Udostępnij artykuł
Każdego dnia menedżerowie ze świata przemysłu stają przed niezliczoną liczbą trudnych pytań i muszą podejmować krytyczne decyzje. Jedno pytań dotyczy tego, czy przyrządy analityczne powinny być umieszczone w trybie online/inline (bezpośrednio w procesie), czy też offline (np. w obiekcie laboratoryjnym) w celu monitorowania procesu i kontroli jakości. Ponieważ wiedza to potęga, posiadanie wszystkich istotnych informacji jest ważne dla specjalistów, aby mogli podejmować mądre decyzje w oparciu o indywidualne okoliczności procesu. Ostatecznie każdy proces jest inny i wymaga niestandardowych rozwiązań analitycznych – i to właśnie oferuje Metrohm. W tym artykule omówiono najważniejsze czynniki, które kierownicy zakładów produkcyjnych powinni wziąć pod uwagę przed podjęciem decyzji o wdrożeniu instrumentu online/inline lub o zastosowaniu aparatury laboratoryjnej offline.
Kliknij poniższy link, aby przejść bezpośrednio do konkretnego tematu:
Gromadzenie danych i komunikacja
Kierownicy i inżynierowie w zakładach muszą przez cały czas być na bieżąco ze swoimi procesami. Obsługa kilku różnych technik pomiarowych w zakładzie produkcyjnym lub analizowanie skumulowanych trendów danych pochodzących z wielu źródeł może być dość trudne.
Dane z analizatorów procesowych
Analizatory procesowe mogą inteligentnie przechowywać, oceniać i wykorzystywać dane analityczne, aby podejmować natychmiastowe działania w oparciu o zdefiniowane wymagania procesu. Analizatory procesowe Metrohm można wykorzystać do pomocy w kontrolowaniu i optymalizacji procesu poprzez bezpośrednie przesyłanie wyników do DCS/PLC/SCADA w różnych celach (np. prawidłowe dozowanie odczynników). W pełni zintegrowane Oprogramowanie IMPACT jest odpowiedzialne za gromadzenie danych. W razie potrzeby uruchamia sygnały ostrzegawcze i alarmy, aby natychmiastowo podjęcia działania naprawcze.
Dane z przyrządów laboratoryjnych
Przekazywanie najbardziej aktualnych danych do sterowni zakładu nie jest tak proste w przypadku korzystania z przyrządów laboratoryjnych. Aby to osiągnąć, obiekt musiałby zainwestować w wiele platform integracyjnych różne oprogramowania. Nie tylko powoduje to dodatkowe koszty, ale także spełnienie wszystkich niezbędnych wymagań i uzyskanie zgody wszystkich zainteresowanych stron może być trudnym zadaniem.
Jeśli proces jest stosunkowo prosty i stabilny z niewielkimi wahaniami, wystarczy rzadka analiza, której wyniki zwykle wykorzystuje się do monitorowania trendów. W tym przypadku przesyłanie danych bezpośrednio do sterowni nie jest bezwzględnie konieczne. Przyrząd laboratoryjny może być właściwym wyborem. Zapewnia taką samą dokładność pomiaru jako analizator procesowy, ale ma tę dodatkową zaletę, że jedno urządzenie może wykonywać wiele z tych mniej krytycznych analiz przez: szybszy zwrot z inwestycji (ROI).
Więcej o korzyściach płynących z automatyzacji procesów przeczytasz w naszym poprzednim wpisie na blogu.
Częstotliwość analiz
Przed podjęciem decyzji o zakupie oprzyrządowania analitycznego kierownicy zakładów i operatorzy procesów powinni rozważyć, jak często muszą dokonywać pomiarów procesu w celu zapewnienia lepszej kontroli.
Zwiększona częśtotliwość
Może być potrzebnych wiele analiz wymagających wstępnej obróbki próbki w ciągu jednej zmiany lub w ciągu dnia. W tym przypadku najbardziej idealnym rozwiązaniem jest instrument online lub inline z panelem wstępnego kondycjonowania próbki.
Wyniki w czasie rzeczywistym zapewniają najszybszą informację zwrotną, umożliwiającą automatyczną, ciągłą kontrolę procesu bez kosztownych opóźnień. Wysoka częstotliwość analiz daje bardziej szczegółowy obraz bieżących warunków procesu, zmniejszając w ten sposób ryzyko dostarczenia produktów niezgodnych ze specyfikacją lub nieplanowanych przestojów (Rysunek 1).
