Las fábricas y plantas en las industrias, como el procesamiento químico, la pulpa y el papel, el tratamiento de aguas y aguas residuales, han visto los beneficios del monitoreo remoto de válvulas. Sin embargo, las soluciones de monitoreo tradicionales adaptadas son costosas y lentas de implementar en fábricas con miles de válvulas manuales de diferentes tipos.

Existe una alternativa más rentable: las fábricas han demostrado una reducción del 90% en la inversión de retroadaptación, mediante el uso de sensores inalámbricos de grado industrial y tecnologías de IoT industrial.

En este artículo, el especialista global en IoT industrial, Pertti Kujala, el director del negocio de Smart Factory de Halciano, habla sobre el monitoreo de la válvula de retroadaptación y explica cómo las fábricas pueden ahorrar costos sustanciales.

¿Qué es el monitoreo remoto de válvulas?

Las fábricas y plantas en las industrias de procesos químicos, pulpa y papel, tratamiento de agua y aguas residuales, y otros sectores son, en primer lugar, conocidos por las redes masivas de tuberías de proceso, controladas por miles de válvulas manuales. Hasta hace poco, los sistemas han funcionado con éxito y eficacia durante muchos años con diferentes tipos de válvulas manuales.

El monitoreo remoto de estas válvulas manuales se está volviendo aún más crítico en las industrias de procesos a medida que la transformación de la Industria 4.0 se extiende por las fábricas de todo el mundo. Para mantener la competitividad futura, las empresas industriales necesitan aumentar la eficiencia de la producción, optimizar las operaciones de procesamiento, evitar interrupciones innecesarias y mejorar la seguridad.

Con la integración de SCADA con instrumentos de campo, y también con teléfonos inteligentes, tabletas y otras soluciones móviles, la automatización industrial y el control de procesos está creciendo rápidamente por el bien común.

Beneficios para fábricas y plantas.

La monitorización remota de la válvula está compuesta por varios componentes: detecta la posición de la válvula con un dispositivo sensor de retroadaptación, montado en la válvula manual. Los sensores de posición se dividen en sensores de posición angular y sensores de posición lineal. El dispositivo sensor luego informa los datos de posición en formato digital al sistema de control central de la fábrica.

Con una solución de monitoreo remoto ideal, las posiciones de todas las válvulas en una fábrica se pueden monitorear en el sistema de control central de la fábrica en tiempo real, desde miles de puntos diferentes, a lo largo de las tuberías del proceso. El monitoreo remoto de las válvulas de control de proceso puede proporcionar múltiples beneficios a las fábricas de innumerables maneras diferentes:

  • Trae ahorros masivos de costos
  • Permita una recuperación más rápida del proceso después de interrupciones de mantenimiento
  • Aumentar la seguridad en la planta.
  • Reducir la aparición de errores y desviaciones de calidad.
  • Proporcione análisis valiosos y ayude a evitar tiempos de inactividad no planificados.

Los beneficios del monitoreo remoto de válvulas en medio de la transformación actual de la Industria 4.0 han impulsado el mercado de monitoreo y control remoto hacia una trayectoria de crecimiento constante con una tasa compuesta anual de 4.5%. Se espera que alcance los $ 27 mil millones (€ 24.5 mil millones) para 2023 a nivel mundial.

Desafíos de las soluciones tradicionales de retroadaptación

Muchas fábricas y plantas dudan en invertir en expansiones de monitoreo remoto de válvulas, a pesar del rápido crecimiento del mercado y los importantes beneficios económicos. La actualización de un sistema de monitoreo en miles de diferentes tipos de válvulas, algunas de las cuales pueden ser muy antiguas, a menudo fabricadas por diferentes proveedores, es costosa y requiere mucho tiempo.

Pertti Kujala ha compilado un resumen de los principales desafíos en la actualización de la monitorización remota de las válvulas existentes.

