Klepmonitoringskosten met 90% verlagen met draadloze IoT-sensoren

Fabrieken en installaties in industrieën – zoals chemische verwerking, papier en pulp, water en afvalwaterbehandeling – hebben de voordelen van externe klepmonitoring gezien.

Traditionele retrofit-oplossingen duur en traag

Traditionele retrofit-monitoringsoplossingen zijn echter duur en langzaam te implementeren voor fabrieken met duizenden handkleppen van verschillende typen.

90% kostenreductie met industriële draadloze sensoren

Er is een meer kosteneffectieve alternatief – fabrieken hebben een reductie van 90 procent in retrofit-investeringen bewezen, door industriële draadloze sensoren en Industrial IoT-technologieën te gebruiken.

Expert inzicht van Pertti Kujala

In dit artikel praat Industrial IoT-specialist Pertti Kujala, director of smart factory business van Haltian, over retrofit-klepmonitoring en legt uit hoe fabrieken substantiële kosten kunnen besparen.

Wat is externe klepmonitoring?

Fabrieken en installaties in de chemische procesindustrieën, papier en pulp, water en afvalwaterbehandeling, en andere sectoren zijn in de eerste plaats bekend om de massale netwerken van procespijpleidingen, gecontroleerd door duizenden handbediende kleppen.

Tot voor kort hebben de systemen met succes en effectief gewerkt voor vele jaren met verschillende typen handkleppen.

Kritisch in Industry 4.0-transformatie

De externe monitoring van deze handkleppen wordt nog kritischer in procesindustrieën naarmate de Industry 4.0-transformatie door fabrieken wereldwijd zweept.

Toekomstige concurrentiekracht vereist efficiëntie en veiligheid

Om toekomstige concurrentiekracht te behouden – moeten industriële ondernemingen productie-efficiëntie verhogen, verwerkingsoperaties optimaliseren, onnodige uitvallen voorkomen, en veiligheid verbeteren.

Integratie met SCADA en mobiele oplossingen

Met de integratie van SCADA met veldinstrumenten, en ook smartphones, tablets, en andere mobiele oplossingen, groeit industriële automatisering en procescontrole snel ten goede.

Componenten van externe klepmonitoring

Externe klepmonitoring bestaat uit verschillende componenten: en het detecteert de kleppositie met een retrofit-sensorapparaat, gemonteerd op de handbediende klep.

Positiesensoren zijn onderverdeeld in hoekpositiesensoren en lineaire positiesensoren.

Het sensorapparaat rapporteert vervolgens de positiegegevens in een digitaal formaat naar het centrale besturingssysteem van de fabriek.

Real-time monitoring van duizenden kleppen

Met een ideale externe monitoringsoplossing kunnen posities van alle kleppen in een fabriek op het centrale besturingssysteem in de fabriek in real-time worden gemonitord – vanaf duizenden verschillende punten, langs de procespijpleidingen.

Meervoudige voordelen voor fabrieken

Externe monitoring van procesbesturingskleppen kan meervoudige voordelen bieden aan fabrieken op talloze verschillende manieren:

• Massale kostenbesparingen realiseren.
• Snellere procesherstel na onderhoudsonderbrekingen mogelijk maken.
• Veiligheid op de installatie verhogen.
• Voorkomen van fouten en kwaliteitsafwijkingen verminderen.
• Waardevolle analytics leveren, en helpen ongeplande downtime te voorkomen.

Marktgroei naar $27 miljard in 2023

De voordelen van externe klepmonitoring midden in de lopende Industry 4.0-transformatie hebben de markt voor externe monitoring en controle op een stabiele groeibaan gezet met een jaarlijkse groei van 4,5 procent. Het wordt verwacht dat het $27 miljard bereikt in 2023 wereldwijd.

Uitdagingen van traditionele retrofit-oplossingen

Veel fabrieken en installaties aarzelen om te investeren in uitbreidingen van externe klepmonitoring, ondanks snelle marktgroei en significante economische voordelen.

Het retrofitten van een monitoringsysteem op duizenden verschillende typen kleppen – waarvan er sommige erg oud kunnen zijn, vaak geproduceerd door verschillende leveranciers – is duur en tijdrovend.

Hoofduitdagingen samengevat

De auteur heeft een overzicht samengesteld van de belangrijkste uitdagingen bij het retrofitten van externe monitoring op bestaande kleppen.

Sensoren passen vaak maar op één kleptype

De huidige kleppositiesensoren op de markt passen vaak maar op één type klep, en verschillende klepfabrikanten hebben hun eigen specifieke positiesensorapparaten.

Dit verhoogt de hardware-investering in sensorapparaten voor fabrieken, en inkoop met betrekking tot producten van verschillende fabrikanten kan tijdrovend zijn.

Verschillende communicatieprotocollen

Traditionele velddsensorapparaten gebruiken verschillende industriële communicatieprotocollen – zoals Foundation Fieldbus, Profibus, DeviceNet, AS-Interface, en het HART-protocol, voor communicatie met de SCADA- of SAS-systeem van de fabriek.

Dit kan kostbare software-interface-aanpassing vereisen, vooral als sensoren van verschillende leveranciers in het systeem zitten.

Fysieke kabelbehoefte

De meeste huidige industriële kleppositiesensoren en detectorproducten op de markt vereisen fysieke kabeling voor stroom en data.

Wanneer er duizenden kleppen in een fabriek zitten, wordt de kabeling een significante kostenpost, en verlengt de implementatietijd tot maanden, en soms jaren.

