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Wachsender industrieller Wert für stationäre Wärmebildgebung

12.Januar 2021
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Kontinuierliche Temperaturüberwachung verbessert Sicherheit, Produktivität und Zuverlässigkeit

Stellen Sie sich vor, dass ein Hotspot in Ihrer Fabrik nicht erkannt wird. Ein solcher Hotspot kann darauf hinweisen, dass die Oberfläche einer Anlage geschwächt ist und ein Ausfall kurz bevorsteht. Dies könnte negative Auswirkungen auf Ihre Lebensmittelrezepturen oder pharmazeutischen Prozesse haben und letztlich mangelbehaftete Produktchargen zur Folge haben. Oder, noch schlimmer: Der Hotspot könnte auf unsachgemäß geerdeten Strom zurückzuführen sein, was die Sicherheit Ihrer Mitarbeiter unmittelbar gefährdet. Die Wärmebildung ist aus gutem Grund eine wichtige Stütze der industriellen Überwachung und Inspektion. Überhitzung, Unterhitzung, Hotspots und andere unerwünschte temperaturbezogene Zustände können mit Wärmebildkameras frühzeitig erkannt und proaktiv angegangen werden, bevor die Situation eskaliert. Verglichen mit den Zeiten, in denen die Fabriken und das Personal die Warnzeichen nicht frühzeitig erkennen konnten, ist dies eine enorme Verbesserung. In der Industrie werden für die Wärmebildgebung üblicherweise tragbare Wärmebildkameras zur regelmäßigen Zustandsüberprüfung eingesetzt. Diese Nutzung hat sich weiterentwickelt und umfasst nun auch eine stationäre Wärmebildung zur kontinuierlichen oder intermittierenden Überwachung kritischer Anlagen, Systeme, Prozesse oder Sicherheitsbedingungen rund um die Uhr an 365 Tagen im Jahr - sogar aus der Ferne über ein Tablet oder ein ähnliches Gerät. Es werden fortschrittliche Kameras eingesetzt, die an festen Orten montiert und in Fabrikautomatisierungssysteme integriert sind. Mit intuitiven Softwareanalysen werden automatisch Benachrichtigungen generiert, wenn abnormale oder inkonsistente Temperaturereignisse erkannt werden. Dank der Möglichkeiten dieser zunehmend erschwinglichen Technologie findet man heute die unterschiedlichsten Temperaturüberwachungs- und -steuerungsanwendungen in den Unternehmen. Die heutigen Mehrzwecklösungen, wie das Wärmebildsystem ThermoView TV40 von Fluke Process Instruments, vereinfachen wichtige Funktionen wie Sicherheitsinspektionen, Produktqualitätsprüfungen, Prozesssteuerung, vorausschauende Wartung und vieles mehr.

TV40 Thermal Imager in utilities monitoring

Thermografie in Aktion

Die stationäre Wärmebildtechnik ist eine berührungslose Messtechnik, die für die Fernüberwachung, die Erstellung von Trends und die Kontrolle von Temperaturen entwickelt wurde. Sie bringt ungünstige oder in manchen Fällen gefährliche Zustände ans Licht, so dass proaktiv geeignete Maßnahmen ergriffen werden können. Im Folgenden werden einige erfolgreiche Anwendungen aus der Praxis vorgestellt, die das enorme Potenzial dieser Technologie für die Industrie verdeutlichen.

Thermal imaging in industrial food oven Ein Standbild (aus einem Video) von Patties, die nach dem Garen im Ofen schnell auf einem Förderband durchlaufen. Die Triggerleitung (benutzerprogrammierbar) muss sich vollständig innerhalb des Patties befinden, bevor TV40 die Ausgangstemperatur an die SPS sendet..

