As fábricas podem economizar até 90% nos custos de monitoramento de válvulas com sensores IoT sem fio

Fábricas e fábricas em indústrias, como processamento químico, papel e celulose, tratamento de água e efluentes, 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 de IoT industrial.

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

O que é monitoramento remoto de válvulas?

Fábricas e plantas nas indústrias de processos químicos, papel e celulose, tratamento de água e efluentes e outros setores são, antes de tudo, conhecidos pelas enormes redes de tubulações de processo, controladas por milhares de válvulas operadas manualmente.

Até recentemente, os sistemas operam com sucesso e eficácia há 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 varre as 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 fábricas

O monitoramento remoto da válvula é composto por vários componentes:e detecta a posição da válvula com um dispositivo sensor de retrofit, montado na válvula operada manualmente.

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 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 das tubulações do processo.

O monitoramento remoto de válvulas de controle de processo pode fornecer vários benefícios às fábricas de inúmeras maneiras diferentes:

• Traga uma enorme economia de custos.
• Ative a recuperação mais rápida do processo após interrupções de manutenção.
• Aumente a segurança na planta.
• Reduza a ocorrência de erros e desvios de qualidade.
• Forneça análises valiosas e ajude a evitar paralisações não planejadas.

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

Desafios das soluções tradicionais de adaptação

Muitas fábricas e fábricas hesitam em investir em expansões de monitoramento remoto de válvulas, apesar do rápido crescimento do mercado e dos significativos benefícios econômicos.

A adaptação de um sistema de monitoramento em milhares de tipos diferentes de válvulas – algumas das quais podem ser muito antigas, muitas vezes fabricadas por diferentes fornecedores – é caro e demorado.

O autor compilou um resumo dos principais desafios na modernização do monitoramento remoto em válvulas existentes.

Os sensores de posição de válvula atuais no mercado geralmente se encaixam em apenas um tipo de válvula, e diferentes fabricantes de válvulas têm seus próprios dispositivos de sensor de posição específicos.

Isso aumenta o investimento em hardware do dispositivo sensor para as 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 comunicação com o sistema SCADA ou SAS da fábrica.

Isso pode exigir uma customização cara da interface do software, especialmente se sensores de vários fornecedores diferentes estiverem incluídos no sistema.

A maioria dos atuais sensores de posição de válvulas industriais e produtos detectores no mercado exigem 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 e, 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 excesso de engenharia em muitas aplicações industriais.

Os sensores de posição são normalmente montados em cima do hardware operacional primário, como as válvulas – e os sensores não são expostos diretamente às condições mais adversas.

Essa prática extrema de design de produto aumentou os preços de venda dos produtos tradicionais de sensores de posição, mas produtos de alta qualidade e de nível empresarial com um preço mais baixo são igualmente adequados para essa finalidade na maioria dos casos de uso.

Esses desafios retardam as implementações de soluções de monitoramento remoto de válvulas de retrofit em fábricas globais. A pergunta que se coloca é:como reduzir esses investimentos e facilitar o retrofit?

Uma solução revolucionária pode vir do setor de tecnologia da Internet das Coisas (IoT). Desenvolvimentos com dispositivos sensores IoT e tecnologias sem fio deram um salto quântico nos últimos anos.

Tecnologia revolucionária no monitoramento remoto de válvulas

A Haltian, especialista em desenvolvimento de produtos e fornecedora de IoT Industrial, juntamente com uma empresa global da indústria de processos, desenvolveu um sensor de ângulo sem fio inteligente de nível industrial para monitoramento remoto de válvulas.

Ele combina as mais recentes tecnologias sem fio de nível industrial e materiais ultraduráveis. Com esta solução, as fábricas podem reduzir seus custos de adaptação em até 90% - em comparação com as alternativas tradicionais.

O que o sensor de ângulo pode fazer?

O sensor sem fio não precisa de cabeamento. Este sensor de ângulo de retrofit pode ser conectado a vários tipos de válvulas rotativas manuais, incluindo válvulas de esfera e borboleta.

É fornecido com um kit 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 rotativo é fixado na alavanca da válvula com um simples clipe.

Dentro do dispositivo sensor de ângulo estão sensores magnéticos e mecânicos para detectar a posição da válvula, com precisão de um grau. Ele relata qualquer mudança de posição pela conexão sem fio – para o sistema de controle central da fábrica ou planta.

Após ser ligado, o sensor se conecta automaticamente aos outros dispositivos do sensor usando a tecnologia Wirepas Mesh.

Sempre que necessário, o protocolo sem fio Wirepas Mesh no dispositivo sensor Angle 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 de ângulo de energia frugal é capaz de funcionar por vários anos com apenas uma bateria.

Como isso pode beneficiar as fábricas?

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

A instalação em suas válvulas é rápida e fácil – não é necessário cabeamento e é entregue completamente 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 customizações de software mais caras para protocolos de comunicação industrial – o sensor Angle se integra diretamente ao sistema de controle central por meio de uma interface de programação de aplicativos (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 para seus níveis de desempenho ideais.

Com informações atualizadas sobre todas as posições das válvulas, você evita acidentes e aumenta a segurança do trabalho na planta.

Evite danos ambientais certificando-se de que substâncias perigosas não sejam liberadas 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 da válvula permite que você digitalize e armazene esse conhecimento tácito.

Os dados de ponta a ponta coletados de todas as válvulas permitem medir e otimizar os processos.

Mudança de jogo

O Monitoramento Remoto de Válvulas oferece benefícios significativos para fábricas e fábricas – isso se traduz em economia de custos, maior segurança e otimização contínua do processo.

No entanto, a digitalização das válvulas de controle de processo vem se arrastando há muito tempo, devido aos altos investimentos em retrofitting.

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