圖片來源：艾默生

製造企業正在努力實現可持續發展，數字化轉型是提高效率和減少碳足跡項目的基礎。

人(ren)們(men)一(yi)度(du)認(ren)為(wei)，如(ru)果(guo)一(yi)家(jia)公(gong)司(si)有(you)足(zu)夠(gou)的(de)資(zi)本(ben)和(he)資(zi)源(yuan)長(chang)期(qi)經(jing)營(ying)下(xia)去(qu)
，甚(shen)至(zhi)發(fa)展(zhan)壯(zhuang)大(da)，那(na)麼(me)它(ta)就(jiu)是(shi)可(ke)持(chi)續(xu)的(de)。現(xian)在(zai)，可(ke)持(chi)續(xu)性(xing)的(de)含(han)義(yi)已(yi)經(jing)發(fa)展(zhan)到(dao)：一(yi)家(jia)公(gong)司(si)的(de)活(huo)動(dong)是(shi)否(fou)可(ke)以(yi)最(zui)大(da)限(xian)度(du)地(di)減(jian)少(shao)對(dui)氣(qi)候(hou)變(bian)化(hua)的(de)影(ying)響(xiang)，並(bing)負(fu)責(ze)任(ren)地(di)使(shi)用(yong)資(zi)源(yuan)。當(dang)然(ran)
，前(qian)麵(mian)的(de)因(yin)素(su)仍(reng)然(ran)適(shi)用(yong)，但(dan)僅(jin)僅(jin)是(shi)盈(ying)利(li)能(neng)力(li)還(hai)不(bu)夠(gou)。

首要問題是不受限製地使用化石燃料和相關排放物，這主要是對氣候變化的擔憂。其它問題也延伸到了更多領域
，例如過度排放、能源效率低下
、過度使用水和其它稀缺資源。想要做出改變的公司往往會陷入困惑
，試圖了解利益相關者的需求。製造企業如何將“減少碳足跡”付諸實踐？如何衡量成功與否？

01 工業可持續發展的四個重點領域

一些過程製造企業可能會探索一項重大的過程變革以擺脫碳氫化合物原料
，但目前應專注於四個常見領域的改進：

1. 減少蒸汽疏水閥浪費的能源；
2. 監測和減少泄壓閥的排放；
3. 監測熱交換器的效率並減少能源使用
   ；
4. 減少設施照明的能耗。

這些領域的改進降低了運營成本，同時通過以下方式促進可持續發展計劃：

■ 減少過程浪費
；

■ 提高過程效率；

■ 減少能源消耗和由此產生的溫室氣體排放；

■ 減少水和空氣汙染；

■ 提高維護效率和設備可用性。

與可持續發展並行的是數字化轉型，即整合數字化能力以提高績效的戰略。數字化轉型本身並不能提高可持續性
，但它為製定相關KPI
，以跟蹤可持續性計劃的有效性提供了關鍵工具。

shixiankechixuxingdediyibushiquedingzainaxiefangmiangaijinshouyizuida。buxingdeshi

，faxianzhexiefangmiansuoxuyaodexinxitongchangbushiguochengkongzhihuojiankongdebianliang。shishixuyaocongbushuxindechuanganqikaishi
，yijiankongyunenghao、資產狀況和其它因素相關的變量。這可能會帶來問題
，因為布線和係統集成的成本往往超過傳感器的成本。

數字化轉型技術徹底改變了局麵。隻需在物理設施上安裝傳感器
，每個傳感器都可以通過WirelessHART與主機係統通信
，因此無需安裝電纜
，從而大大降低了安裝成本和時間。WirelessHART網絡與設施內更大的Wi-Fi和以太網無縫集成（圖1），因此向主機係統（如資產管理係統）發送數據更簡單、更高效。

圖1：部署WirelessHART設備的能力使監控係統更易於實施。

預配置的數據分析工具可以收集原始傳感器數據
，對其進行處理，並通過交互式儀表板將其呈現給可靠性和維護團隊。這些運營技術（OT）信息還與IT係統、雲yun和he公gong司si網wang絡luo集ji成cheng。在zai大da多duo數shu情qing況kuang下xia
，配pei置zhi需xu求qiu很hen小xiao，不bu需xu要yao係xi統tong集ji成cheng的de幫bang助zhu。這zhe種zhong方fang法fa是shi可ke持chi續xu發fa展zhan計ji劃hua的de基ji本ben組zu成cheng部bu分fen，也ye是shi關guan鍵jian的de技ji術shu要yao素su。

