工場では、ワイヤレスIoTセンサーを使用してバルブ監視コストを最大90％節約できます

化学処理、紙パルプ、水および廃水処理などの業界の工場やプラントでは、リモートバルブ監視のメリットが見られます。ただし、従来の改造された監視ソリューションは、さまざまなタイプの数千の手動バルブを備えた工場に導入するにはコストがかかり、導入に時間がかかります。

より費用対効果の高い代替手段があります。工場では、業界グレードのワイヤレスセンサーと産業用IoTテクノロジーを使用することで、改造投資が90％削減されることが証明されています。

この記事では、グローバルな産業用IoTスペシャリストであるPertti Kujala 、 ハルティアンのスマートファクトリービジネスのディレクター 、レトロフィットバルブの監視について説明し、工場がどのように大幅なコストを節約できるかを説明します。

リモートバルブモニタリングとは何ですか？

化学プロセス産業、紙パルプ、水および廃水処理、およびその他のセクターの工場およびプラントは、何よりもまず、何千もの手動バルブによって制御されるプロセスパイプラインの大規模なネットワークによって知られています。最近まで、システムはさまざまなタイプのハンドバルブで長年にわたって正常かつ効果的に動作してきました。

インダストリー4.0の変革が世界中の工場を席巻するにつれて、これらの手動バルブのリモート監視はプロセス産業でさらに重要になっています。将来の競争力を維持するために–産業企業は、生産効率を高め、処理操作を最適化し、不必要な停止を防ぎ、安全性を向上させる必要があります。

SCADAとフィールド機器、さらにはスマートフォン、タブレット、その他のモバイルソリューションとの統合により、産業用自動化とプロセス制御は、より大きな利益のために急速に成長しています。

工場やプラントのメリット

リモートバルブモニタリングは、いくつかのコンポーネントで構成されています。手動バルブに取り付けられたレトロフィットセンサーデバイスを使用して、バルブの位置を検出します。位置センサーは、角度位置センサーと線形位置センサーに分けられます。次に、センサーデバイスは、位置データをデジタル形式で工場の中央制御システムに報告します。

理想的なリモート監視ソリューションを使用すると、工場内のすべてのバルブの位置を、プロセスパイプラインに沿った何千もの異なるポイントからリアルタイムで工場内の中央制御システムで監視できます。プロセス制御バルブのリモート監視は、無数の異なる方法で工場に複数の利点を提供できます。

• 大幅なコスト削減を実現
• メンテナンスが中断した後のプロセスリカバリを高速化する
• プラントの安全性を高める
• エラーと品質の逸脱の発生を減らします
• 貴重な分析を提供し、計画外のダウンタイムを防ぐのに役立ちます。

進行中のインダストリー4.0の変革の中でのリモートバルブ監視のメリットにより、リモート監視および制御市場は、CAGR 4.5％の安定した成長軌道に向かって推進されました。 2023年までに世界全体で270億ドル（245億ユーロ）に達すると予想されています。

従来の改造ソリューションの課題

多くの工場や工場は、急速な市場の成長と大きな経済的利益にもかかわらず、リモートバルブ監視の拡張に投資することを躊躇しています。何千もの異なるタイプのバルブ（その一部は非常に古く、多くの場合、さまざまなベンダーによって製造されている可能性があります）に監視システムを後付けすることは、費用と時間がかかります。

Pertti Kujalaは、既存のバルブにリモートモニタリングを後付けする際の主な課題の概要をまとめました。

市場に出回っている現在のバルブ位置センサーは、多くの場合1種類のバルブにしか適合せず、さまざまなバルブメーカーが独自の位置センサーデバイスを持っています。これにより、工場のセンサーデバイスのハードウェアへの投資が増加し、複数のメーカーの製品を含む調達には時間がかかる可能性があります

従来のフィールドセンサーデバイスは、Foundation Fieldbus、Profibus、DeviceNet、AS-Interface、HARTプロトコルなど、いくつかの産業用通信プロトコルを使用して、工場のSCADAまたはSASシステムと通信します。これには、特に複数の異なるベンダーのセンサーがシステムに含まれている場合、コストのかかるソフトウェアインターフェイスのカスタマイズが必要になる可能性があります。

市場に出回っている現在のほとんどの産業用バルブ位置センサーおよび検出器製品には、電気とデータ用の物理的なケーブルが必要です。工場に数千のバルブがある場合、ケーブル配線はかなりのコストになり、展開時間を数か月、場合によっては数年に延長します。

現在市場に出回っている従来の位置センサーデバイスは、重要な運用フィールドハードウェアと同じ極端な産業標準に基づいて構築されています。ただし、これは多くの産業用アプリケーションでは過剰設計と見なされる可能性があります。位置センサーは通常、バルブなどの主要な操作ハードウェアの上に取り付けられ、センサーは最も過酷な条件に直接さらされることはありません。この極端な製品設計慣行により、従来の位置センサー製品の販売価格が上昇しましたが、低価格の高品質でエンタープライズグレードの製品は、ほとんどのユースケースでこの目的に等しく適合します。

これらの課題は、グローバルな工場でのレトロフィットリモートバルブ監視ソリューションの展開を遅らせます。発生する問題は、これらの投資をどのように削減し、改造を容易にすることができるかということです。画期的なソリューションは、モノのインターネット（IoT）テクノロジーセクターからもたらされる可能性があります。近年、IoTセンサーデバイスとワイヤレステクノロジーの開発により、飛躍的な進歩が見られました。

