萬可 | WAGO IoT控制箱助力實現(xiàn)高溫反應(yīng)器監(jiān)測自動化
2025-3-21新聞
作為脫碳計劃的一部分，Air Liquide公司在其位于德國斯塔德附近的合成氣工廠對新安裝的反應(yīng)器實施全天候監(jiān)控。此舉可確保該廠平穩(wěn)運營并盡可能減少中斷。該系統(tǒng)將熱像儀和集成在工廠控制系統(tǒng)中的萬可物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)相結(jié)合，可及早檢測出異常，從而促進基于狀態(tài)的主動維護。
萬可IoT控制箱
01
一個完整、現(xiàn)成的系統(tǒng)即可使現(xiàn)有機器和系統(tǒng)輕松實現(xiàn)數(shù)字化，易如反掌
02
適于通用應(yīng)用，可檢測電流、電壓、生產(chǎn)周期和系統(tǒng)狀態(tài)等參數(shù)
03
通過以太網(wǎng)(ETHERNET)和無線局域網(wǎng)(WLAN)連接到IT基礎(chǔ)設(shè)施，或使用移動網(wǎng)絡(luò)遠程操作
未來投資計劃
Air Liquide是全球工業(yè)和醫(yī)療氣體、技術(shù)和服務(wù)領(lǐng)域的領(lǐng)軍企業(yè)，該公司對位于施塔德工廠的新反應(yīng)器實施全天候監(jiān)測。
在成功談妥長期供應(yīng)合同之后，他們對位于下薩克森州最大的化工生產(chǎn)基地之一——施塔德工廠的現(xiàn)有系統(tǒng)進行了徹底改造。Air Liquide公司專門從事工業(yè)氣體業(yè)務(wù)，他們過去一年里在該廠投資了近4000萬歐元。該項目旨在使合成氣生產(chǎn)更加高效和環(huán)保。
除了兩個空氣分離系統(tǒng)的現(xiàn)代化改造外，項目重點迅速轉(zhuǎn)移到部分氧化系統(tǒng)(POX)。以前，與氫氣和一氧化碳一起產(chǎn)生的CO2會被釋放到環(huán)境中。新系統(tǒng)每年可提升15%的能源效率，減少約15,000噸的CO2排放量，相當(dāng)于該廠直接排放量的80%。
采用WAGO PFC200等智能控制技術(shù)的熱像儀可通過識別熱異常來及早發(fā)現(xiàn)危險，而不受環(huán)境條件的制約。
此項創(chuàng)新給環(huán)境帶來了積極影響，Air Liquide公司深感自豪?！?span style="background-color: rgba(1, 0, 0, 0); color: rgb(110, 200, 0); box-sizing: border-box;">我們部分氧化系統(tǒng)的新型16米反應(yīng)器令人印象深刻。重量達到58噸，交付時間超過一年。無論是現(xiàn)在還是將來，保護反應(yīng)器都是我們的首要任務(wù)，”杜塞爾多夫中歐集群自動化項目工程師Hendrik Gollek表示。Gollek與Air Liquide公司北部設(shè)施技術(shù)團隊合作，確保項目取得成功。
Hendrik Gollek Air Liquide公司中歐集群項目工程師說道：
萬可和TTS系統(tǒng)的最大優(yōu)勢在于其功能類似于預(yù)警系統(tǒng)。反應(yīng)器的損壞相當(dāng)緩慢，因此我們有機會提前通知客戶。然后，他們可以調(diào)整生產(chǎn)，我們可以以受控的方式關(guān)機、維修，然后快速恢復(fù)運行。
需要實現(xiàn)可靠的預(yù)測
在約30bar和1000°C以上的極端條件下運行時，反應(yīng)器內(nèi)襯有耐火磚，可承受這種苛刻的環(huán)境。隨著時間的推移，這種內(nèi)襯層性能惡化，但傳統(tǒng)的損傷檢測方法不是成本高昂，就是結(jié)果不可靠，無法滿足需求。因此，Air Liquide公司希望找到一種方法，提供可靠的內(nèi)襯耐火磚檢測信息，而無需根據(jù)不良預(yù)感或嚴格的時間表進行停機檢測。
停機重啟的過程效率低下而且成本高昂。為了避免這種情況，Air Liquide公司的專家建議采用配備工業(yè)熱像儀的早期危險檢測系統(tǒng)。最終，他們選擇了TTS Automation的Prometheus攝像機，用于檢測溫度異常情況，同時結(jié)合利用萬可智能控制技術(shù)，如750系列的PFC200。無論其他環(huán)境條件如何，這套系統(tǒng)都能檢測出熱異常。