消除布線基礎設施可以節省大量的銅、鋁

、鋼、塑料
，以及由於石油原料和金屬開采所產生的材料。再加上消除了設計


、運輸
、安裝和維護所需的勞動力
，WirelessHART網絡與傳統技術相比，成本降低了70%甚至更多。

下文所述的可持續性項目類型
，可減少能源消耗
、提高效率、減少排放和過程廢物，同時還會帶來多種效益。一些項目通過更有效的維護來延長設備壽命，也會提高安全性，減少環境和其它事故。

02 蒸汽疏水閥：減少能源浪費

蒸zheng汽qi一yi旦dan做zuo功gong，就jiu會hui凝ning結jie成cheng水shui。蒸zheng汽qi疏shu水shui閥fa將jiang冷leng凝ning水shui從cong新xin蒸zheng汽qi管guan線xian中zhong分fen離li出chu來lai，這zhe會hui降jiang低di整zheng體ti能neng源yuan效xiao率lv，但dan為wei了le保bao護hu設she備bei，它ta又you是shi必bi須xu的de。疏shu水shui閥fa是shi一yi種zhong自zi動dong打da開kai和he關guan閉bi以yi釋shi放fang冷leng凝ning水shui的de閥fa門men。因yin此ci，所suo有you設she計ji都dou有you一yi些xie活huo動dong部bu件jian。不bu幸xing的de是shi
，管guan線xian中zhong的de水shui垢gou可ke能neng會hui脫tuo落luo並bing停ting留liu在zai容rong易yi出chu問wen題ti的de地di方fang，如ru閥fa座zuo或huo傳chuan動dong機ji構gou。傳chuan統tong上shang，每mei年nian對dui蒸zheng汽qi疏shu水shui閥fa係xi統tong進jin行xing檢jian查zha
，通tong常chang通tong過guo診zhen斷duan對dui疏shu水shui閥fa狀zhuang況kuang進jin行xing分fen類lei：

■ 可見的蒸汽泄漏：主要機械故障直接浪費蒸汽；

■ 吹掃：連續將蒸汽直接排放到排水管中，浪費蒸汽；

■ 低溫：卡在關閉位置，無法釋放冷凝水，導致冷凝水回流，降低蒸汽質量，並可能導致破壞性水錘事件；

■ 正常工作：有效去除冷凝水。

最近的一項研究表明
，在大型化學製造設施中，每年會有18%的蒸汽疏水器發生故障，導致每個故障疏水器浪費的能源成本高達16000美元。鑒於對大多數工廠來說，蒸汽都是能源預算中的一個重要項目，減少這種浪費在實現可持續發展方麵效果可能是立竿見影的。

大da多duo數shu疏shu水shui閥fa不bu會hui連lian續xu釋shi放fang冷leng凝ning水shui。在zai正zheng常chang條tiao件jian下xia，如ru果guo尺chi寸cun正zheng確que，蒸zheng汽qi疏shu水shui閥fa會hui間jian歇xie性xing打da開kai，排pai出chu冷leng凝ning液ye。該gai動dong作zuo會hui通tong過guo相xiang鄰lin管guan道dao傳chuan遞di噪zao聲sheng。安an裝zhuang在zai附fu近jin的de聲sheng學xue發fa射she器qi（圖2），可以檢測到周期性的聲音

，算法可以了解其特征活動。每個設備通過WirelessHART，將數據發送到中央分析平台
，運行人員在該平台上監控所有配備有聲學變送器的蒸汽疏水閥的運行情況。

圖2：艾默生羅斯蒙特708無線聲學變送器通過分析超聲波噪聲特征
，提供蒸汽疏水閥運行和狀態的可見性。

儀yi表biao板ban會hui指zhi示shi哪na些xie疏shu水shui閥fa工gong作zuo正zheng常chang
，哪na些xie處chu於yu故gu障zhang模mo式shi。該gai軟ruan件jian可ke以yi隨sui時shi估gu計ji損sun失shi的de能neng源yuan和he由you此ci產chan生sheng的de成cheng本ben。維wei護hu人ren員yuan了le解jie哪na些xie疏shu水shui閥fa需xu要yao注zhu意yi，並bing據ju此ci進jin行xing規gui劃hua。

03 泄壓閥：減少排放和損失

加壓係統必須有一種機製（通常是一個泄壓閥）
，使shi內nei部bu壓ya力li在zai高gao到dao危wei險xian限xian值zhi之zhi前qian釋shi放fang。監jian測ce泄xie壓ya閥fa的de狀zhuang態tai和he活huo動dong，應ying是shi電dian廠chang正zheng常chang運yun行xing的de一yi部bu分fen，但dan典dian型xing的de泄xie壓ya閥fa內nei部bu沒mei有you能neng向xiang自zi動dong化hua係xi統tong發fa送song信xin息xi的de機ji製zhi。

