使用最新的软件应用程序管理植物排放和能量损失

工业物联网(IIoT)技术和软件分析的进步使工厂管理人员能够对关键资产的健康状况和性能有宝贵的见解。分析软件和无线通信正在帮助减少成本、排放和浪费的生产时间。

由洛根利 6月3日，2021年

礼貌:爱默生

学习目标

管理不善的工厂排放和能源应用会导致效率低下和能源成本增加。
非侵入式无线技术，提高资产监控能力。
易于使用的工业数据可视化，有助于工业物联网时代的资产管理。

传统资产监测即将进行重大大修。工业互联网（IIOT）技术和软件分析的进步是赋予工厂管理人员，具有有价值的见解，对其最关键资产的健康和表现。但是，利用这些监控技术有更多的机会。软件应用可以通过跟踪适用资产的能源消耗和提醒人员出现问题来帮助减少设施的排放和能量损失。

在燃烧系统中，如蒸汽管道和热交换器，更好的能源管理意味着减少蒸汽损失事件和污垢造成的效率低下。可以跟踪和记录减压阀(PRVs)的释放事件，这样操作人员就可以知道何时发生了事件，持续了多长时间。在过去，传统的有线监视方法使得跟踪这些资产的运行状况和性能非常昂贵。现在，无线仪表与易于部署的软件分析、用户友好的应用程序和专业仪表板相结合，使工厂经理能够跟踪这些能源密集型资产，同时减少成本、排放和浪费的生产时间。

工业能源成本下降，效率低下

从能源到化学加工再到食品和饮料，许多工业都依赖蒸汽系统为其过程提供动力，因此，以各种可能的方式节约能源是使过程和利润最大化的一个组成部分。某些需要大量燃料才能运转的资产是这种效率低下和浪费的罪魁祸首。当蒸汽由于疏水阀失效而浪费时，不仅能量损失，而且加热燃料浪费，产品质量可能受到影响。实时资产监控有助于降低操作此类系统所需的能源成本，这也是优化难题的重要组成部分。

其他资产，如热交换器，随着时间的推移，由于在热交换表面的沉积而变得效率较低，这种情况称为污垢。当发生这种情况时，需要对机组进行清洁和维修，使其恢复到完全工作状态，但与此同时，停机需要时间和更多的能量来适当地传递热量。传统的资产监控实践无法确定在下一次计划的维护之前浪费了多少能源。他们也无法在运营商意识到问题之前确定这些低效率如何影响生产能力。

非侵入式无线技术，提高资产监控能力

传统的监控系统需要昂贵的布线和基础设施来支持每个连接的设备，而且由于仪器必须插入到工艺线上，安装通常需要完全关闭。这些需求导致有线监控系统的前期安装成本往往超过了潜在的节约成本。对于难以到达或偏远地区的资产来说尤其如此。

现代无线解决方案不需要这些昂贵的前期基础设施投资或关闭安装。无线测量设备提供非侵入式的外部安装，而不影响数据传输。例如，无线声波发射器使用热电偶和超声波传感器进行声波和温度测量，通过分析来确定蒸汽疏水阀和减压阀的状态。

工业物联网时代易于使用的数据可视化

从分析的角度来看，原始数据的用处取决于我们理解和解释它的能力。工业分析软件(如图1所示)可以安装并连接到WirelessHART网关，以解释流程数据。［WirelessHART是一个FieldComm协议。]这允许用户即时和持续访问可能通常由手动操作员检查的资产的信息。这些软件平台中的用户友好应用程序收集和编译实时数据并将其视为直接的图形，具有可扩展的视图，使其可以深入到每个资产。随着这种类型的无线监控的采用增长，软件开发人员提供的应用程序也是如此。每个新用例都可以鼓励开发可以添加到仪表板的新模块化软件应用程序，显示关键和辅助进程的状态。

几个不同的应用程序举例说明了易于使用的数据可视化的潜在能源损失和排放在连接的工厂环境。

图1:在艾默生Plantweb数字生态系统的一个整合仪表板上查看事件日志，以及有关压力释放事件造成的生产损失和排放的信息。礼貌:爱默生

图1:在艾默生Plantweb数字生态系统的一个整合仪表板上查看事件日志，以及有关压力释放事件造成的生产损失和排放的信息。图1:在艾默生Plantweb数字生态系统的一个综合仪表板上，查看了事件日志，以及有关压力释放事件造成的生产损失和排放的信息。礼貌:爱默生

减压阀(PRVs)监控

加压系统中的一些最关键的资产是减压阀。当压力达到一定的设定点时，它们通过从系统中释放加压流来保护工艺和设备。有用的用于防止过程扰动和设备故障，这些阀门是另一个资产，该资产通常由于其远程位置的接线传感器的高成本而被手动监测或效率低。

泄漏和释放阀会产生废物，并可能因不允许工艺以最佳压力运行而限制生产。许多工厂都有几个压力释放装置，用于一个普通的火炬系统，直接进入大气。如果多个安全阀通向一个共同的火炬，就很难知道其中有多少处于释放状态。如何衡量能源和排放损失呢?

