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妙用物联网感测技术 大幅强化工厂环境安全

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供稿:中国工控网 2016/9/6 11:55:58

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无庸置疑,随着工业4.0、工业物联网乃至智能机械等议题延烧,现今多数制造企业,都开始尝试思索、甚至付诸实践,把传统工厂导向智动化格局;尽管催生智能工厂的初衷,不外是提升生产力与降低成本,但在营运绩效之外,如何借助科技一并强化工业安全、节能环保,在在都是关键课题。


对于制造业从业人员,今时今日例如物联网、智能制造、智能工厂、智动化、工业4.0等等项目,都可谓沸沸扬扬的热门话题,先前对它们就算再怎么一知半解,如今通过产官学研、再搭配媒体各界铺天盖地的倡导,也逐渐能够掌握要领。

以前述提及的物联网而论,显而易见,不管在工厂迈向自动化或智能化的过程中,着实扮演举足轻重的角色,可以发挥的空间相当大,包括生产制造过程的检测、实时参数的撷取、机台设备与产品的监测管理、原物料的耗用监测,乃至于生产环境因子的调控,一旦善用物联网技术,都可望加以实现。

举例来说,工厂可以利用智能电表模块,借以监测机台设备的电流状态,只要发现其耗电量出现异常状况,不管是逼近、甚或超越正常基准范围的上下限,抑或出现异于往常的剧烈高低起伏,都意谓该机台设备的健康状态亮起红灯,管理人员只要实时掌握这个感测信息,便能及早介入处理,提前遏止后续极可能发生的不利事件。在以往还出现物联网技术时,除非等到机台设备真正失效,业主或相关管理人员才会如道原来该设备如此不健康,但此时它已经无预警停止运转,企业无可避免将承受可观的产能损失,如今拜物联网感测技术之赐得以及早发现、及早处理,便能消除这层损失,由此便不难凸显工业物联网的应用价值。

打造厂务环境监控机制确保工厂环境质量

除了攸关产能与营运绩效的机台设备,确实需要借助物联网技术执行监管外,若谈到真正出了事、后果更加严重可怕的工安环卫议题,同样可通过物联网技术加以妥善处理。在此前提下,已有愈来愈多制造企业,开始利用物联网技术建立厂务环境监控机制,随时针对工厂粉尘、二气化碳、天然气、水、温湿度及其他有害物质进行安全监测,以期确保工厂环境质量,连带进一步优化工厂运作状况。

事实上,工安环卫议题之所以重要,并不难理解,回顾过往历史,单单看近几年一些重大事故,包括2013年的无锡海力士半导体厂失火、青岛输油管线爆炸燃烧事故,2014年的高雄气爆、苏州昆山中荣金属爆炸案,直至2015年的天津爆炸案,每一件都让人备感伤痛遗憾,细究这些悲剧的发生原因,其实都可以归纳为设计不良、再加上检查不到位所致;一旦善用物联网,即能够将检测机制由传统的人工模式转向自动化,如此一来,就可望大幅提升监测效率,减少这些遗憾事故发生的机率。

妙用物联网感测技术大幅强化工厂环境安全

天然气具有易燃、易渗漏等疑虑,为确保运输安全,目前多数业者倾向利用物联网技术,在管路经过之区域安装无线传感器,据此建立实时监测与防堵渗漏的机制。

如同无锡海力士半导体的意外事件,即是施工人员误将氢气管接入氮气管道所致,才引发爆炸与燃烧,诸如此类的人为疏失,其实都可以倚靠科技的力量加以避免。

以化工厂为例,为确保管线维持安全健康的状态,需要定期执行管线壁厚度的检测(业界称为『测厚』),不管厂内拥有多少类型的管线,都必须每个月至少巡检一次,甚至针对危险系数较高的管线,还得提高巡检的频率,但此举不仅徒增人力工时的消耗,也连带衍生一些问题,包括巡检者人身安全的隐忧,以及人工巡检模式是否有所疏漏。

通过无线检测消除人为失误疑虑

前面的例子,如果将人工巡检,改为基于物联网技术的无线测厚设备,便能显著降低监测作业负荷,并大幅提高监测的准确度,意即促使漏测或测不准的发生机率降到最低,顺势消除种种潜在的安全隐患。

此外对于不管是石化业,或是必须在生产制造过程采用危害性化学品的高风险产业而言,都务必针对危险区域的有毒气体善尽检测责任,且须定期实施风险评估,以避免发生诸如火灾、爆炸、中毒或崩塌等意外事故,否则只要不幸出了状况,遭主管机关罚款不说,更严重的则是造成生命或财产无可挽救的损失。

关于有毒气体检测,自然也是相当适用采用物联网技术的应用情境之一,业主可以在危险区域装设传感器,一方面监测有毒气体的浓度是否逾越正常标准,二方面只要监测到超标情事,即需在第一时间连动其他设动发出告警,避免不知情的作业人员误入该区域,再者通过这般高效率的监测机制,亦可协助业者大幅提高业者对于问题反应与处理的速度,争取时效解决问题,避免酿成大规模的环境污染。

一位对石化产业素有研究的专家指出,其实当各方热烈探讨如何把物联网技术导入生产制造环境的过程,环顾各行各业,石化业要算是其中相当早期的实践者,只因为石化产品往往需要在高温、高压、高噪音,甚至有机挥发物浓度偏高的环境下进行生产制造,每小时产出的化学品,少则数十吨、多则上百吨,整个过程中如果稍有控制不慎,皆可能导致原物料、甚至现场操作人员的严重损失,因此石化业很早开始便思考如何营造一个不需人力介入的全自动化操作控制环境。

善用温度传感器对火灾加以事前防范

通过物联网技术的加持,现今不管是石化或化工厂,都可以借助全自动化方式,检测生产制造过程,监控与管理生产设备与产品,同时也能实时采集参数数据,俾使操作人员能够实时掌控各个产品生产过程的温度、压力、酸碱度等等参数,而这些参数数据也将一并经由程序包计算,接着回馈到生产制程的控制中心,以利于管理者在必要时对生产环境进行调整控制,借以实现精准控制产品质量、优化生产流程等双重效益。

事实上,石化业对于物联网技术应用内容,除了在生产制造过程中,利用传感器监测环境变化外,其余包括原料的运输、仓储等相关管理,甚至于节能减碳等方面的需求,都可利用无线监测技术加以满足;以原料运输而论,石化业往往需要通过管线输送原油、乙烯、丙烯、丁二烯、天然气、蒸气、氢气等种种原料,而这些原料都含有非常特殊的性质,所以业者必须借重监测系统,借以确保运输经过地区的安全性,例如针对具有易燃、易渗漏疑虑的天然气运输,即需妥善建立渗漏的实时监测与防堵机制。

跳出石化业领域,针对不分类型的各个制造企业而言,最感到恐惧的标的,非火灾莫属。综观目前制造环境的防火机制,主要是由温度与烟雾监测器所共同组成,其运作原理是,当传感器监测到温度过高、或烟雾过浓的现象,便立即启动警报与撒水系统,只不过,此类机制侧重于事后的救灾,当这些系统开始启动之际,其实就意谓工厂的人、物会受到一定程度的损耗,因此现在业者必须运用物联网技术发挥事先防范功效,譬如针对马达或锅炉等容易产生高温的设备装设温度传感器,并建立传感器与后台管理系统的联机环境,帮助工厂管理者随时掌握各处设备的温度。

审核编辑(郑益文)
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新闻来源: 测控网

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