene esse conhecimento tácito.
• Dados completos coletados de todas as válvulas, permitem medir e otimizar os processos.

Em conclusão

O monitoramento remoto de válvulas fornece às fábricas e plantas benefícios significativos - isso se traduz em economia de custos, melhor segurança e otimização contínua do processo. No entanto, a digitalização das válvulas de controle de processo tem se arrastado por muito tempo, devido aos altos investimentos em retrofit.

O novo sensor de ângulo de nível da indústria e as tecnologias de IoT industrial sem fio podem mudar o jogo do monitoramento remoto de válvula com uma alternativa fácil, porém robusta, com até 90% menos investimento!

O autor é Pertti Kujala, diretor de negócios da Smart Factory, Haltian

Sobre o autor

ertti Kujala é a diretora de soluções da Thingsee Smart Factory na Haltian. Depois de ingressar na Haltian em 2012, Pertti ocupou vários cargos de liderança em IoT na empresa. Pertti começou sua carreira na Nokia em 2003, onde desempenhou com sucesso várias funções de design mecânico, engenharia e concepção. No fabricante de dispositivos de luxo, Vertu , no Reino Unido, Pertti trabalhou como designer mecânico sênior em 2007-2009 e projetou e desenvolveu novos conjuntos de decoração com materiais como couro, safira, cerâmica e metais preciosos. As paixões extracurriculares de Pertti incluem arquitetura. Pertti possui um diploma de M.Sc. em Engenharia Mecânica pela Universidade de Oulu na Finlândia.

A Haltian tem fornecido aos fabricantes de dispositivos design de produto de classe mundial e serviços de engenharia, desde 2012. Thingsee, a plataforma de tecnologia IoT comprovada desenvolvida pela Haltian, permite lançamentos IoT mais rápidos para implementações em grande escala. Em 2018, Haltian foi anunciado pelo líder de pesquisa Gartner para ser considerado um fornecedor legal por seus serviços de IoT e, em 2019, Haltian se tornou um parceiro de tecnologia avançada da AWS. Haltian está por trás de muitos dos produtos de assinatura global, como o anel de saúde Oura. Seu design para o dispositivo de imagem hiperespectral Specim IQ ganhou o cobiçado prêmio Red Dot Design em 2018. Para obter mais informações, visite Haltian ou clique aqui