无线声学解决方案能够对整个工厂的关键prv进行连续、实时监测。这些数据被发送到软件应用程序，然后该应用程序将提醒操作人员注意泄漏和故障。内置的可持续性算法跟踪能源消耗和排放，允许工厂经理将数据与绩效基准和目标进行比较。

蒸汽疏水阀，无线传感

蒸汽陷阱以各种形式出现，主要目的是在蒸汽线中捕获冷凝物。蒸汽管线在各种过程中具有许多用途，但主要用于加热过程或电力设备。当陷阱失败时，它会释放蒸汽到大气中，浪费能源和降低产品质量。

向每个蒸汽疏水阀添加非侵入式无线传感设备使运营商成为其整个蒸汽系统的视图，如果任何陷阱处于通风或冷状态，则可以提醒它们。软件应用还可以显示操作员泄漏蒸汽陷阱的总损失成本并计算记录和报告的排放。

手动蒸汽疏水阀的检查需要操作人员的频繁巡视，这将耗费大量宝贵的时间。故障和泄漏可能会持续数周或数月而不被发现，具体时间取决于操作人员的巡视频率。能源损失加起来，每年可能要花费数百万美元，这取决于设备中蒸汽疏水阀的数量。在不知情的情况下超过排放标准也可能意味着支付罚款。手工检查也不精确，第三方服务也很昂贵。

随着普遍的感应应用，蒸汽陷阱不再是工厂管理人员的盲点。应用程序可以将数据，变量和设置编译为仪表板。这种增加的意识意味着运营商可以在切入其底线之前找到和修理或更换失败的陷阱。

图2:通过查看趋势、每个疏水阀的排放和能量损失，并跟踪对关键性能目标的影响，确认疏水阀是否处于故障模式，从而确定蒸汽疏水阀的在线健康状态。礼貌:爱默生

换热器，连续监控

热交换器将热量从加热流体传递到处理流体。热交换器面临的最大挑战是沉积物的堆积，这会降低热交换器的效率。污垢意味着它需要更多的燃料来将热量传递到一个过程中。在目前的系统中，大多数热交换器都是人工检查污垢的。与其他非关键资产的情况一样，依赖人工检查会占用宝贵的时间，并且只提供资产健康状态的快照。此外，手动估算污染速率很难做到准确且连续。

没有持续的监控能力，工厂被迫依靠定期维护来清洁热交换器。这些维护窗口可能涉及过程关闭，因为每个热交换器都在一个小窗口的时间内清洗。污堵还可能导致高成本的计划外停机。因为对每个热交换器来说，它发生的速度不同，工作人员甚至可能对不需要它的热交换器进行维护，而其他人可能更早地需要维护。在没有资产分析的情况下，用户很难预测这些失败。

通过对每个热交换器的连续监测，数据得到了最好的利用。一个简单的软件仪表盘拥有所有所需的数据智能，以确保维护资源不会浪费在不需要维护的热交换器上，并在污垢导致计划外生产损失之前捕获需要维护的热交换器。例如，对一个典型的中型炼油厂来说，像这样削减生产成本可以节省数百万美元。热交换器的软件分析中也包含了损失的能量成本，因此在关键状态下，热交换器消耗了多少能量就很清楚了。

图3:使用预建系统进行预览诊断，该系统持续计算和跟踪关键性能指标，如污垢、热负荷和传热系数。礼貌:爱默生

工业排放：与不断变化的监管未来保持步伐

通过数字化生态系统利用数据的力量，运营商可以减少排放，并跟踪这些设施中传统上被忽视的资产所损失的能源成本。从小规模运营到大型工业工厂，每个人都可以从工业物联网技术和软件分析的这些令人振奋的进步中受益。数据可视化和分析软件有助于跟踪关键资产的运行状况和性能。应用此解决方案，以实现性能目标，并保持扩大能源法规，同时推动长期性能改善。

洛根利是其一部分爱默生“数字转型业务”对PlantWeb Insight Analytics软件具有产品管理责任。由Mark T. Hoske，Content Manager编辑，控制工程、《媒体，mhoske@cfemedia.com.．