Trong khi công nghệ không dây (wireless technology) đã phát triển nhanh chóng về mặt thiết bị, chức năng và tính sẵn sàng trong thị trường công nghiệp điện tử và tiêu dùng, thì cuộc cách mạng không dây ngày hôm nay đã phát triển hơn trước một chút và chú trọng hơn vào mảng điều khiển quá trình (process control).
P1 – Nâng cao độ chính xác trong đo lưu lượng và tiết kiệm trong vận hành
Độ tin cậy và bảo mật vẫn là mối quan tâm chính cho việc áp dụng chúng trong đo lường các quá trình sản xuất quan trọng và các ứng dụng điều khiển, bao gồm có lưu lượng. Quang cảnh công nghiệp hiện nay đã và đang thay đổi mạnh mẽ để hình thành nên các hệ thống điều khiển và mạng lưới thiết bị không dây. Mạng lưới sản phẩm và thiết bị trường này cũng ngày một gia tăng như là một tiêu chuẩn công nghiệp và đang dần trở thành một công nghệ hữu hiệu trong thực tiễn.
Một số nhà phân tích thị trường dự đoán nhu cầu của truyền thông không dây trong ngành công nghiệp tự động hóa sẽ phát triển hơn 25% mỗi năm trong 3-5 năm tới. Rất nhiều các ứng dụng sẽ xoay quanh các vấn đề như giám sát, thu thập dữ liệu và lập trình. Các mối quan tâm về độ tin cậy, tính chính xác và bảo mật dữ liệu đang là rào cản cho việc áp dụng rộng rãi hơn công nghệ không dây (wireless technology). Tuy nhiên, các Hãng cung cấp công nghệ vẫn đang không ngừng cố gắng khắc phục những tồn tại dù nhỏ nhất và đã xóa bỏ mọi nghi ngờ về công nghệ này để ngày một phát triển các dòng sản phẩm của mình.
Nếu bạn đã nghĩ rằng công nghệ không dây dùng cho điều khiển quá trình (process control) này vẫn còn quá xa vời hoặc không đáng tin cậy như bạn muốn cho các ứng dụng quan trọng hoặc có thể làm nguy hại tại tới nhà máy của bạn, thì có một lý do mới mà bạn có thể vẫn muốn đánh giá nó. Ngay bây giờ bạn có thể kết hợp cả thế giới công nghệ “nối dây” và “không dây” tốt nhất trong 1 đồng hồ đo lưu lượng, nơi mà bạn có thể đọc và gửi dữ liệu quá trình với độ tin cậy cao như truyên thông nối dây truyền thống, trong khi đó bạn có thể đơn giản hóa rất nhiều các công việc bảo trì cùng với các công việc thường lệ khác chỉ bởi một khoảng thời gian tương tự, thậm chí nhanh hơn rất nhiều so với công nghệ truyền thống.
Hình 1: Đồng hồ đo lưu lượng sử dụng công nghệ không dây Series ST50 của Hãng FCI (Mỹ)
Với cách tiếp cận này, bạn sẽ không chỉ nhận được những lợi thế lớn về các chi phí không dây như loại bỏ dây điện và giảm nhân công cho việc cài đặt, mà còn sẽ nhận được sự linh hoạt và lợi thế của không dây trong khi vẫn có thể duy trì môi trường hoạt động với độ tin cậy cao. Sử dụng sự kết hợp của công nghệ có dây/ không dây cho việc đo lường sẽ cung cấp cho bạn những ưu điểm tốt nhất của cả hai công nghệ. Đồng thời, bạn sẽ có được nhiều trải nghiệm với công nghệ không dây trong các ứng dụng tiềm năng trong tương lai tại nhà máy của bạn.
Cách tiếp cận công nghệ kép này có khả năng đạt được với rất nhiều thiết bị trường, nơi cần có sự giám sát kỹ thuật tại chỗ, các lỗi, sự cố và/hoặc bảo trì các thiết bị tại điểm cài đặt. Nó đặc biệt hiệu quả cho các thiết bị cài đặt ở nơi dày đặc các thiết bị, các khu vực khó tiếp cận hoặc khi truy cập là không an toàn và sẽ tiết kiệm thời gian xử lý kỹ thuật và nâng cao độ an toàn của họ.