リモートバルブモニタリングにおける画期的なテクノロジー

製品開発のスペシャリストであり、産業用IoTプロバイダーであるHaltianは、グローバルなプロセス産業企業と協力して、リモートバルブ監視用のスマートな産業グレードのワイヤレス角度センサーを開発しました。最新の業界グレードのワイヤレステクノロジーと超耐久性のある素材を組み合わせています。このソリューションにより、工場は従来の代替品と比較して、改造コストを最大90％削減できます。

角度センサーは何ができますか？

ワイヤレスセンサーにはケーブルは必要ありません。この後付け角度センサーは、ボールバルブやバタフライバルブなど、いくつかのタイプの手動ロータリーバルブに取り付けることができます。取り付けアダプターキットが付属しているため、取り付けをすばやく簡単に行うことができます。センサーデバイスをパイプに取り付けるクランプがあります。その回転位置検出ディスクは、簡単なクリップでバルブレバーに取り付けられています。

角度センサーデバイスの内部には、1度の精度でバルブの位置を検出するための磁気センサーと機械センサーがあります。ワイヤレス接続を介した位置の変化を工場または工場の中央制御システムに報告します。電源を入れた後、センサーはWirepasメッシュテクノロジーを使用して他のセンサーデバイスに自動的に接続します。

角度センサーデバイスのWirepasMeshワイヤレスプロトコルは、必要に応じて、無線送信電力と周波数帯域を自動的に最適化できます。工場では基地局やワイヤレスネットワークインフラストラクチャは必要ありません。角度センサーデバイスは他のセンサーデバイスのアクセスポイントとして機能し、データパケットをホップバイホップで適切な宛先に送信する完全メッシュネットワークを形成します。

パワーフルーガルな角度センサーデバイスは、バッテリーだけで数年間動作できます。

工場にどのようなメリットがありますか？

複数年にわたる産業投資期間を通じて、ワイヤレス角度センサーアプローチは、工場やプラントにCAPEXとOPEXの節約をもたらすことができます。最も顕著な生涯のメリットは次のとおりです。

• バルブへの取り付けは迅速かつ簡単です。ケーブルは不要で、完全に事前構成された状態で提供されます。何千ものバルブが関係する場合、導入と運用のコストを削減します。
• あらゆるメーカーのボールバルブやバタフライバルブなど、いくつかのタイプのロータリーバルブと連携し、ハードウェアコストを削減し、調達を容易にします
• 産業用通信プロトコルのさらにコストのかかるソフトウェアのカスタマイズを回避–角度センサーは、シンプルなアプリケーションプログラミングインターフェイス（API）を介して中央制御システムに直接統合されます。
• バルブ位置データの変更は制御システムに報告されます。これにより、工場のプロセスを最適なパフォーマンスレベルにすばやく調整できます。
• すべてのバルブ位置に関する最新情報を使用して、事故を回避し、プラントの労働安全を向上させることができます。
• 危険物質がシステムから放出されないようにすることで、環境へのダメージを回避します。
• 手動バルブは通常、操作スタッフが調整します。彼らは暗黙知に基づいて調整作業を実行します。バルブ監視により、この暗黙知をデジタル化して保存できます。
• すべてのバルブから収集されたエンドツーエンドのデータにより、プロセスを測定および最適化できます。

結論

リモートバルブモニタリングは、工場やプラントに大きなメリットをもたらします。これは、コスト削減、安全性の向上、および継続的なプロセスの最適化につながります。ただし、プロセス制御バルブのデジタル化は、後付けへの多額の投資により、長い間引きずられてきました。

新しい業界グレードの角度センサーとワイヤレス産業用IoTテクノロジーは、リモートバルブモニタリングゲームを、最大90％の投資削減で、簡単でありながら堅牢な代替手段に変えることができます。

著者は、HaltianのSmartFactoryビジネスのディレクターであるPerttiKujalaです。

作者について

ertti Kujalaは、HaltianのThingsee SmartFactoryソリューションのディレクターです。 2012年にHaltianに入社した後、Perttiは社内でいくつかのIoTリーダーの役職に就いていました。ペルティはノキアでキャリアをスタートさせました 2003年には、さまざまな機械設計、エンジニアリング、および構想の役割を果たしました。高級デバイスメーカーでは、 Vertu 、英国では、Perttiは2007年から2009年に上級機械設計者として働き、革、サファイア、セラミック、貴金属などの材料を使用して新しい装飾アセンブリを設計および開発しました。ペルティの人間レッスンへの情熱には建築が含まれます。ペルティは修士号を取得しています。フィンランドのオウル大学で機械工学の博士号を取得しています。

Haltianは、2012年以来、デバイスメーカーに世界クラスの製品設計およびエンジニアリングサービスを提供してきました。Haltianによって開発された実績のあるIoTテクノロジープラットフォームであるThingseeは、大規模な展開のためのより迅速なIoTの立ち上げを可能にします。 2018年、ハルティアンは研究リーダーのガートナーから予告されました。 IoTサービスのクールベンダーと見なされ、2019年にHaltianはAWS Advanced TechnologyPartnerになりました。 Haltianは、Ouraヘルスリングなど、多くのグローバルシグネチャー製品の背後にいます。 Specim IQハイパースペクトルイメージングデバイスの設計は、2018年に切望されたRed Dot Design Awardを受賞しました。詳細については、Haltianにアクセスするか、ここをクリックしてください