La vague de l'industrie 4.0 déferle sur l'industrie chimique et les équipements traditionnels « muets» ont du mal à répondre aux besoins des usines chimiques intelligentes. En tant que « yeux» et « mains et pieds» de l'automatisation industrielle, les changements dans le domaine de l'instrumentation sont particulièrement profonds. Cet article explorera la façon dont les compteurs chimiques peuvent évoluer d'un outil de perception unique à un nœud intelligent interconnecté et Réinventer l'avenir de la production chimique du point de vue de l'Internet industriel des objets (iiot).

Je dis adieu aux compteurs "muets": l'iiot charge les compteurs de "cerveau" et de "bouche"

Les instruments chimiques traditionnels ont une fonction unique: le transmetteur de pression convertit le signal de pression en un courant de 4 à 20 ma et le compteur de niveau affiche simplement la hauteur du niveau. Ils « perçoivent» le monde avec diligence, mais ne peuvent pas « exprimer» leur propre état. Ce sont des fournisseurs de données passifs qui, en cas de défaillance ou de dérive de précision, ne sont souvent détectés par le personnel de maintenance qu'après coup, entraînant des arrêts imprévus ou même des incidents de sécurité.

Le cœur de la technologie iiot réside dans la « connectivité » et l’« intelligence ». En intégrant des microprocesseurs avancés et des puces de communication numérique aux compteurs traditionnels et en les connectant à des plateformes Internet industrielles à l'aide de réseaux sans fil ou câblés, nous donnons aux compteurs un « cerveau» (capacité d'auto - traitement, d'auto - diagnostic) et une « bouche» (capacité de communication numérique). Depuis lors, les compteurs ne sont plus la fin de l'information, mais sont devenus la source clé et le nœud intelligent des flux de données industrielles.

II. Valeurs fondamentales de l'instrumentation de Qi Lian: bien au - delà du dividende de données mesuré

La valeur apportée par les compteurs intelligents iiot va bien au - delà de l'exigence fondamentale de « métrologie».

1. Maintenance prédictive, passive à active
   Les compteurs intelligents surveillent en permanence leur propre état de santé. Par exemple, un transmetteur de pression intelligent peut surveiller les variations de la valeur Capacitive du diaphragme, la stabilité de l'unité électronique et même l'influence de la température ambiante sur elle - même. Lorsque ces paramètres présentent une tendance inhabituelle, mais n'ont pas encore entraîné de défaillance de la mesure, l'instrument émet un message d'alerte précoce. Le personnel de maintenance peut ainsi planifier le remplacement de la fenêtre de stationnement suivante, évitant ainsi les temps d'arrêt accidentels et permettant de passer de la « maintenance préventive» (remplacement régulier) à la « maintenance prédictive» (remplacement à la demande), réduisant considérablement les coûts de maintenance et les risques de sécurité.

2. O & M à distance et gestion de lots, efficacité multipliée
   Les ingénieurs n'ont pas besoin d'escalader de hautes tours ou de pénétrer profondément dans des zones dangereuses pour effectuer des diagnostics à distance, des modifications d'échelle, des paramètres de configuration ou même des mises à niveau du firmware de compteurs situés à des milliers de kilomètres de distance via un logiciel dans une salle de contrôle ou un bureau. Pour les grands parcs chimiques avec des milliers d'instruments, la plate - forme iiot peut permettre la gestion par lots des instruments et un « Kanban de la santé des actifs» qui permet de visualiser en un clic l'état de santé et la durée de vie de tous les instruments, améliorant considérablement l'efficacité o & M et réduisant les risques pour la sécurité du personnel.

3. Fusion des données et optimisation des processus pour créer de la nouvelle valeur
   Lorsque de grandes quantités de données d'instrumentation avec des marqueurs temporels (pression, débit, température, vibrations, etc.) sont regroupées sur une plate - forme Cloud iiot ou un serveur Edge, leur valeur change qualitativement. Grâce à l’analyse des Big Data et aux algorithmes d’intelligence artificielle, les entreprises peuvent:

• Optimisation de la consommation d’énergie:Analysez le débit de vapeur en fonction de la température du réacteur et trouvez le point de fonctionnement le plus économe en énergie.

• Amélioration du rendement:Retracez la relation entre les fluctuations de la qualité du produit et la courbe des paramètres clés dans le processus de production, verrouillez la formulation du processus optimal.

• Réalisation de jumeaux numériques:Des données en temps réel de haute précision sont à la base de la construction d'une usine virtuelle (jumeau numérique) qui peut être utilisée pour simuler, prédire et optimiser l'ensemble du système de production.

Iii. Support technique clé: de Hart au sans fil

Ce changement est indissociable des progrès des technologies de communication:

• Protocoles comme Hart / Modbus:Ces protocoles traditionnels permettent des communications numériques sur une base câblée existante et constituent une base importante pour l'évolution de l'iiot.

• WirelessHART/ISA100.11a :Le Protocole de réseau sans fil spécialement conçu pour les environnements industriels, avec des caractéristiques telles que l'auto - Organisation, l'auto - guérison et une grande fiabilité, résout les problèmes de câblage dans des environnements complexes, offrant la possibilité de remodeler les anciennes usines et de surveiller les appareils mobiles.

• OPC UA :Résoudre les problèmes d'interopérabilité des données entre différentes marques et différents dispositifs de protocole, fournissant une norme pour un accès efficace, sécurisé et unifié aux données.

• Calcul des bords:Fournir des services intelligents à proximité de la source de production de données, analyser et traiter sur place des données exigeantes en temps réel, réduire la pression sur le cloud et améliorer la vitesse de réponse du système.

Iv. Défis et réflexions

Le chemin vers l'avenir de l'Union de la sagesse n'est pas un chemin facile:

• Cybersécurité:La mise en réseau des appareils augmente nécessairement la surface d'attaque. Il est essentiel de construire des systèmes de défense en profondeur, des puces aux appareils en passant par les réseaux et les plates - formes Cloud, garantissant une sécurité absolue des systèmes industriels.

• Évaluation du retour sur investissement (roi):Les mises à niveau intelligentes ont un apport initial élevé et doivent démontrer leur valeur à long terme aux décideurs du point de vue du cycle de vie complet (réduction OPEX, réduction des temps d'arrêt, amélioration de l'efficacité énergétique).

• Transformation des compétences des talents:Les exigences imposées aux ingénieurs en instrumentation sont passées de simples compétences en réparation à des capacités composites qui combinent informatique, réseau et analyse de données.

V. Perspectives d'avenir: intelligence omniprésente

Les instruments chimiques du futur ne seront plus une île d'information. Ils seront un tout organique hautement synergique: les fluctuations de pression déclencheront une compensation active du débitmètre et les données du capteur de température seront couplées au positionneur de vanne pour un contrôle plus précis. Toutes les données convergent dans le cloud, sont analysées et finissent par former un système de production intelligent auto - perçu, auto - diagnostique, auto - décisionnel et auto - optimisé.

Conclusion:

L'évolution de la « perception» à la « connexion intelligente» est une révolution de paradigme profonde dans le domaine de l'instrumentation chimique. Il transforme le rôle de l'instrumentation d'un centre de coûts à un centre de création de valeur. Pour les entreprises chimiques, l'adoption précoce de l'iiot et la mise en place d'un système d'instrumentation intelligent sont sans aucun doute une étape clé dans la construction des avantages de base de l'avenir dans la concurrence féroce du marché. Et nous les instrumentistes, témoins et agents de ce grand changement