Las fábricas pueden ahorrar hasta un 90% en costos de monitoreo de válvulas con sensores inalámbricos de IoT

Las fábricas y plantas de industrias, como las de procesamiento químico, pulpa y papel, agua y tratamiento de aguas residuales, han visto los beneficios de la supervisión remota de válvulas. Sin embargo, las soluciones tradicionales de monitoreo modernizadas son costosas y lentas de implementar para fábricas con miles de válvulas manuales de diferentes tipos.

Existe una alternativa más rentable:las fábricas han evidenciado una reducción del 90% en la inversión en modernización mediante el uso de sensores inalámbricos de calidad industrial y tecnologías de IoT industrial.

En este artículo, el especialista global en IoT industrial, Pertti Kujala , el director de negocios de Smart Factory de Haltian , habla sobre el monitoreo de válvulas de actualización y explica cómo las fábricas pueden ahorrar costos sustanciales.

¿Qué es la supervisión remota de válvulas?

Las fábricas y plantas de las industrias de procesos químicos, pulpa y papel, tratamiento de agua y aguas residuales y otros sectores son, ante todo, conocidas por las redes masivas de tuberías de proceso, controladas por miles de válvulas accionadas manualmente. Hasta hace poco, los sistemas han estado funcionando 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 en el futuro, las empresas industriales deben 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 teléfonos inteligentes, tabletas y otras soluciones móviles, la automatización industrial y el control de procesos están creciendo rápidamente para el bien común.

Beneficios para fábricas y plantas

El control remoto de la válvula consta de varios componentes:y detecta la posición de la válvula con un dispositivo sensor de actualización, 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 reporta los datos de posición en un 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 en 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 procesos puede brindar múltiples beneficios a las fábricas de innumerables formas diferentes:

• Obtenga enormes ahorros de costos
• Habilite una recuperación más rápida del proceso después de las interrupciones de mantenimiento
• Incrementar 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 en curso de la Industria 4.0 han impulsado el mercado de monitoreo y control remoto a una trayectoria de crecimiento constante con una tasa compuesta anual de 4.5%. Se espera que alcance los 27.000 millones de dólares (24.500 millones de euros) en 2023 a nivel mundial.

Desafíos de las soluciones de modernización tradicionales

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

Pertti Kujala ha compilado un resumen de los principales desafíos en la modernización del monitoreo remoto en 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 en hardware del dispositivo sensor para las fábricas, y la adquisición de productos de varios fabricantes puede llevar mucho tiempo

Los dispositivos de sensor 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 en el sistema sensores de varios proveedores diferentes.

La mayoría de los productos detectores y sensores de posición de válvulas industriales actuales del mercado requieren cableado físico para la electricidad y los 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, años.

Los dispositivos sensores de posición tradicionales disponibles actualmente en el mercado se construyen, basados ​​en los mismos estándares industriales extremos, que el hardware de campo operativo crítico. Sin embargo, esto podría considerarse un exceso de ingeniería en muchas aplicaciones industriales. Los sensores de posición generalmente se montan encima 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 nivel empresarial con un precio más bajo son igualmente adecuados para este propósito en la mayoría de los casos de uso.

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

Tecnología revolucionaria en el control remoto de válvulas

Haltian, el especialista en desarrollo de productos y proveedor de IoT industrial, junto con una empresa de la industria de procesos global 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 actualización hasta en un 90%, en comparación con las alternativas tradicionales.

¿Qué puede hacer el sensor de ángulo?

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

Dentro del dispositivo 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, a la fábrica o al sistema de control central de la planta. Después de encenderlo, el sensor se conecta automáticamente a los otros dispositivos del sensor 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 ninguna 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 completamente mallada, que transmite paquetes de datos, salto a salto al destino correcto.

El dispositivo sensor de ángulo de ahorro de energía puede 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 en CAPEX y OPEX de fábricas y plantas. Estos son los beneficios de por vida más destacados:

• La instalación en sus válvulas es rápida y fácil:no se necesita cableado y se entrega completamente preconfigurada. Reduce los costos operativos y de implementación cuando hay miles de válvulas involucradas.
• Funciona con varios tipos de válvulas rotativas, incluidas las válvulas de bola y de mariposa de cualquier fabricante; reduce los costos de hardware y facilita la adquisición
• Evite una personalización de software más costosa para los protocolos de comunicación industrial:el sensor de ángulo 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 rápidamente a sus niveles óptimos de rendimiento.
• Con información actualizada sobre todas las posiciones de las válvulas, puede evitar accidentes y aumentar la seguridad ocupacional en la planta.
• Evite el daño ambiental asegurándose de que no se liberen sustancias peligrosas fuera del sistema.
• Las válvulas manuales normalmente las ajusta el personal de operación. Ellos llevan a cabo el trabajo de ajuste basándose en 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 importantes beneficios, lo que se traduce en ahorros de costos, mayor seguridad y optimización continua del proceso. Sin embargo, la digitalización de las válvulas de control de procesos se ha retrasado durante demasiado tiempo debido a las elevadas inversiones en modernización.

El nuevo sensor de ángulo de grado industrial y las tecnologías de IoT industrial inalámbrica pueden cambiar el juego de la monitorización remota de válvulas con una alternativa sencilla pero robusta con una inversión hasta un 90% menor.

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

Sobre el autor

ertti Kujala es el director de soluciones 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 ocupó con éxito varios 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 de tecnología de IoT probada 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 proveedor genial para sus servicios de IoT y, en 2019, Haltian se convirtió en socio de tecnología avanzada de AWS. Haltian está detrás de muchos de los productos exclusivos a nivel 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