圖片來源 ：艾默生

　　傳統(tǒng)的資產(chǎn)監(jiān)控即將更新?lián)Q代。工業(yè)物聯(lián)網(wǎng) (IIoT) 技術(shù)和軟件分析的進(jìn)步，使工廠經(jīng)理能夠深入了解最關(guān)鍵資產(chǎn)的健康狀況和性能。軟件應(yīng)用程序可以通過跟蹤資產(chǎn)的能源消耗，并根據(jù)需要向運(yùn)行人員發(fā)出報(bào)警，從而幫助減少設(shè)施中的排放和能源損失。

　　在燃燒系統(tǒng)中（如蒸汽管線和熱交換器），更好的能源管理意味著減少蒸汽損失和由污垢引起的低效率?？梢愿櫤陀涗浶箟洪y (PRV) 的釋放，以便運(yùn)行人員了解事件發(fā)生的時(shí)間以及持續(xù)的時(shí)間。

　　過去，使用傳統(tǒng)的有線監(jiān)控方法來跟蹤這些資產(chǎn)的健康狀況和性能，成本較高。現(xiàn)在，無線儀表與易于部署的軟件分析、用戶友好的應(yīng)用和專業(yè)儀表板相結(jié)合，使工廠經(jīng)理能夠跟蹤這些能源密集型資產(chǎn)，同時(shí)還可以降低成本、減少排放和生產(chǎn)時(shí)間的浪費(fèi)。

　　能源成本損失和效率低下

　　很多行業(yè)都依賴蒸汽系統(tǒng)為其過程提供動(dòng)力，從能源到化工再到食品和飲料。因此，以各種可能的方式節(jié)約能源，是實(shí)現(xiàn)流程和利潤最大化不可或缺的一部分。某些需要大量燃料才能運(yùn)行的資產(chǎn)，是造成這種低效和浪費(fèi)的罪魁禍?zhǔn)?。?dāng)蒸汽疏水閥發(fā)生故障而浪費(fèi)蒸汽時(shí)，不僅會(huì)損失能量，還會(huì)浪費(fèi)加 熱燃料，并可能影響產(chǎn)品質(zhì)量。實(shí)時(shí)資產(chǎn)監(jiān)控，提供了降低與此類系統(tǒng)運(yùn)營相關(guān)的能源成本的洞察力。

　　隨著時(shí)間的推移，由于沉積物堆積在熱交換表面上，熱交換器等其它資產(chǎn)的效率會(huì)降低，這種情況被稱為積垢。發(fā)生這種情況時(shí)，需要清潔和維修設(shè)備以恢復(fù)全部性能，但與此同時(shí)，停機(jī)不僅需要時(shí)間，還需要更多的能量來傳遞熱量。傳統(tǒng)的資產(chǎn)監(jiān)控實(shí)踐，無法確定在下一次計(jì)劃維護(hù)之前，會(huì)浪費(fèi)多少能源。在運(yùn)行人員收到報(bào)警之前，他們也無法確定低下的效率如何影響生產(chǎn)能力。

　　無線技術(shù)提升資產(chǎn)監(jiān)控能力 

　　傳統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)需要昂貴的布線和基礎(chǔ)設(shè)施，來啟用每個(gè)相互連接的設(shè)備，并且在安裝時(shí)，通常需要完全停機(jī)，以將儀器添加到生產(chǎn)線中。這些需求導(dǎo)致有線監(jiān)控系統(tǒng)的前期安裝成本，往往超過節(jié)省帶來的潛在收益。對(duì)于難以到達(dá)或偏遠(yuǎn)地區(qū)的資產(chǎn)而言，更是如此。 

　　現(xiàn)代無線解決方案不需要這些昂貴的基礎(chǔ)設(shè)施前期投資，也不需要停機(jī)來安裝。無線測量設(shè)備提供非侵入式的外部安裝，而不會(huì)影響所提供的數(shù)據(jù)。例如，無線聲學(xué)變送器使用熱電偶和超聲波傳感器進(jìn)行聲學(xué)和溫度測量，可以對(duì)其進(jìn)行分析以確定蒸汽疏水閥和減壓閥的狀態(tài)。

　　易于使用的可視化數(shù)據(jù) 

