NederlandsNederlands - België
Uw account

Your shopping cart is empty

Online analyzers in het industrie 4.0 tijdperk

Blogbericht Elscolab - Online analyzers in het industrie 4.0 tijdperk

Digitalisering bekeken vanuit een procesanalyzers standpunt

Digitalisatie, digitale transformatie, industrie 4.0, IIoT, etc. We worden om de oren geslagen met digitale buzzwords. Bij industriële digitalisering of industriële procestechnologie wordt vaak gedacht aan robots, drones, big data, energieverbruik, waterhuishouding, veiligheid, logistiek, etc.

Wat minder op de voorgrond komt, zijn (chemische) inline of online procesanalyzers. Nochtans, net die analyzers regelen en controleren elk productieproces. Of het nu een eenvoudige pH-meter is of een inline concentratie- of gasanalyzer, ze zorgen ervoor dat het proces optimaal verloopt en slaan alarm als er iets dreigt mis te gaan. Je mag wel zeggen dat procesanalyzers een cruciale component zijn in een procesinstallatie. Juist daarom is het zo vreemd dat de digitale mogelijkheden van analyzers niet of nauwelijks gebruikt en zeker niet ten volle benut worden.

Een analyzer produceert meetwaarden

Een sensor of een analyzer wordt gebruikt om bepaalde kritische procesparameters te meten. De meetresultaten worden dan doorgegeven naar een hoger niveau, een PLC, DCS of ander procesmanagement systeem. De communicatie is dikwijls nog analoog (klassieke 4-20mA signaal en limiet- en alarmcontacten). Tegenwoordig verloopt die communicatie meer en meer digitaal via HART, (veld)bussen of ethernet.

Wat je ook gebruikte, de informatie die vanuit de analyzer doorgegeven wordt, is in de meeste gevallen beperkt tot de gemeten waarden, alarm- en foutmeldingen. Op het hoger niveau worden deze gegevens verder verwerkt, gecombineerd met andere informatie in algoritmes, geregistreerd en gevisualiseerd. Als er gesproken wordt over digitalisatie en digitale communicatie van analyzers, beperkt dit zich dikwijls tot het digitaal doorgeven van meetwaarden en statusinformatie. Dus eigenlijk een digitale versie van de oude analoge functionaliteit.

Een moderne analyzer beschikt echter over meer: vooral meer waardevolle informatie. Die informatie is digitaal beschikbaar, maar wordt zelden (optimaal) gebruikt.

Analyzers zijn op zich behoorlijk complex en de analyses niet altijd evident. Sensoren moeten soms extreme procesomstandigheden weerstaan en zijn onderhevig aan vervuiling en slijtage die door de procesomstandigheden zelf beïnvloed wordt. Juist daarom worden analyzers regelmatig gecontroleerd, geverifieerd, gekalibreerd en eventueel gejusteerd. Zou het niet interessant zijn als informatie over de actuele status van de sensor, de laatste kalibratiegegevens en slijtage vanop afstand op te vragen zijn? Bedenk hoeveel tijd en kosten hiermee bespaard kunnen worden. Wel, die mogelijkheden bestaan!

Intelligente sensoren

Digitale systemen zijn niet noodzakelijk intelligent, maar intelligente systemen zijn wel altijd digitaal. Dit betekent dat ingebouwde intelligentie digitaal beschikbaar is. Intelligente sensoren kunnen zich identificeren met fabrikant, artikelnummer en serienummer. Ze kunnen aangeven hoe lang ze in gebruik zijn, wanneer ze voor het laatst gejusteerd zijn (en eventueel wie dat gedaan heeft) met de bijhorende resultaten. Door zelflerende (i.f.v. procesomstandigheden) analyzerspecifieke algoritmes, kan de slijtagegraad en/of de nog te verwachten levensduur bepaald worden. Daarbij stelt de analyzer zelf het tijdsinterval tot de volgende onderhoudsbeurt voor.

Dit is niet écht nieuw. Dit soort systemen bestaat al langer. Alleen, de informatie bleef enkel lokaal in de analyzer zelf. Als je een intelligente sensor loskoppelt van de omvormer (transmitter), blijven alle gegevens in de sensorkop opgeslagen. In de werkplaats of het laboratorium kan de sensor dan aangesloten worden op PC waar alle informatie uitgelezen wordt. Kalibreren, verifiëren, justeren, etc. Het kan allemaal op je PC. Reinigen en onderhoud doe je dus onder ideale omstandigheden. Het spreekt voor zich dat fouten en afwijkingen zo tot een minimum beperkt worden. Dit komt uiteraard de nauwkeurigheid en levensduur ten goede. En het bespaart je onnodige kosten. Na onderhoud en kalibratie wissel je de sensor gewoon weer on-site om. De firmware controleert type en tagnummer van je sensor. Hierdoor voorkom je dat er per vergissing een verkeerde sensor wordt gebruikt. Dit draagt bij tot de procesveiligheid, productkwaliteit en ‘process integrity’.Een verkeerde sensor op de verkeerde plaats kan immers minder goede resultaten opleveren en een risico voor cross-contaminatie inhouden. Dat willen we vermijden.

