过程工业的安全技术可防止病毒的传播

2021年5月6日
对抗疫情的过程技术

化学设施及其控制室欢迎从事早期风险检测的工作人员的到来。如果监测反应堆和剩余气体燃烧器的解决方案可在大规模流行病期间为成千上万人提供保护,那么就会涌现出大批的试点应用。用于控制新冠疫情的自动体温检测转门便很好地证明了这一点。


疫情期间的习惯性动作:拿起挂在公司汽车后视镜上日常用的口罩。然后绕着后备箱一圈便提着公文包来到了化工厂的大门口。技术人员已经在脑子里规划好当天的工作:校准流量计。他并没有真正注意到他最近并没有那么舒服;他已经抑制了轻微的咳嗽和流鼻涕。今天的工作非常重要。虽然是常规工作,却十分紧急,因为客户要求的期限很短。他心想,现在不是矫情的时候,他站在被堵住的旋转门前,等待工厂保安友好地邀请他进去。测量一次就能确定体温升高情况。

这个虚构的场景反映了许多人的共同经历,在这种情况下,这位员工极具责任感,但却危及自己和他人的健康。无论疾病的最初症状显得多么人性化,在疫情期间,暴露给他人都是不可接受的。从公司经理的角度来看,他们需要采用适当的措施来保护工厂的每个人不会感染SARS-CoV-2。最近,TTS自动化公司与WAGO Kontakttechnik公司的自动化专家合作,开发了一种高效解决方案,也适用于人数较多的情况,并将其推向市场。

选择万可的理由:

  • 利用工业热像仪进行早期风险检测

  • 使用Prometheus进行自动体温检测

  • 系统只需将工业摄影技术与智能控制器相结合便可实现此功能

  • 借助万可数字化设备网关,可与摄像电子装置直接通信。

» 我们的重点是利用工业热像仪进行早期风险检测。我们在发生危险之前便可及时进行检测。 «

Thomas Striegel, TecTradeSolutions GmbH公司CEO

远程监控

"我们的重点是利用工业热像仪进行早期风险检测。我们在发生危险之前便可及时进行检测。“ TTS自动化公司的首席执行官Thomas Striegel介绍了他在非接触温度测量方面的专业知识。化学和石化工业中所谓的紧急废弃燃烧烟道堆就是一个例子。设备必须持续运行,因此,在发生事故时,化合物不能泄露;相反,它们在到达大气层之前就需要被焚烧。因此,法律要求必须在废弃燃烧烟道中安装持续运行的指示灯。然后安装热电偶以检查指示灯的功能;然而,它们偶尔会失效。从而导致出现一些问题,因为不能在操作过程中进行替换,也不允许出现系统停机的情况。"我们的摄像技术可为此提供解决方案:在不干扰运行的情况下监测火焰"。Striegel介绍了他对安全性所做的贡献。

然而,该系统只有通过将工业摄影技术与智能控制器结合起来才能发挥作用,而该产品以这种形式存在只是出于偶然。"为了实现我们的产品理念,几年前我们去纽伦堡的SPS展会寻找合作伙伴。在几次令人失望的交流后,我们几乎放弃了,直到我们最终来到万可展位。即使在这里,也并非能立刻找到解决方案。Striegel回忆说:"直到万可化工行业全球大客户经理Wolfgang Laufmann加入谈话并提到巴斯夫时,我们才开始解开这个结。除了共同的客户和类似的技术挑战,他们在实施工业4.0方面也有相同的理念。"在这个词还没有出现的时候,我们就有了数字化思维。万可也是如此。“ Striegel还讲述了这两家公司在其他方面的志同道合之处。两家公司都习惯于将传感器智能地结合在一起,然后将数据传输到过程控制系统(PLC)。

我们缺少的那块拼图正是万可数字化工厂网关。它可从系统中检测测量值,对其进行处理,并将其提供给IT网络或云端的适当用户组,以便进一步分析和优化过程序列。它以WAGO I/O System为基础,利用其500多种I/O模块,此外,系统具有可扩展性能,从而对多样化的现场信号进行检测。"我们通过万可控制器能够直接与摄像机的电子设备进行通信。由于我们的摄像软件是在万可节点上运行的,所以我们不需要解释器,没有跳过任何触点,也无需进行布线。网关与我们的摄像机使用同种语言。坦诚的讲,万可是唯一能够实现此方案的公司,“Striegel介绍道。

