万可 | WAGO IoT控制箱助力实现高温反应器监测自动化
2025-3-21新闻
作为脱碳计划的一部分，Air Liquide公司在其位于德国斯塔德附近的合成气工厂对新安装的反应器实施全天候监控。此举可确保该厂平稳运营并尽可能减少中断。该系统将热像仪和集成在工厂控制系统中的万可物联网网关相结合，可及早检测出异常，从而促进基于状态的主动维护。
万可IoT控制箱
01
一个完整、现成的系统即可使现有机器和系统轻松实现数字化，易如反掌
02
适于通用应用，可检测电流、电压、生产周期和系统状态等参数
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通过以太网(ETHERNET)和无线局域网(WLAN)连接到IT基础设施，或使用移动网络远程操作
未来投资计划
Air Liquide是全球工业和医疗气体、技术和服务领域的领军企业，该公司对位于施塔德工厂的新反应器实施全天候监测。
在成功谈妥长期供应合同之后，他们对位于下萨克森州最大的化工生产基地之一——施塔德工厂的现有系统进行了彻底改造。Air Liquide公司专门从事工业气体业务，他们过去一年里在该厂投资了近4000万欧元。该项目旨在使合成气生产更加高效和环保。
除了两个空气分离系统的现代化改造外，项目重点迅速转移到部分氧化系统(POX)。以前，与氢气和一氧化碳一起产生的CO2会被释放到环境中。新系统每年可提升15%的能源效率，减少约15,000吨的CO2排放量，相当于该厂直接排放量的80%。
采用WAGO PFC200等智能控制技术的热像仪可通过识别热异常来及早发现危险，而不受环境条件的制约。
此项创新给环境带来了积极影响，Air Liquide公司深感自豪。“我们部分氧化系统的新型16米反应器令人印象深刻。重量达到58吨，交付时间超过一年。无论是现在还是将来，保护反应器都是我们的首要任务，”杜塞尔多夫中欧集群自动化项目工程师Hendrik Gollek表示。Gollek与Air Liquide公司北部设施技术团队合作，确保项目取得成功。
Hendrik Gollek Air Liquide公司中欧集群项目工程师说道：
万可和TTS系统的最大优势在于其功能类似于预警系统。反应器的损坏相当缓慢，因此我们有机会提前通知客户。然后，他们可以调整生产，我们可以以受控的方式关机、维修，然后快速恢复运行。
需要实现可靠的预测
在约30bar和1000°C以上的极端条件下运行时，反应器内衬有耐火砖，可承受这种苛刻的环境。随着时间的推移，这种内衬层性能恶化，但传统的损伤检测方法不是成本高昂，就是结果不可靠，无法满足需求。因此，Air Liquide公司希望找到一种方法，提供可靠的内衬耐火砖检测信息，而无需根据不良预感或严格的时间表进行停机检测。
停机重启的过程效率低下而且成本高昂。为了避免这种情况，Air Liquide公司的专家建议采用配备工业热像仪的早期危险检测系统。最终，他们选择了TTS Automation的Prometheus摄像机，用于检测温度异常情况，同时结合利用万可智能控制技术，如750系列的PFC200。无论其他环境条件如何，这套系统都能检测出热异常。
必须持续监测反应器芯。为此，Air Liquide公司使用带有WAGO PFC200的TTS Automation热像仪作为接口。
新系统会在高温通过金属外护套明显显示灼热状态之前发出警告。发出警告后，Air Liquide公司可以以受控方式关闭流程，冲洗反应器并修复内部保护层。借助万可技术，该过程无需进行停机监测，仅在发生实际故障时才需要停机检修。第二个优势是系统有望在发生轻微故障或孤立的单点损坏时实现及早干预，防微杜渐。反应器容器新内衬需要数月时间方可建成，与之相反，轻微故障仅需几天即可修复。然而，如果外护套受损，就需要更换全新的反应器，这将导致系统长时间处于闲置状态，进而造成相关成本和生产损失。
万可PFC200控制器
无缝集成到自动化领域
对于Air Liquide公司的工程师来说，选择将摄像机和万可控制器相结合的系统是一大关键决策，为保障解决方案的未来可行性奠定了基础。
Gollek表示：对我们来说，重要的是我们不止将测量系统作为一个独立的解决方案来运行，而是将其集成到Yokogawa过程控制系统中。这最大程度地减少了人力劳动及其所有相关的缺点，例如避免了需要耗费大量时间去解决的各种错误。
两组3个摄像机沿径向方向布置在反应器周围，一个摄像机从上方记录反应槽动态，足以不间断地实施监控。这七个摄像机安装在反应器的上半部分，记录所有相关信息并在控制系统中显示，包括最大值和最小值，分为多个区。固定警报值由各方协商定义，只有在超出报警值时才会发出警报。
摄像机软件可以直接在万可IoT控制箱上运行，无需进行数据转换、触点转移或额外布线。网关与TTS摄像机之间实现通信，而控制系统的接口是万可IoT控制箱与控制系统无缝集成的关键。
“将此类设备无缝集成到过程工业生产中是我们的专长。借助我们的解决方案，Air Liquide公司可以使用所有摄像机功能并处理原始数据。此外，在PLC层面管理和计算异常数据，减轻了系统负担并且允许操作人员直接从控制系统与摄像机电子装置进行通信。”
——万可智能工厂业务开发人员
Wolfgang Laufmann
同时系统接口也是一个重要话题。Laufmann表示：不管用户需要什么，无论是Modbus TCP、OPC UA、MQTT、远动协议还是连接到SCADA或云系统的其他接口，都无关紧要。我们的工具箱无所不有，我们已经能够快速、冷静地实施任何特殊解决方案。
另外优点还体现在布线工作上，因为布线工作相对简单。摄像机、网关和过程控制系统通过细光缆进行联网，而不是通过常规现场仪表来实现联网，否则可能需要使用额外的配电箱。而在Air Liquide公司施塔德工厂，无需使用脚手架或现场安装配电箱。“万可在此提供的安装方案十分经济高效，”Gollek证实。
Gollek 笑着说：“现在，我感到很高兴，许多内部和外部专家致力于开发新系统，以减少大量的CO2排放，而我们通过安装监控摄像头和万可IoT控制箱简化了我们的维护工作。理想情况下，我们将满负荷生产，直到五年后的下一次大修。”
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