Los sensores de posición de válvula actuales en el mercado a menudo se ajustan a un solo tipo de válvula, y los diferentes fabricantes de válvulas tienen sus propios dispositivos de sensor de posición específicos. Esto aumenta la inversión de hardware del dispositivo sensor para las fábricas, y la adquisición de productos de varios fabricantes puede llevar mucho tiempo.

Los dispositivos de sensores de campo tradicionales utilizan varios protocolos de comunicación industrial, como Foundation Fieldbus, Profibus, DeviceNet, AS-Interface y el protocolo HART, para comunicarse con el sistema SCADA o SAS de la fábrica. Esto puede requerir una costosa personalización de la interfaz del software, especialmente si se incluyen sensores de varios proveedores diferentes en el sistema.

La mayoría de los sensores y sensores de posición de válvulas industriales actuales en el mercado requieren cableado físico para electricidad y datos. Cuando hay miles de válvulas en una fábrica, el cableado se convierte en un costo significativo y extiende el tiempo de implementación a meses y, a veces, a años.

Los dispositivos de sensor de posición tradicionales disponibles actualmente en el mercado están construidos, basados ​​en los mismos estándares industriales extremos, como el hardware de campo crítico y operativo. Sin embargo, esto podría considerarse una ingeniería excesiva en muchas aplicaciones industriales. Los sensores de posición generalmente se montan en la parte superior del hardware operativo principal, como las válvulas, y los sensores no están expuestos directamente a las condiciones más duras. Esta práctica extrema de diseño de productos ha aumentado los precios de venta de los productos tradicionales de sensores de posición, pero los productos de alta calidad y de grado empresarial con un precio más bajo son igualmente adecuados para este propósito en la mayoría de los casos de uso.

Estos desafíos ralentizan los despliegues de soluciones remotas de monitoreo de válvulas remotas en fábricas globales. La pregunta que surge es: ¿cómo se pueden reducir estas inversiones y facilitar la actualización? Una solución innovadora podría provenir del sector tecnológico de Internet de las cosas (IoT). Los desarrollos con dispositivos sensores IoT y tecnologías inalámbricas han dado un salto cuántico en los últimos años.

Tecnología innovadora en monitoreo remoto de válvulas

Haltian, el especialista en desarrollo de productos y proveedor de IoT industrial, junto con una compañía global de la industria de procesos, han desarrollado un sensor de ángulo inalámbrico inteligente de grado industrial para el monitoreo remoto de válvulas. Combina las últimas tecnologías inalámbricas de grado industrial y materiales ultraduraderos. Con esta solución, las fábricas pueden reducir sus costos de adaptación hasta en un 90%, en comparación con las alternativas tradicionales.

¿Qué puede hacer el sensor de ángulo?

Pertti Kujala

El sensor inalámbrico no necesita cableado. Este sensor de ángulo de retroadaptación se puede conectar a varios tipos de válvulas rotativas manuales, incluidas las válvulas de bola y mariposa. Se entrega con un kit adaptador de montaje para que la instalación sea rápida y fácil. Hay una abrazadera que monta el dispositivo sensor en una tubería. Su disco detector de posición giratorio está unido a la palanca de la válvula con un simple clip.

Dentro del dispositivo del sensor de ángulo hay sensores magnéticos y mecánicos para detectar la posición de la válvula, con una precisión de un grado. Informa cualquier cambio de posición a través de la conexión inalámbrica, al sistema de control central de la fábrica o de la planta. Después de encenderse, el sensor se conecta automáticamente a los otros dispositivos sensores utilizando la tecnología Wirepas Mesh.

Siempre que sea necesario, el protocolo inalámbrico Wirepas Mesh en el dispositivo sensor de ángulo puede optimizar automáticamente la potencia de transmisión de radio y la banda de frecuencia. No se necesitan estaciones base ni infraestructura de red inalámbrica en la fábrica: los dispositivos de sensor de ángulo funcionan como puntos de acceso para otros dispositivos de sensor y forman una red totalmente enredada, que transmite paquetes de datos, salto por salto, al destino correcto.