Over-engineering van traditionele sensoren

De traditionele positiesensorapparaten die momenteel op de markt zijn, zijn gebouwd, gebaseerd op dezelfde extreme industriële standaarden, als de kritieke, operationele veldhardware.

Dit kan echter worden beschouwd als over-engineering in veel industriële toepassingen.

De positiesensoren zijn typisch gemonteerd bovenop de primaire operationele hardware, zoals de kleppen – en de sensoren zijn niet direct blootgesteld aan de zwaarste omstandigheden.

Deze extreme productontwerppraktijk heeft de verkoopprijzen van de traditionele positiesensorproducten verhoogd, maar hoogwaardige, enterprise-grade producten met een lagere prijs zijn even geschikt voor dit doel in de meeste use-cases.

IoT-technologie als game-changer

Deze uitdagingen vertragen de implementaties van retrofit externe klepmonitoringsoplossingen in wereldwijde fabrieken. De vraag die rijst is: Hoe kan men deze investeringen verlagen en retrofitten makkelijker maken?

Een game-changing oplossing kan komen uit de Internet of Things (IoT)-technologiesector. Ontwikkelingen met IoT-sensorapparaten en draadloze technologieën hebben in de laatste jaren een kwantumsprong gemaakt.

Game-changing technologie in externe klepmonitoring

Haltian, de productontwikkelingsspecialist en Industrial IoT-provider, samen met een wereldwijd procesindustriebedrijf hebben een slimme, industriële draadloze hoeksensor voor externe klepmonitoring ontwikkeld.

Het combineert de meest recente industriële draadloze technologieën en ultra-duurzame materialen. Met deze oplossing kunnen fabrieken hun retrofitkosten met tot 90 procent verlagen – vergeleken met traditionele alternatieven.

Wat kan de hoeksensor doen?

De draadloze sensor heeft geen kabeling nodig. Deze retrofit hoeksensor kan bevestigd worden aan verschillende typen handmatige draaikleppen, inclusief bal- en vlinderkleppen.

Het wordt geleverd met een montage-adapterkit om installatie snel en gemakkelijk te maken. Er is een klem die het sensorapparaat op een pijp monteert. Zijn draaiende positiedetectorschijf is bevestigd aan de klephefboom met een eenvoudige klem.

Binnenin het hoeksensorapparaat zitten magnetische en mechanische sensoren om de kleppositie te detecteren, met een nauwkeurigheid van één graad. Het rapporteert elke positieverandering via de draadloze verbinding – naar het centrale besturingssysteem van de fabriek of installatie.

Automatische verbinding via Wirepas Mesh

Na inschakeling verbindt de sensor zich automatisch met de andere sensorapparaten met behulp van de Wirepas Mesh-technologie.

Wanneer vereist, kan het Wirepas Mesh draadloze protocol in het hoeksensorapparaat de radiozendvermogen en frequentieband automatisch optimaliseren.

Geen basestations of netwerkinfrastructuur nodig

Geen basestations of enige draadloze netwerkinfrastructuur is nodig in de fabriek – de hoeksensorapparaten functioneren als toegangspunten voor andere sensorapparaten en vormen een volledig-gemeshed netwerk, dat datapakketten hop-by-hop naar de juiste bestemming overbrengt.

Jarenlange batterijduur

Het zuinige hoeksensorapparaat kan meerdere jaren draaien met slechts een batterij.

Levensduurvoordelen: CAPEX en OPEX besparing

Doorheen een meervoudig industriële investeringshorizon, kan de draadloze hoeksensorbenadering fabrieken en installaties CAPEX en OPEX besparingen opleveren. Hier zijn de meest prominente levensduurvoordelen:

• Installatie op uw kleppen is snel en gemakkelijk – geen kabeling nodig, en het wordt volledig pre-geconfigureerd geleverd. Het verlaagt implementatie- en operationele kosten, wanneer duizenden kleppen betrokken zijn.
• Werkt met verschillende typen draaikleppen inclusief bal- en vlinderkleppen gemaakt door elke fabrikant – verlaagt hardwarekosten en maakt inkoop gemakkelijk.
• Voorkomt verdere kostbare software-aanpassing voor industriële communicatieprotocollen – de hoeksensor integreert rechtstreeks in het centrale besturingssysteem via een eenvoudige application programming interface (API).
• De veranderingen in kleppositiedata worden gerapporteerd aan uw besturingssysteem – dit stelt u in staat om fabrieksprocessen sneller aan hun optimale prestatieniveaus aan te passen.
• Met up-to-date informatie over alle klepposities kunt u ongevallen voorkomen en de arbeidsveiligheid op de installatie verhogen.
• Milieuschade voorkomen door ervoor te zorgen dat gevaarlijke stoffen niet uit het systeem worden vrijgegeven.
• Handmatige kleppen worden typisch aangepast door operationeel personeel. Ze voeren het aanpassingswerk uit op basis van hun taciete kennis – klepmonitoring stelt u in staat om deze taciete kennis te digitaliseren en op te slaan.
• End-to-end data verzameld van alle kleppen, stelt u in staat om processen te meten en te optimaliseren.

Game changer voor externe klepmonitoring

Externe Klepmonitoring biedt fabrieken en installaties significante voordelen – dit vertaalt zich in kostenbesparingen, betere veiligheid, en continue procesoptimalisatie.

Echter, de digitalisering van procesbesturingskleppen heeft te lang gesleept, door hoge retrofit-investeringen.

De nieuwe industriële hoeksensor en draadloze Industrial IoT-technologieën kunnen het Externe Klepmonitoring-spel veranderen met een eenvoudige, maar robuuste alternatief met tot 90 procent lagere investering!