Sicherheit des Personals

Als Sicherheitsinstrument tragen ortsfeste Wärmebildsysteme dazu bei, Verletzungen durch Brände, Überschläge, katastrophale Ausfälle und ähnliche Gefahren zu verhindern. Die Kameras erkennen Hotspots und andere Temperaturanomalien rund um die Uhr und alarmieren automatisch das zuständige Personal, wenn die Bedingungen dies rechtfertigen. Dadurch können rechtzeitig Maßnahmen ergriffen, um die Bedrohung zu mindern oder zu beseitigen. Die Wärmebildkamera TV40 ermöglicht es dem Benutzer, eine unbegrenzte Anzahl von „interessierenden Bereichen“ zu programmieren, so dass er die Temperatur an seinem Standort kontinuierlich überwachen kann. Wenn die Temperaturen die eingestellten Parameter überschreiten, werden Ausgabegeräte und automatische Alarmfunktionen aktiviert, die akustische Alarme und Lichtsignale auslösen oder die Anlage stoppen, bevor sie Bediener in der Umgebung gefährden kann. So stellen beispielsweise Behälter, die geschmolzenes Material enthalten, ein potenziell erhebliches Sicherheitsrisiko für die Arbeiter in der Nähe dar. Ein Kupferschmelzwerk ist mit einem fest installierten Wärmebildsystem ausgestattet, das die äußere Stahloberfläche seiner Öfen kontinuierlich überwacht, um Hotspots zu erkennen, die auf eine Beschädigung des feuerfesten Materials hinweisen. In einem Stahlwerk ist eine Wärmebildkamera so positioniert, dass sie die Oberfläche von Stahlpfannen auf ungleichmäßige Temperaturen und Hotspots überwacht. Werden die voreingestellten Parameter überschritten, erhalten die Bediener sofort eine entsprechende Benachrichtigung. In beiden Fällen kann die frühzeitige Erkennung von thermischen Unregelmäßigkeiten mit einer fest installierten Wärmebildkamera die Kosten für verlorene Chargen vermeiden und die Amortisationsdauer des Kamerakaufs verringern.

Thermal imaging in chemical processing plant Ein chemischer Verarbeitungsbetrieb nutzt die Wärmebildtechnik zur Überwachung der Außenseite seines Gefäßes als Teil seines Programms zur Überwachung kritischer Anlagen.

Andere Anwendungen für fest installierte Wärmebildkameras konzentrieren sich auf die Sicherheit der Arbeiter, da die Kamera immer eingeschaltet ist und immer beobachtet, was bei handgeführten Kameras, die von einzelnen Technikern bedient werden, nicht möglich ist:
  • Ein Beispiel hierfür ist der sichere Betrieb von Öfen, die in Werken zur Verarbeitung von Lebensmitteln, Pharmazeutika und Chemikalien eingesetzt werden. Eine fest installierte Wärmebildkamera ist auf einen umschlossenen chemischen Ofen gerichtet, der zur Herstellung von Produkten auf Kautschukbasis verwendet wird, um die Produkttemperatur vor dem Öffnen des Ofens zu überprüfen und so die Sicherheit des Bedieners zu gewährleisten und Brände zu vermeiden.
  • Fest installierte Bildgebungssysteme werden auch zur Fernüberwachung von Anlagen, z. B. in Umspannwerken, eingesetzt, wodurch gefährliche Inspektionen vor Ort entfallen und die Wartung mit geeigneten Schutzmaßnahmen sorgfältig geplant werden kann.
  • Darüber hinaus kann die Fernüberwachung kritischer Anlagen den Unternehmen die Kosten ersparen, die mit persönlichen Inspektionen an mehreren Standorten verbunden sind, insbesondere in Branchen wie der sauberen Energie, wo die Standorte über mehrere Kilometer verteilt sein können.
  • Fest installierte Bildgebungssysteme werden auch zur Fernüberwachung von Anlagen, z. B. in Umspannwerken, eingesetzt, wodurch gefährliche Inspektionen vor Ort entfallen und die Wartung mit geeigneten Schutzmaßnahmen sorgfältig geplant werden kann.
  • Unabhängig davon, ob für eine Anwendung eine PTZ-Wärmebildkamera für einen größeren Erfassungsbereich oder eine auf einen einzigen Bereich festgelegte Kamera erforderlich ist, ermöglichen diese ständig verfügbaren Werkzeuge eine frühere Alarmierung (auf der Grundlage von voreingestellten Benutzerparametern) und ein schnelleres Ergreifen von Abhilfemaßnahmen, entweder durch eine automatische und sofortige Reaktion oder durch menschliches Eingreifen. Außerdem kann die Erfassung von Temperaturdaten durch die Integration der Kameras in ein CMMS, einen Datenschreiber oder eine ähnliche Asset-Management-Datenbank rationalisiert werden.