El dispositivo sensor de ángulo de ahorro de energía es capaz de funcionar durante varios años con solo una batería.

¿Cómo puede beneficiar a las fábricas?

A lo largo de un horizonte de inversión industrial de varios años, el enfoque del sensor de ángulo inalámbrico puede generar ahorros de CAPEX y OPEX en fábricas y plantas. Estos son los beneficios más importantes de por vida:

  • La instalación en sus válvulas es rápida y fácil: no se necesita cableado y se entrega completamente preconfigurado. Reduce la implementación y los costos operativos, cuando hay miles de válvulas involucradas.
  • Funciona con varios tipos de válvulas rotativas, incluidas las válvulas de bola y mariposa fabricadas por cualquier fabricante, reduce los costos de hardware y facilita la adquisición
  • Evite la personalización de software costosa para protocolos de comunicación industrial: el sensor Angle se integra directamente en el sistema de control central a través de una interfaz de programación de aplicaciones (API) simple.
  • Los cambios en los datos de posición de la válvula se informan a su sistema de control; esto le permite ajustar los procesos de fábrica más rápido a sus niveles de rendimiento óptimos.
  • Con información actualizada sobre todas las posiciones de las válvulas, puede evitar accidentes y aumentar la seguridad laboral en la planta.
  • Evite el daño ambiental asegurándose de que no se liberen sustancias peligrosas del sistema.
  • Las válvulas manuales generalmente son ajustadas por el personal de operación. Llevan a cabo el trabajo de ajuste en función de su conocimiento tácito: el monitoreo de válvulas le permite digitalizar y almacenar este conocimiento tácito.
  • Los datos de extremo a extremo recopilados de todas las válvulas le permiten medir y optimizar los procesos.

En conclusión

El monitoreo remoto de válvulas brinda a las fábricas y plantas beneficios significativos: esto se traduce en ahorros de costos, mejor seguridad y optimización continua del proceso. Sin embargo, la digitalización de las válvulas de control de proceso se ha demorado demasiado debido a las altas inversiones en modernización.

¡El nuevo sensor de ángulo industrial y las tecnologías inalámbricas de IoT industrial pueden cambiar el juego de monitoreo remoto de válvulas con una alternativa fácil pero robusta con una inversión de hasta un 90% menos!

El autor es Pertti Kujala, director de negocios de Smart Factory, Haltian

Sobre el Autor

ertti Kujala es el director de soluciones de Thingsee Smart Factory en Haltian. Después de unirse a Haltian en 2012, Pertti ha trabajado en varios puestos de liderazgo de IoT en la empresa. Pertti comenzó su carrera en Nokia en 2003, donde desempeñó con éxito diversos roles de diseño mecánico, ingeniería y concepción. En el fabricante de dispositivos de lujo, Vertu, en el Reino Unido, Pertti trabajó como diseñador mecánico senior en 2007-2009 y ha diseñado y desarrollado nuevos conjuntos de decoración con materiales como cuero, zafiro, cerámica y metales preciosos. Las pasiones extracurriculares de Pertti incluyen la arquitectura. Pertti tiene un título de M.Sc. en Ingeniería Mecánica de la Universidad de Oulu en Finlandia.

Haltian ha estado proporcionando a los fabricantes de dispositivos servicios de ingeniería y diseño de productos de clase mundial desde 2012. Thingsee, la plataforma probada de tecnología IoT desarrollada por Haltian, permite lanzamientos de IoT más rápidos para implementaciones a gran escala. En 2018, Haltian fue anunciado por el líder de investigación Gartner para ser considerado un Cool Vendor por sus servicios de IoT y en 2019, Haltian se convirtió en un socio de tecnología avanzada de AWS. Haltian está detrás de muchos de los productos de firma mundial, como el anillo de salud Oura. Su diseño para el dispositivo de imágenes hiperespectrales Specim IQ ganó el codiciado premio Red Dot Design Award en 2018. Para obtener más información, visite Haltian o haga clic aquí

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