» TTS自动化公司的首席执行官Thomas Striegel介绍了他在非接触温度测量方面的专业知识。网关与我们的摄像机使用同种语言。坦诚的讲,万可是唯一能够实现此方案的公司。 «

Thomas Striegel, TecTradeSolutions GmbH公司CEO

人群体温检测

然而,这种合作努力的结果是如何应用在科罗纳疫情流行期间?这主要是一个由物理学家、工程师和技术人员组成的工作组经讨论而实现的,他们也在研究体温检测过程的可视化以及其他问题。随着新冠病毒的肆虐,该团队开始探讨如何通过测量人体温度来控制进出。人们对当时使用的方法能否对大量人群起作用持高度怀疑态度。例如,在一些场合中,每天有成千上万的人通过几个门进出。例如,每天有30,000人通过7个门进出路德维希港的巴斯夫园区。“在这种情况下系统该如何工作呢?是否要用临床温度计对每个人进行检查?" Striegel问道。此后不久便有报道称,由于需要等待测量有体温,工厂大门出现了交通混乱的现象。

专家们同样也讨论了多种方法的可行性。该小组尤为反对使用标准热像仪测量绝对体温的方式。Striegel解释说:"我们已经知道这样行不通。手持体温枪只是根据人体核心温度和表面温度之间的差异,在实际测量值的基础上增加四摄氏度。虽然这是标准方式,但其结果并不正确。只有当被测者通过较长时间适应标准室温时,它才会发挥作用。"

在进行讨论的前几天,TTS自动化公司的团队为一个剩余气体燃烧器开发出一个新的监控系统,恰巧为此提供一个解决方案。"由于出现测量误差,我们对方案进行调整,以便系统能检测到体温的异常情况,"Striegel解释说。他没有尽一切可能避免过失,而是直接面对。无论摄像机监测的是气体火炬还是反应堆,此种类型测量系统都会产生误差。这可能是由于天气影响或系统中的闪蒸造成的。

Striegel并不关心早期风险检测中的绝对温度。"利用我们的技术,我们要检测反应堆内部的绝缘层是否仍然完好,反应是否根据预期参数运行,或者火焰安全灯是否突然熄灭。"如果测量有误,但每次都是同样的错误,那么我们的随机算法可以对错误进行测量,并生成正确的故障检测方法,"Striegel解释道。在转门案例中,ATT和万可扩展了自2016年以来成功使用的热像仪系统的算法,并使其适应新形式。该系统被命名为 "Prometheus",可靠地检测工厂内部和外部的人体温度升高情况,而不受风、周围空气温度或其他影响。

测量并不能取代个人接触

基于摄像头和预制数字化工厂网关之间的互动,Prometheus会检测到体温过高是一种异常情况,并可自主操作。在这种情况下,普罗米修斯会阻止入口处的旋转门。然而,被检测到的人并不必因此而产生忧虑;在发出警报信息之后,可通过手动测量体温等方式进行澄清解释。根据Striegel的说法,在此期间,该方案已经普遍应用于多种场景:医院、建筑工地监控、大型食品加工厂和化学工业厂都在以类似的方式进行检测。

基于这些成功经验,后续工作正在开展。一个由万可和TTS工程师组成的团队目前正致力于进一步优化摄像系统在生产领域的应用。这意味着,通过万可节点实现摄像技术和PLC之间的通信有了进一步的发展,摄像图像将不再使用操纵杆引导,而是通过PLC直接在摄像机中引导。Prometheus转门也正在进行升级改造。"无论是在疫情期间,还是在流感的正常爆发期间,该系统都非常有意义"。Striegel描述了该技术的未来用途:"我们的想法是评估云端的匿名测量值,并将其与天气数据和疾病水平进行比较。然后,运营商可以对疾病水平进行预测,并在实际的病假申请浪潮到来之前调整他们的员工安排。"

示例:灌装站和实时图像摄像机

下面的例子也证明了由热像仪、智能算法和万可数字工厂网关组成系统的自主性。像这样的系统可以监控灌装过程,并且还能接收到 "卡车已连接——监控软管包装 "的信号。如果摄像机现在 "看到 "任何移动或振动的东西或者液体泄漏,系统就会发出报告信息。例如,如果一个气体传感器发出警报,那么摄像机就会通过万可控制器接收指令,不再仅仅关注软管包的螺丝连接,而是也会自主地全屏监控灌装工作站。从而可更全面地确定故障和问题所在。在特定的情况下,可以检测到由于振动造成密封缺陷的情况。通过摄像数据与泵速的比较对泵参数进行重新调整,从而避免发生泄漏。