監控泄壓閥借鑒了傳統的維護技術：聽。與蒸汽疏水閥相同的聲學監測裝置被直接安裝在泄壓閥附近的管道上。它可以捕捉通過閥座的流體所發出的
、經由金屬傳輸的超聲波。

當泄壓閥打開，釋放液體
、qitihuoliangzhedehunhewushi，shengxuejianceqihuixiangzidonghuaxitongbaogaochanshengderenhezaoyin。yidanxitongdeyalishifang
，famenyingguanbibingzaicimifeng，zaoyinjiangtingzhi。shengxuejianceqideshujutongguotuxingyibiaoban（圖3），報告釋放開始和結束的時間

，同時根據噪聲幅度來表征釋放量的大小。

圖3：為泄壓閥設計的Plantweb Insight儀表板會對釋放進行計時
，如果釋放後閥門沒有完全關閉
，它還會向維護團隊發出警報。

ruguomeiyouxieyafajiance，yunxingrenyuanbuhuiyishidaoxielou，zhidaotamenzhuyidaohuojuhuoxieyaxitongdeliuliangzengjia。tamendediyigefanyingshigenjuguochengzhishihejingyan，quedingxieluyuanzainali
，liru，zhakanguochengdenagebufenchuyujiaogaoyali。dangxieyafabeijianceshi
，yunxingrenyuankeyisuoduanxiangyingshijian
，yinweichuanganqijiangyunxingrenyuanyindaodaoshijianfashengdeweizhi。zheyouzhuyujianshaopaifangdechixushijian、數量，這是可持續發展計劃的關鍵目標之一。

一個常見的問題是重新密封不徹底。如果閥座損壞或微粒滯留在閥門中，閥門可能無法完全關閉，使其永久“沸騰”，將(jiang)產(chan)品(pin)釋(shi)放(fang)到(dao)裝(zhuang)置(zhi)的(de)汙(wu)染(ran)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)中(zhong)，或(huo)者(zhe)在(zai)最(zui)壞(huai)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia)直(zhi)接(jie)釋(shi)放(fang)到(dao)大(da)氣(qi)中(zhong)。當(dang)這(zhe)種(zhong)情(qing)況(kuang)發(fa)生(sheng)時(shi)

，運(yun)行(xing)人(ren)員(yuan)可(ke)能(neng)需(xu)要(yao)數(shu)小(xiao)時(shi)或(huo)數(shu)天(tian)才(cai)能(neng)意(yi)識(shi)到(dao)存(cun)在(zai)的(de)問(wen)題(ti)，然(ran)後(hou)才(cai)能(neng)確(que)定(ding)複(fu)雜(za)係(xi)統(tong)發(fa)生(sheng)問(wen)題(ti)的(de)位(wei)置(zhi)。聲(sheng)學(xue)監(jian)視(shi)器(qi)可(ke)以(yi)聽(ting)到(dao)沸(fei)騰(teng)的(de)聲(sheng)音(yin)
，即(ji)使(shi)是(shi)很(hen)小(xiao)的(de)聲(sheng)音(yin)也(ye)可(ke)以(yi)消(xiao)除(chu)猜(cai)測(ce)式(shi)維(wei)修(xiu)
，從(cong)而(er)促(cu)進(jin)更(geng)有(you)效(xiao)的(de)維(wei)修(xiu)工(gong)作(zuo)。

04 換熱器：提升能源使用效率

任何換熱器的傳熱能力都會因一個普遍存在的問題而退化：jiegou。liutixiedaidekeliwuchenjizaineibiaomianshang，daorelvyuchenjiwuleixinghehouduchengbilixiajiang。huanreqiliangcedewugouhuijiangdichuanresulv，congerjiangdixiaolv。quedingxiaolvqujueyuhengliangyixilieguanjianbianliang：

■ 過程流體溫差（入口與出口相比）和流量;

■ 輸送流體溫差和流量（用於液-液設計）;

■ 冷卻空氣溫度和流量（用於風冷設計）。

通過這些測量可以確定傳遞的熱量以及總體效率。如果這些基本測量儀表不是裝置的一部分，則應添加這些儀表。然而，基於WirelessHART的變送器可用於所有類型的熱交換器測量：