Produktqualität

Wenn man bedenkt, was ein typischer Fertigungsbetrieb produziert, wie hoch ist dann die Investitionsrendite, wenn nur eine einzige mangelbehaftete Produktcharge abgefangen wird, bevor die Produkte an den Kunden ausgeliefert werden? Wärmebildgebungssysteme sind nützlich, um die Qualität zu erhöhen, die Produktspezifikationen zu überprüfen, die Rückverfolgbarkeit von temperaturempfindlichen Produkten zu gewährleisten und die Nachbearbeitungsrate zu minimieren. Wärmebilder und Sichtbilder in Verbindung mit automatischen Warnmeldungen bei Temperaturschwankungen und Abweichungen von den Spezifikationen ermöglichen es den Produktionsteams, schnell die notwendigen Anpassungen vorzunehmen. So hat beispielsweise ein Lebensmittelhersteller eine integrierte kontinuierliche Überwachung mit fest installierter Wärmebildtechnik an seinen Kochöfen eingeführt, damit die Bediener sicherstellen können, dass die Lebensmittel vor dem Verpacken auf die richtige Temperatur gebracht werden. Ein Autoglashersteller erhält sofortige Ergebnisse darüber, ob die elektrischen Bänder in seinen beheizten Scheibenentfrostergittern den geforderten Spezifikationen entsprechen. Hierdurch spart er nicht nur Zeit bei den traditionell langen Prüfverfahren, sondern erhöht auch seinen Durchsatz. Ein Beispiel für eine chemische Anwendung besteht in der Erkennung von Hotspots an keramisch ausgekleideten Produkten während der Produktion, um sicherzustellen, dass die Gesamtqualität des Endprodukts nicht durch übermäßige Hitze beeinträchtigt wird. Bei einem kontinuierlichen Prozess kann die Wärmebildkamera TV40 so programmiert werden, dass sie jedes Mal ein Bild aufnimmt und die Daten aufzeichnet, wenn ein Produkt den Anforderungen nicht genügt. Während einer 8-Stunden-Schicht können auf diese Weise nicht nur alle Produkte überprüft werden, die die programmierten Spezifikationen nicht erfüllen, sondern anhand der Daten wird auch die Suche nach der Ursache besser möglich.

Monitoring a hot spots within the ladle Vorgegarte Lebensmittel werden im Rahmen der Prozesssteuerung überwacht, um sicherzustellen, dass die Fischstäbchen (hier im Bild) nicht zu lange gegart werden.

Produktivität der Fabrik

Die stationäre Wärmebildgebung verbessert auch die Prozesssteuerung und den Durchsatz, indem sie eine kontinuierliche Infrarot- und Sichtprüfung zur Erkennung von ungleichmäßigen oder übermäßig hohen Temperaturen ermöglicht. Auf diese Weise können die Bediener effizient die richtigen Maßnahmen ergreifen oder dem System erlauben, die Kontrolle über den Prozess mit benutzerdefinierten Befehlen zu übernehmen. Ein Hersteller von Vinyl-Fußbodenbelägen nutzt die Technologie beispielsweise zur Überwachung der Temperaturkonstanz in der Produktion, die für die Gewährleistung einer mehrschichtigen Verklebung des Materials von entscheidender Bedeutung ist. Ein Werk, das kohlenstoffreichen Stahl verarbeitet, setzt stationäre Wärmebildgebung ein, um die Temperatur des Produkts während des Anpassungsprozesses zu überwachen und sicherzustellen, dass es gleichmäßig erhitzt wird. In beiden Fällen ermöglicht das Prozesssteuerungssystem mit stationärer Wärmebildgebung und benutzerdefinierten Befehlen eine Senkung der Kosten für Nachbearbeitung, eine Erhöhung des Durchsatzes und eine Verbesserung der Betriebszeit.