Combineer digitale communicatie met intelligentie

Hierboven hebben we kennis gemaakt met twee invalshoeken van digitalisatie van in- en online analyzers. Ten eerste de digitale communicatie van meetwaarden en statusinformatie naar een hoger niveau, ten tweede de belangrijke analyzerspecifieke informatie die digitaal beschikbaar is.

Wat gebeurt er als we beide invalshoeken combineren? Wel, dan is alle beschikbare kennis over de staat van de analyzer, kalibratiegegevens, indicatoren voor slijtage en levensduur en nog veel meer beschikbaar op het procesmanagement niveau én bereikbaar voor iedereen die er toegang toe heeft, waar de persoon zich ook bevindt in het bedrijf. De sensorinformatie wordt via digitale communicatie toegankelijk.

Als we even verder durven denken en intelligente sensoren integreren in het industrie 4.0 concept, kan je de informatie over de levensduur van verschillende sensoren koppelen aan het voorraadbeheer. Zo wordt ervoor gezorgd dat je nooit onverwacht, op cruciale momenten, zonder de juiste sensor zit. Tegelijkertijd is het mogelijk om de Cost of Ownership (CoO) van je analyzer per meetpunt (Tag) eenvoudig te bepalen, zonder extra administratie van technische medewerkers (die wel wat beters te doen hebben).

On-site controle

Natuurlijk blijft visuele controle van een analyzer ter plaatse noodzakelijk! Met digitale sensoren kan dit nu sneller en eenvoudiger. Met speciale tools kan je alle informatie uitlezen, van commentaar voorzien en opslaan voor verdere verwerking achteraf. Erg nuttig als de digitalisatie nog niet helemaal is uitgerold of je op afgelegen plekken ‘stand alone’ installaties moet onderhouden.

Helemaal interessant is dat voor deze gegevensregistratie de sensor niet losgekoppeld hoeft te worden. Alle signalen blijven gewoon actief, regelaars worden niet verstoord en er worden geen (valse) alarmen getriggerd. Op die manier heb je geen vergunning meer nodig omdat de analyzer niet buiten dienst gaat. Van tijdwinst gesproken!

Geen display meer

Elektronische schermen (computerscherm, smartphone, tablet, displays, waarschuwingsborden, LED schermen, billboards, etc.) geven ons de kijk op de wereld. Maar soms kan het ook met een scherm minder. Als je de digitalisatie van inline analyzers doortrekt, blijkt dat een scherm of display helemaal niet nodig is.

Kalibratie en onderhoud gebeurt remote in de werkplaats. Meetwaarden, status en alarminfo zijn digitaal zichtbaar in de controlekamer en diagnoseparameters zijn beschikbaar voor de analyzerspecialisten. Bij on-site controle wordt verbinding gemaakt met PC, smartphone/tablet of handheld toestel. Dit kan ook voor opstart en probleemoplossing. Waarom heb je dan nog een lokale display nodig? Om gewoon even naar de waarde te kijken als je passeert? Eigenlijk niet dus.

Veel inline analyzers, van eenvoudige pH-meter over concentratieanalyzers tot laserspectrofotometers, hebben geen display meer. Alle meetwaarden en informatie zijn digitaal. ProfiNet, ModBus, ethernet, … het kan allemaal. Werk je toch met een platform of protocol dat niet compatibel is met je analyzer? Geen nood, het voordeel van digitale signalen is dat je ze zonder kwaliteitsverlies en zonder veel moeite kan omvormen.

Conclusie

In het industrie 4.0 tijdperk zijn digitale analyzers en sensoren veel meer dan een gadget. De tijd dat de digitale communicatie een één-op-één vervanging was van het analoge signaal is voorbij. Digitale analyzers met intelligente sensoren bevatten zoveel meer nuttige gegevens. Informatie die door iedereen met de juiste toegangsrechten op te vragen is en/of gekoppeld kan worden aan procesmanagementsystemen waardoor de kwaliteit verbetert en de kosten gedrukt worden. Kortom: digitale procesanalyzers zorgen voor een efficiëntiewinst die veel groter is dan hun kostprijs.

 

Vragen? Meer informatie nodig?
Aarzel niet ons te contacteren.

04/05