■ 溫度儀表可添加到過程流體和輸送流體的管道中
，而無需任何貫穿件。無論環境條件如何
，這些傳感器都能通過管壁準確測量（圖4）並讀取內部流體溫度。

圖4：艾默生羅斯蒙特X-well技術可以在管道外部測量管道內部的溫度，並通過WirelessHART發送數據。

■ 利用傳統的溫度傳感器，單個發射器可以通過一個無線信號，發送來自多達四個傳感器的數據。

■ 讀取過程流體入口和出口的壓差，確定汙垢何時開始積聚，或是否存在管道泄漏。

這些儀表生成的數據被傳遞給專門為熱交換器構建的分析應用
，使這些軟件工具易於安裝、配(pei)置(zhi)和(he)使(shi)用(yong)。算(suan)法(fa)通(tong)過(guo)計(ji)算(suan)效(xiao)率(lv)並(bing)監(jian)測(ce)其(qi)與(yu)基(ji)線(xian)的(de)偏(pian)差(cha)來(lai)尋(xun)找(zhao)汙(wu)染(ran)等(deng)工(gong)況(kuang)
，結(jie)果(guo)顯(xian)示(shi)在(zai)預(yu)先(xian)配(pei)置(zhi)的(de)儀(yi)表(biao)板(ban)上(shang)。係(xi)統(tong)識(shi)別(bie)異(yi)常(chang)工(gong)況(kuang)，並(bing)在(zai)滿(man)足(zu)某(mou)些(xie)條(tiao)件(jian)時(shi)（如當汙垢超過閾值）

，發出報發送數據。

05 照明：減少不必要的能耗

在zai許xu多duo過guo程cheng製zhi造zao設she施shi中zhong，無wu論lun一yi天tian中zhong的de活huo動dong或huo時shi間jian如ru何he，在zai無wu人ren區qu域yu提ti供gong照zhao明ming都dou會hui帶dai來lai能neng源yuan浪lang費fei
，這zhe種zhong情qing況kuang很hen常chang見jian。在zai某mou些xie情qing況kuang下xia，在zai危wei險xian區qu域yu部bu署shu的de老lao式shi的de金jin屬shu鹵lu化hua物wu高gao強qiang度du放fang電dian（HID）燈從未關閉

，這也會造成浪費。當這種情況發生在數百甚至數千個燈具上時
，所消耗的電量是巨大的。

用新的智能LED燈具替換現有燈具，設施可以減少能耗和維護需求
，同時提高惡劣和危險場所的安全性。與HID燈具相比
，這些燈具的等效光輸出所需的能源減少了70%，同時它們由運動檢測器（圖5）、計時器和環境光檢測器控製
，在有人的時候打開，無人的時候關閉，因此實際上可以節約更多的能源。這些裝置通過WirelessHART進行通信可以遠程激活，報告開啟時間，並向維護人員發送有關其狀態的診斷信息。

發電站、天(tian)然(ran)氣(qi)處(chu)理(li)廠(chang)和(he)煉(lian)油(you)廠(chang)的(de)運(yun)營(ying)商(shang)正(zheng)受(shou)益(yi)於(yu)數(shu)字(zi)孿(luan)生(sheng)技(ji)術(shu)的(de)實(shi)施(shi)。由(you)於(yu)這(zhe)些(xie)行(xing)業(ye)具(ju)有(you)較(jiao)高(gao)的(de)火(huo)災(zai)和(he)爆(bao)炸(zha)風(feng)險(xian)，數(shu)字(zi)孿(luan)生(sheng)技(ji)術(shu)可(ke)以(yi)預(yu)測(ce)何(he)時(shi)進(jin)行(xing)維(wei)護(hu)，以(yi)便(bian)在(zai)出(chu)現(xian)問(wen)題(ti)之(zhi)前(qian)主(zhu)動(dong)解(jie)決(jue)問(wen)題(ti)。

新xin裝zhuang置zhi可ke以yi像xiang任ren何he其qi它ta智zhi能neng現xian場chang設she備bei一yi樣yang
，收shou集ji數shu據ju並bing進jin行xing分fen析xi，準zhun確que顯xian示shi照zhao明ming消xiao耗hao的de電dian量liang
，以yi及ji其qi對dui可ke持chi續xu性xing指zhi標biao的de影ying響xiang。由you於yu燈deng光guang會hui對dui周zhou圍wei出chu現xian的de人ren做zuo出chu反fan應ying，因yin此ci這zhe種zhong方fang法fa還hai有you一yi個ge副fu產chan品pin：提供設施內活動的大致情況
，尤其是在夜間。

由於使用了WirelessHART
、普世傳感和數據分析解決方案等技術，可以提供對所有公司利益相關者、周圍社區和全球環境產生積極影響的結果，因此上述項目可以為製造企業帶來收益。同時
，這類項目通常是自我支持
、易於實施的

，因此它們也提高了整體盈利能力。