　　從分析的角度來看，原始數(shù)據(jù)的作用，僅僅與我們理解和解釋它的能力有關(guān)。工業(yè)分析軟件可以安裝并連接到WirelessHART 網(wǎng)關(guān)上（如圖 1 所示），以解釋過程數(shù)據(jù)。這允許用戶以即時(shí)和連續(xù)的方式，訪問有關(guān)資產(chǎn)信息，這些信息過去只能由運(yùn)行人員手動(dòng)檢查。 

圖 1：在艾默生 Plantweb 數(shù)字生態(tài)系統(tǒng)的一個(gè)綜合儀表板中，可查看事件日志和有關(guān)由泄壓事件引起的生產(chǎn)損失和排放信息。

　　這些軟件平臺(tái)中用戶友好的應(yīng)用程序可收集和編譯實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并將其可視化為具有可擴(kuò)展視圖的簡單圖形www.cechina.cn，從而可以深入了解每項(xiàng)資產(chǎn)。隨著這類無線監(jiān)控的應(yīng)用越來越多，軟件開發(fā)商提供的新的模塊化軟件應(yīng)用也越來越多。這些可以添加到儀表板中，顯 示關(guān)鍵和次要過程的狀態(tài)。 

　　下文的幾個(gè)相關(guān)應(yīng)用案例展示了在互聯(lián)的工廠環(huán)境中ConTROL ENGINEERING China版權(quán)所有，如何通過易于使用的可視化數(shù)據(jù)www.cechina.cn，減少潛在的能量損失和排放。

　　泄壓閥的實(shí)時(shí)監(jiān)控 

　　在加壓系統(tǒng)中，最關(guān)鍵的資產(chǎn)是泄壓閥。當(dāng)壓力達(dá)到某個(gè)設(shè)定值時(shí)，高壓流體從系統(tǒng)中釋放出來以保護(hù)過程和設(shè)備。這些閥門是另一種資產(chǎn)，可用于防止過程中斷和設(shè)備故障，由于將傳感器連接到遠(yuǎn)程位置的成本較高，這些資產(chǎn)通常需要手動(dòng)監(jiān)控，效率低下。

　　閥門泄漏和釋放會(huì)浪費(fèi)產(chǎn)品，并且可能會(huì)導(dǎo)致壓力下降，使過程無法運(yùn)行在其最佳壓力下，從而限制了生產(chǎn)。很多工廠有多個(gè)泄壓裝置，連接直排大氣的公共火炬系統(tǒng)。 如果多個(gè)泄壓閥通向一個(gè)公共的火炬，則很難知道其中有多少個(gè)處于釋放狀態(tài)。那如何衡量能源和排放損失？ 

　　無線聲學(xué)解決方案可實(shí)現(xiàn)對(duì)關(guān)鍵泄壓閥的連續(xù)、實(shí)時(shí)的監(jiān)控。數(shù)據(jù)被發(fā)送到應(yīng)用程序，該軟件會(huì)提醒運(yùn)行人員注意泄漏和故障。內(nèi)置的可持續(xù)性算法可跟蹤能源消耗和排放，并允許工廠經(jīng)理將數(shù)據(jù)與性能基準(zhǔn)和目標(biāo)進(jìn)行比較。

圖2：查看每個(gè)疏水閥的趨勢、排放和能量損 失，同時(shí)跟蹤對(duì)關(guān)鍵性能目標(biāo)的影響，驗(yàn)證疏水閥是否處于故障模式，從而在線確定蒸汽疏水閥的健康狀態(tài)。

　　蒸汽疏水閥和無線傳感 

　　蒸汽疏水閥的主要作用是收集蒸汽管線中的冷凝水。蒸汽管線有多種作用，但主要用于加熱工藝或動(dòng)力設(shè)備。發(fā)生故障的疏水閥會(huì)將蒸汽排放到大氣中，這樣就會(huì)浪費(fèi)能源并降低產(chǎn)品質(zhì)量。將非侵入式無線傳感設(shè)備添加到每個(gè)蒸汽疏水閥，使運(yùn)行人員可以查看蒸汽系統(tǒng)，并在任何疏水閥處于過冷狀 態(tài)時(shí)，向運(yùn)行人員發(fā)出報(bào)警。 

　　軟件可以向運(yùn)行人員顯示因蒸汽疏水閥泄漏而造成的總能源損失成本，并計(jì)算排放量以進(jìn)行記錄和報(bào)告。根據(jù)設(shè)施中蒸汽疏水閥數(shù)量的不同，故障蒸汽疏水閥能量損失累積起來，每年可能會(huì)造成數(shù)百萬美元的損失。無意的超標(biāo)排放可能導(dǎo)致罰款。手動(dòng)檢查不 精確，而第三方提供的服務(wù)又可能很昂貴。