Co więcej, analizatory procesowe online można zaprogramować tak, aby korzystały z inteligentnych działań warunkowych opartych na instrukcjach „if”, rewolucjonizując kontrolę procesu. Dzięki ciągłemu monitorowaniu parametrów krytycznych w czasie rzeczywistym umożliwiają operatorom procesów podejmowanie bardziej świadomych decyzji wtedy, gdy ma to największe znaczenie. Gdy monitorowany proces pozostaje w określonych granicach kontrolnych, analizator procesowy automatycznie zmniejsza częstotliwość pobierania próbek, optymalizując w ten sposób wydajność i redukując koszty eksploatacji.
Jednocześnie, gdy proces zbliża się do krytycznych granic kontrolnych, analizator procesowy reaguje szybko, automatycznie zwiększając częstotliwość analizy, aby uchwycić jeszcze więcej danych. Umożliwia to wczesne wykrycie ostrzeżeń i podjęcie natychmiastowych działań naprawczych, zanim sytuacja zacznie się pogarszać.
Dzięki możliwości dostosowywania się do zmiennych warunków procesu, analizatory procesowe online zwiększają produktywność, minimalizują defekty i odpady (tj. redukują koszty) oraz gwarantują najwyższą precyzję w utrzymaniu stabilności procesu.
Ponadto analizatory procesowe firmy Metrohm zostały zaprojektowane tak, aby przechowywać wyniki w zaszyfrowanej bazie danych. Wszystkie zebrane dane są w pełni identyfikowalne, co zapobiega ich manipulacji. Bufor zasilania i kontrolowana sekwencja wyłączania zapobiegają uszkodzeniu danych. System operacyjny jest wbudowany i blokuje dostęp użytkownika, co zapewnia dodatkową ochronę.
Korzyści z analizy procesowej online/inline:
- Dokładniejszy obraz rzeczywistych warunków w procesie dzięki reprezentatywnemu pobieraniu próbek
- Redukcja błędów wynikających z błędu ludzkiego
- Mniej odpadów produktowych dzięki szybkiemu czasowi reakcji
- Zablokowanie ponownego przetwarzania
Mniejsza częstotliwość
Z drugiej strony, jeśli trzeba zmierzyć pewne parametry raz na zmianę produkcyjną lub dzień lub jeszcze rzadziej, użycie sprzętu laboratoryjnego ma większy sens do celów kontroli jakości. Należy jednak zwrócić uwagę na ogólne warunki procesu i środowisko. Ręczne pobieranie próbek przebiega znacznie wolniej i wymaga transportu próbki do pobliskiego laboratorium w celu przechowywania i ewentualnego przetestowania. To opóźnienie czasowe sprawia, że badana próbka nie odzwierciedla już bieżących warunków procesu pod względem pH, temperatury i zawartości wilgoci.
Analiza laboratoryjna offline, choć nie pozbawiona wyzwań, nadal oferuje cenny wgląd w proces. Prawdą jest, że ręczne pobieranie próbek może wprowadzić pewne błędy, ale często można je złagodzić, przestrzegając dokładnych protokołów i przeprowadzanych przez dobrze przeszkolonych analityków chemicznych. Ponadto ogólnie niższa częstotliwość analiz w ustawieniach offline zapewnia wystarczająco dużo czasu na szczegółowe badania, prowadzące do dokładnych i kompleksowych wyników.
Konkluzja
Analiza danych online i inline ma swoje zalety, szczególnie pod kątem dostarczania danych w czasie rzeczywistym i między pomiarami. Jednakże, kiedy analizy laboratoryjne są kontrolowane i zarządzane, mogą nadal dostarczać cenne informacje, które są dedykowane do kontroli jakości i technologii przemysłowych.
Bezpieczeństwo
Kontakt z agresywnymi odczynnikami jest niebezpieczny i należy go minimalizować. W niebezpiecznych obszarach zakładu najlepiej zapobiegać narażeniu i w miarę możliwości unikać interwencji człowieka. W tym przypadku zdecydowanie nie preferowane są rozwiązania analityczne offline.
Dzięki zastosowaniu w takich sytuacjach analizatora procesowego online lub inline, etapy ręcznej obsługi są ograniczone, a ryzyko narażenia na niebezpieczne odczynniki jest zmniejszone. Co więcej, pobieranie próbek można przeprowadzać w określonym czasie i można je zaprogramować tak, aby występowało częściej niż jest to możliwe w przypadku metod ręcznych. Pozwala to na znacznie większą kontrolę procesu za pomocą analizatora procesowego online lub inline.