必須持續(xù)監(jiān)測反應(yīng)器芯。為此，Air Liquide公司使用帶有WAGO PFC200的TTS Automation熱像儀作為接口。
新系統(tǒng)會在高溫通過金屬外護套明顯顯示灼熱狀態(tài)之前發(fā)出警告。發(fā)出警告后，Air Liquide公司可以以受控方式關(guān)閉流程，沖洗反應(yīng)器并修復(fù)內(nèi)部保護層。借助萬可技術(shù)，該過程無需進行停機監(jiān)測，僅在發(fā)生實際故障時才需要停機檢修。第二個優(yōu)勢是系統(tǒng)有望在發(fā)生輕微故障或孤立的單點損壞時實現(xiàn)及早干預(yù)，防微杜漸。反應(yīng)器容器新內(nèi)襯需要數(shù)月時間方可建成，與之相反，輕微故障僅需幾天即可修復(fù)。然而，如果外護套受損，就需要更換全新的反應(yīng)器，這將導(dǎo)致系統(tǒng)長時間處于閑置狀態(tài)，進而造成相關(guān)成本和生產(chǎn)損失。
萬可PFC200控制器
無縫集成到自動化領(lǐng)域
對于Air Liquide公司的工程師來說，選擇將攝像機和萬可控制器相結(jié)合的系統(tǒng)是一大關(guān)鍵決策，為保障解決方案的未來可行性奠定了基礎(chǔ)。
Gollek表示：對我們來說，重要的是我們不止將測量系統(tǒng)作為一個獨立的解決方案來運行，而是將其集成到Y(jié)okogawa過程控制系統(tǒng)中。這最大程度地減少了人力勞動及其所有相關(guān)的缺點，例如避免了需要耗費大量時間去解決的各種錯誤。
兩組3個攝像機沿徑向方向布置在反應(yīng)器周圍，一個攝像機從上方記錄反應(yīng)槽動態(tài)，足以不間斷地實施監(jiān)控。這七個攝像機安裝在反應(yīng)器的上半部分，記錄所有相關(guān)信息并在控制系統(tǒng)中顯示，包括最大值和最小值，分為多個區(qū)。固定警報值由各方協(xié)商定義，只有在超出報警值時才會發(fā)出警報。
攝像機軟件可以直接在萬可IoT控制箱上運行，無需進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、觸點轉(zhuǎn)移或額外布線。網(wǎng)關(guān)與TTS攝像機之間實現(xiàn)通信，而控制系統(tǒng)的接口是萬可IoT控制箱與控制系統(tǒng)無縫集成的關(guān)鍵。
“將此類設(shè)備無縫集成到過程工業(yè)生產(chǎn)中是我們的專長。借助我們的解決方案，Air Liquide公司可以使用所有攝像機功能并處理原始數(shù)據(jù)。此外，在PLC層面管理和計算異常數(shù)據(jù)，減輕了系統(tǒng)負擔(dān)并且允許操作人員直接從控制系統(tǒng)與攝像機電子裝置進行通信?！?/p>
——萬可智能工廠業(yè)務(wù)開發(fā)人員
Wolfgang Laufmann
同時系統(tǒng)接口也是一個重要話題。Laufmann表示：不管用戶需要什么，無論是Modbus TCP、OPC UA、MQTT、遠動協(xié)議還是連接到SCADA或云系統(tǒng)的其他接口，都無關(guān)緊要。我們的工具箱無所不有，我們已經(jīng)能夠快速、冷靜地實施任何特殊解決方案。
另外優(yōu)點還體現(xiàn)在布線工作上，因為布線工作相對簡單。攝像機、網(wǎng)關(guān)和過程控制系統(tǒng)通過細光纜進行聯(lián)網(wǎng)，而不是通過常規(guī)現(xiàn)場儀表來實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)，否則可能需要使用額外的配電箱。而在Air Liquide公司施塔德工廠，無需使用腳手架或現(xiàn)場安裝配電箱?！叭f可在此提供的安裝方案十分經(jīng)濟高效，”Gollek證實。
Gollek 笑著說：“現(xiàn)在，我感到很高興，許多內(nèi)部和外部專家致力于開發(fā)新系統(tǒng)，以減少大量的CO2排放，而我們通過安裝監(jiān)控攝像頭和萬可IoT控制箱簡化了我們的維護工作。理想情況下，我們將滿負荷生產(chǎn)，直到五年后的下一次大修?！?/p>
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