Làm thế nào để làm việc được với đồng hồ đo lưu lượng nối dây hoặc không dây
Thế hệ mới nhất của đồng hồ đo lưu lượng khối lượng, như model ST50 và ST75 của FCI, ngoài việc cung cấp các phần cứng truyền thống �” các cổng truyền thông I/O nối tiếp RS232C và các đầu ra tương tự 4-20mA, các model này còn cung cấp tùy chọn liên kết hồng ngoại không dây (IR) được tích hợp sẵn bên trong. Dây tín hiệu 4-20mA và các I/O nối tiếp cũng vẫn được thiết lập và có độ tin cậy rất cao về mặt truyền thông để truyền các dữ liệu lưu lượng quá trình tới hệ điều khiển phân tán (DCS) và phòng điều khiển.
Các liên kết IR cung cấp cả một thiết bị phụ trợ cho việc đọc các dữ liệu đo tương tự nhau cũng như truy cập vào các thiết bị điện tử cho phép thiết lập và chuẩn đoán hệ thống tại hiện trường lắp đặt. Điều này thay thế và loại bỏ được thêm chi phí cho một bàn phím thao tác, các dây nối với máy tính hoặc các thiết bị hiện trường yêu cầu để truy cập vào thiết bị đo lưu lượng. Các liên kết hồng ngoại (IR) giao tiếp với bất kỳ Palm-0S dựa trên thiết bị hỗ trợ kỹ thuật số cá nhân (PDA). Với liên kết hồng ngoại không dây, thiết bị PDA này tạo điều kiện thực hiện một loạt các công việc đo lưu lượng phổ biến, chẳng hạn như:
-
Đọc các thông số hiện trường
-
Thay đổi cấu hình cài đặt
-
Tự rà soát chuẩn đoán mã số
-
Cập nhật việc hiệu chỉnh
Hình 2: Đo lường chính xác với sự tích hợp chức năng không dây của Hãng FCI
Với một PDA và một thiết bị đo lưu lượng không dây, bạn có thể hoàn toàn thoải mái theo dõi việc đo lường độc lập tại hiện trường vào bất kỳ lúc nào mà không làm gián đoạn đến việc vận hành bình thường của thiết bị đo hoặc các đầu ra 4-20 mA. Bạn cũng có thể cần điều chỉnh quá trình như việc cập nhật cấu hình cài đặt trên thiết bị đo. Tất cả các giá trị đọc cũng như bất kỳ điều chỉnh hoặc thay đổi nào đều có thể thực hiện dễ dàng từ một khoảng cách mà không cần các thao tác mở hộp thiết bị chỉ với vài thao tác trên PDA qua một liên kết hồng ngoại không dây (wireless IR).
Giải quyết các sự cố xẩy ra cũng là ứng dụng tiềm năng khác trong công nghệ của thiết bị đo lưu lượng không dây, để giải quyết các vấn đề này trong các quá trình kỹ thuật, các kỹ thuật viên về thiết bị trường phải có trong tay các thông số và dữ liệu lưu lượng chính xác. Đôi khi nó có thể thực sự tiện dụng cho các kỹ thuật viên bảo trì tại hiện trường. Điều này cũng giúp loại bỏ sự cần thiết phải có màn hình hiển thị điều khiển từ xa, các thiết bị phụ trợ và chạy thêm dây nối dài để có thể quan sát tại các vị trí thích hợp.
Hình 3: Điều khiển dùng hồng ngoại (IR) không dây trong đo lưu lượng
Nếu các kỹ thuật viên hiện trường muốn kiểm tra và xác nhận đồng hồ lưu lượng, các PDA không dây cung cấp một danh sách các thiết bị tự chuẩn đoán mã hóa có thể đơn giản hóa việc giải quyết các vấn đề này. Qua thiết bị này, việc cập nhật hiệu chuẩn thường ngày của nhà máy cũng có thể được tải trực tiếp từ nhà máy và truyền tới cho đồng hồ lưu lượng mà không tháo hoặc mở thiết bị.