- Unikaj narażania personelu na niebezpieczne odczynniki podczas pobierania próbek i analiz laboratoryjnych
- Skorzystaj z wczesnego wykrywania niebezpiecznego składu próbki
- Możliwość analizy w strefach zagrożonych wybuchem za pomocą analizatora procesowego Ex.
Przeczytaj więcej o naszych rozwiązaniach procesowych w wykonaniu przeciwwybuchowym tutaj.
Miejsce przeprowadzenia analizy może mieć znaczący wpływ na wybór instrumentu. Na przykład, aby zweryfikować tożsamość przychodzących surowców, instrumenty laboratoryjne były kiedyś oczywistym wyborem. Jednakże, biorąc pod uwagę obciążenie pracą i czas realizacji, większą wydajność można uzyskać, wykorzystując łatwe w obsłudze ręczne urządzenia spektroskopowe, takie jak spektrometr Ramana Instant Raman Analyzer Metrohm (MIRA, Rysunek 2).
Te ręczne spektrometry mogą bezpośrednio określić tożsamość i jakość substancji w punkcie odbioru (np. w rampie odbiorczej magazynu) oraz w jej oryginalnym pojemniku transportowym, takim jak butelka, torba lub pojemnik polimerowy.
Do pomiaru parametrów kontroli jakości w wielu lokalizacjach procesowych w obiekcie preferowanym rozwiązaniem są analizatory online/inline. Koszt analizy jest niższy, co skutkuje szybszym zwrotem z inwestycji. Bez korzystania z rozwiązań do zautomatyzowanej analizy procesowej potrzebnych byłoby więcej analityków laboratoryjnych i instrumentów. Znalezienie dobrze wykształconych i przeszkolonych techników laboratoryjnych może być trudne i kosztowne.
Przeczytaj więcej o naszych przenośnych rozwiązaniach analitycznych tutaj.
Realizacja
W części o bezpieczeństwie, omówiono znaczenie stosowania analizatorów procesowych w obszarach zagrożonych wybuchem. W tej sekcji przedstawimy ograniczenia przestrzeni fizycznej, które można napotkać w zakładzie produkcyjnym, oraz sposoby ich rozwiązania, gdy konieczne jest pobranie próbek.
Czasami, zakłady przemysłowe mają bardzo ograniczoną przestrzeń dostępną do zainstalowania zautomatyzowanego systemu analitycznego. Dlatego, w takich sytuacjach preferowane są rozwiązania offline, ponieważ pozwala to na szerszy zakres układów stacji roboczych.
Metrohm Process Analytics oferuje zdalne szafy, aby sprostać temu wyzwaniu. Dzięki elastyczności Platforma 2060 szafę analityczną można zamontować blisko punktu pobierania próbek, natomiast interfejs użytkownika można zainstalować w miejscu, w którym jest więcej miejsca (Rysunek 3).
Odległość pomiędzy analizatorem procesu a punktem(-ami) próbkowania może być znaczna. ZAnalizatorem procesowym 2060 NIR można na przykład monitorować do pięciu punktów próbkowania na szafę bliskiej podczerwieni (NIR) w lokalizacjach oddalonych o setki metrów od analizatora. Taka konfiguracja umożliwia bezproblemowe połączenie punktów próbkowania z instrumentem poprzez wykorzystanie światłowodów o niskiej dyspersji.
Czujniki można wbudować niezależnie od ograniczeń przestrzennych. Na przykład, Czujniki pH ProTrode można zamontować bezpośrednio w rurach, reaktorach lub zbiornikach. Zintegrowane złącze czujnika VarioPin gwarantuje niezawodną transmisję sygnału z czujnika do analizatora procesowego 2060 lub do przetwornika zlokalizowanego w innym miejscu obiektu.
Przeczytaj więcej o korzyściach płynących ze stosowania wbudowanych czujników pH w naszym poprzednim poście na blogu.
Wnioseki
Jest oczywiste, że technologie online/inline i offline odgrywają kluczową rolę w świecie przemysłowym – każda ma swoje zalety, w zależności od sytuacji. Decyzja o tym, czy wdrożyć jedno czy drugie, zależy od specyficznych potrzeb i okoliczności każdego zakładu.
Aparaty laboratoryjne nie są lepsze od analizatorów procesowych i odwrotnie. Każdy przypadek użycia jest unikalny. Niezależnie od dokonanego wyboru, Metrohm oferuje właściwe rozwiązanie, które sprostają Twoim oczekiwaniom, czy to w laboratorium, czy bezpośrednio w procesie.