Zuverlässigkeit der Ausrüstung

Die Erhöhung der Betriebszeit von Anlagen ist auch für die Service-Zuverlässigkeit und die Kundenzufriedenheit wichtig. Die Daten einer handgeführten Kamera sind nur so gut wie die Häufigkeit, mit der die Daten erfasst werden. Ohne den 24/7-Fokus eines fest installierten oder PTZ-Wärmebildsystems können Hotspots an kritischen Anlagen übersehen werden, was im besten Fall zu einer Fehlcharge und im schlimmsten Fall zu einem katastrophalen Anlagenausfall und ungeplanten Ausfallzeiten führt. Ein Stromversorgungsunternehmen kann beispielsweise ein Wärmebildsystem für die kontinuierliche Überwachung und vorausschauende Wartung seiner entfernten Transformatordurchführungen und Generatorbürsten einsetzen und so die Zuverlässigkeit und Effizienz des Systems verbessern. Die zusätzliche Belastung von Buchsen kann zu einer unvorhersehbaren Wärmeentwicklung führen, und ohne eine stationäre Wärmebildkamera, die jede dieser Wärmespitzen erfasst, wäre es unmöglich, diese Temperaturschwankungen auszugleichen und die Anlagen betriebsbereit zu halten.

Monitoring a hot spots within the ladle Überwachung einer kritischen Anlage mit hohen Temperaturen, um sicherzustellen, dass es keine Hotspots in der Pfanne gibt.

Erweiterte Wärmebildgebungsfunktionen

Jede der oben genannten und ähnliche Anwendungen sind mit dem ThermoView TV40 Wärmebildsystem möglich. Das TV40 Wärmebildsystem bietet mehrere Technologieoptionen, darunter fest installierte oder PTZ-Kameras sowie Einzel- oder Mehrkamerainstallationen und die Möglichkeit, den Fernzugriff auf Kameradaten auf Ihren vernetzten Systemen und Geräten (z. B. Handy, Laptop, Tablet) zu integrieren. Das Mehrzweckkamera- und Softwarepaket wurde speziell für kritische industrielle Überwachungsanwendungen entwickelt. Der Imager erfasst, zeigt und archiviert sowohl Sichtbilder als auch Wärmebilder und kann so eingestellt werden, dass bestimmte Bereiche kontinuierlich, intermittierend oder unabhängig voneinander überwacht werden. Er erstellt umsetzbare Analysen und generiert benutzerprogrammierte Alarme, wenn Parameter außerhalb der festgelegten Höchst- und Tiefsttemperatursollwerte liegen - ob per E-Mail, Modbus, EtherNet/IP oder über digitale Ausgänge. Die Bilder können aufgenommen und per E-Mail an die Techniker geschickt werden, sobald der Alarm ausgelöst wird. Das TV40 Wärmebildsystem, das für den Einsatz unter schwierigsten Umgebungsbedingungen konzipiert ist, verfügt über mehrere Montageoptionen und kann als Einzelgerät oder vernetzt in einem Steuerungssystem betrieben werden. Große Prozesse oder Bereiche können mit mehreren stationären Kameras oder einer einzigen Schwenk- und Neigekamera überwacht werden. Das Schwenk- und Neige-Zubehörgehäuse mit der Schutzart IP66 für raue Umgebungen unterstützt eine kontinuierliche Drehung um 360°, eine Aufwärtsbewegung von -40º und eine Abwärtsbewegung von 90º. Zusätzliches Zubehör wie das Hochtemperaturgehäuse, das Outdoor-Gehäuse, das Luftspülsystem in Kombination mit erweiterbaren digitalen und analogen E/A-Optionen bieten verschiedene Schutz- und Steuerungsebenen. Die ThermoView-Software des Systems hilft dem Benutzer, Temperaturtrends, Differenztemperaturen und absolute Temperaturen in Echtzeit zu erkennen. Sie können kontinuierliche thermische und visuelle Live-Feeds gleichzeitig und nebeneinander anzeigen, zusammen mit Analysen, die dazu dienen, Prozesse, Produkte und Standorte rund um die Uhr unter Kontrolle zu halten. Von der Überwachung von Lebensmittelöfen und Transformatoren bis hin zur Analyse der Qualität von Produktchargen und der Verbesserung der elektrischen Sicherheit - ein stationäres Wärmebildsystem wie ThermoView TV40 hilft Ihnen, Ihre Prozessabläufe zu verbessern und gleichzeitig die Sicherheit der Mitarbeiter zu erhöhen.

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