Chọn lựa một đồng hồ đo lưu lượng
Trong việc chọn lựa đồng hồ đo lưu lượng nối dây hoặc không dây cho bất kỳ ứng dụng nào, thì bước đầu tiên bao giờ cũng là chọn lựa công nghệ đo thích hợp. Có rất nhiều công nghệ sẵn có hiện nay, thường bao gồm:
-
Đo chênh áp (Differential Pressure)
-
Dịch chuyển dương (Positive Displacement)
-
Đo kiểu tuabin (Turbine)
-
Đo kiểu từ trường (Electro Magnetic)
-
Đo kiểu siêu âm (Ultrasonic)
-
Đo kiểu dòng xoáy (Vortex Shedding)
-
Phân tán nhiệt (khối lượng) Thermal
-
Đo kiểu Coriolis (khối lượng)
Với bất kỳ công nghệ nào trên đây, cũng đều có các ưu/nhược điểm với từng ứng dụng cụ thể, có thể có công nghệ là tốt với nước, có thể có công nghệ tốt hơn khi môi chất đo là khí,..do vậy, việc xác định đúng công nghệ phù hợp với môi chất đo là rất quan trọng trong đo lường lưu lượng.
Ngoài ra, khi chọn lựa các đồng hồ đo với công nghệ khác nhau, còn một số điều khác nữa cũng cần được xem xét thật cẩn thận như:
-
Độ chính xác và khả năng đo lặp lại (Accuracy and repeatability)
-
Điều kiện môi trường xung quanh của nhà máy (Plant environment)
-
Các yêu cầu khi lắp đặt (Installation requirements)
-
Vấn đề bảo trì và tuổi thọ của thiết bị (Maintenance and life)
Độ chính xác và khả năng đo lặp lại (Accuracy and Repeatability)
Bạn cần phải biết chính xác, độ chính xác của các phép đo lặp lại và dải lưu lượngcủa đồng hồ đo mà bạn có dự định để sử dụng. Các thông số kỹ thuật chi tiết về nước, không khí hoặc một khí cụ thể được cung cấp bởi hầu hết các nhà sản xuất.
Ví dụ điển hình một đồng hồ đo lưu lượng khí, như kiểu cắm trực tiếp trên đường ống (Insertion) của FCI, Series đo khối lượng nhiệt ST50, hoạt động trong trên một dải lưu lượng khí từ 1,5-150 SFPS (0,46-46 NMPS) với độ chính xác 2% giá trị đọc, 0,5 % toàn dải, với sai số các phép đo lặp lại (repeatability) khoảng 0,5% giá trị đọc.
Điều kiện môi trường xung quanh của nhà máy (Plant environment)
Điều kiện vận hành trong nhà máy của bạn có thể đóng một vai trò chính trong đo lường lưu lượng chính xác. Khi xem xét các yếu tố như khí hậu (nóng /cực lạnh), yêu cầu về quy trình cụ thể cho các cấp độ ẩm, v.v.., bạn sẽ tìm thấy một số công nghệ đo lường lưu lượng có thể tốt hơn theo thời gian mà vẫn đo chính xác các dòng lưu lượng cực thấp (extremely low flows), thích ứng được với các thay đổi khối lượng dòng chảy (tăng-giảm) và giảm áp lực.
Tương lai của đồng hồ đo lưu lượng không dây ?
Nếu không có lý do nào khác đơn giản hơn nhằm làm đơn giản hóa vấn đề xử lý sự cố và bảo trì thiết bị trong các môi trường nguy hiểm và địa hình khó thao tác, thì một đồng hồ đo lưu lượng không dây thực sự có giá trị và rất đáng xem xét cho các dự án nâng cấp hoặc tái thiết kế của bạn. Việc cấu hình công nghệ kép nối dây/không dây cho các thiết bị trường là một giải pháp rất thiết thực trong nhiều thiết bị cảm biến hoặc các ứng dụng giám sát, kiểm tra cho những khu vực mà độ tin cậy và an toàn cao luôn được đặt lên hàng đầu.