　　隨著傳感應(yīng)用的普及，蒸汽疏水閥不再是工廠經(jīng)理的盲點(diǎn)。應(yīng)用程序可以將數(shù)據(jù)、變量和設(shè)置編譯到儀表板中。這種意識(shí)的提高意味著操作人員可以在故障的疏水閥影響系統(tǒng)之前，及時(shí)發(fā)現(xiàn)、修理或更換它們。

　　熱交換器和連續(xù)監(jiān)測 

　　熱交換器將熱量從加熱流體轉(zhuǎn)移到過程流體。熱交換器的最大挑戰(zhàn)是沉積物的堆積，這降低 了交換器的效率。積垢意味著它需要更多的燃料來將熱量轉(zhuǎn)移到一個(gè)過程中。在目前的系統(tǒng)中控制工程網(wǎng)版權(quán)所有，大多數(shù)熱交換器都是手動(dòng)檢查積垢的。與其他非關(guān)鍵資產(chǎn)一樣， 依靠手動(dòng)檢查會(huì)占用寶貴的時(shí)間，并且只能提供資產(chǎn)健康狀態(tài)的快照。此外，要準(zhǔn)確、連續(xù)地 手動(dòng)估算結(jié)垢率也很困難。

　　如果沒有連續(xù)的監(jiān)測能力，工廠就不得不依靠定期的維護(hù)來清潔熱交換器。這些維護(hù)窗口可 能涉及到停工，因?yàn)槊總€(gè)熱交換器都要在一個(gè)小的時(shí)間窗口內(nèi)進(jìn) 行清洗。而且積垢也可能會(huì)導(dǎo)致高成本的非計(jì)劃性停工。由于每個(gè)換熱器的積垢發(fā)生率不同，工 作人員甚至可能對(duì)不需要的換熱器進(jìn)行維護(hù)，而其他換熱器可能更早地需要維修。在沒有資產(chǎn)分析的情況下，用戶要預(yù)測這些故 障是有難度的。

　　通過對(duì)換熱器的連續(xù)監(jiān)控，數(shù)據(jù)得到了最佳利用。一個(gè)簡單的軟件儀表板就能提供所需的數(shù) 據(jù)，確保維護(hù)資源不會(huì)浪費(fèi)在不需要維護(hù)的熱交換器上，并在積垢導(dǎo)致計(jì)劃外生產(chǎn)損失之前，發(fā)現(xiàn)那些需要維護(hù)的熱交換器。在典型的中型煉油廠中，類似的生 產(chǎn)成本削減，可以節(jié)省數(shù)百萬美元。在熱交換器的軟件分析中，內(nèi)置了能源損失成本，所以很清楚有多少能源被花費(fèi)在處于關(guān)鍵狀態(tài)的熱交換器上。 

　　利用數(shù)字生態(tài)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)力量，企業(yè)可以減少排放www.cechina.cn，并跟蹤設(shè)施中這些傳統(tǒng)上被忽視的資產(chǎn)造成 的能源成本損失。從較小規(guī)模的運(yùn)營到大型工業(yè)工廠，每個(gè)人都可以從 IIoT 技術(shù)和軟件分析的這些令人興奮的進(jìn)步中獲益。數(shù)據(jù)可視化和分析軟件有助于跟蹤關(guān)鍵資產(chǎn)的運(yùn)行狀況和性能。應(yīng)用此解決方案有助于企業(yè)實(shí)現(xiàn)性能目標(biāo)，并跟上不斷更新的能源法規(guī)，同時(shí)推動(dòng)長期性能改進(jìn)。（作者 | Logan Woolery）

　　關(guān)鍵概念： 

　　■ 管理不善的工廠排放和能源應(yīng)用，會(huì)導(dǎo)致效率低下和能源成本增加。 

　　■ 采用非侵入式無線技術(shù)有助于提高資產(chǎn)監(jiān)控能力。 

　　■ 易于使用的工業(yè)數(shù)據(jù)可視化有助于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的資產(chǎn)管理。

　　思考一下： 

　　你能發(fā)現(xiàn)哪些工業(yè)資產(chǎn)即將出現(xiàn)故障并提前避免嗎？