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La tecnologia di raccolta dell'energia funziona "come un sogno" in Tata Steel

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Tata Steel sta sperimentando una nuova termocoppia di ABB che genera l'energia necessaria per guidarla dal calore nel processo circostante. La combinazione di questa tecnologia di energy harvesting con le comunicazioni wireless elimina in modo efficace la necessità di utilizzare qualsiasi cavo da o verso il dispositivo.

"Sarebbe un sogno diventato realtà per un ingegnere avere una termocoppia wireless autoalimentata", afferma Nikhil Kumar, ingegnere elettrico per l'altoforno No.5 presso l'acciaieria di Port Talbot. "Non è necessario eseguire alcun cavo, il che consente di risparmiare denaro sull'installazione ed elimina anche il rischio di bruciare o danneggiare il cavo durante il funzionamento."

Il dispositivo ABB non ha perso una singola lettura nei tre mesi da quando è stato installato, e non ha dovuto ricorrere una volta al suo backup della batteria di bordo, secondo Tata Steel.

Il processo è stato avviato per vedere come la tecnologia avrebbe affrontato uno degli ambienti operativi più difficili nell'industria. La termocoppia è installata su una delle linee di vapore dell'impianto, che opera su 120oC. La tecnologia di raccolta richiede una differenza di temperatura di appena 30oC tra il processo e l'ambiente circostante per guidare l'elettronica dello strumento e trasmettere le sue letture.

Ciò contrasta con i risultati di una seconda termocoppia, che è stata installata nelle vicinanze per testare cosa succede quando uno strumento di raccolta dell'energia viene installato senza la differenza di temperatura necessaria. Questo secondo strumento ha dovuto fare affidamento sulla sua batteria per l'intera durata del test.

Tata Steel ha anche sperimentato adattatori wireless montati su una coppia di trasmettitori di pressione. Gli adattatori consentono a tutti gli strumenti di comunicare tra loro e al sistema di controllo dell'impianto tramite un gateway wireless.

"Abbiamo installato una rete di strumenti attorno all'altoforno per testare come si comportano", afferma Kumar. "La mesh si è dimostrata solida e i risultati sono molto promettenti in futuro."

Dice che gli strumenti sono in grado di parlare al gateway fino a 50m lontano se c'è una linea di vista libera. In pratica ci sono numerosi muri, tubi e altri ostacoli intorno alla pianta, che portano giù quella distanza.

In effetti, la termocoppia di raccolta dell'energia ha funzionato con successo a una distanza di circa 20 metri dal gateway. "Non ha lasciato cadere una lettura durante l'intero processo", afferma Kumar.

E anche se uno dei trasmettitori di pressione è situato all'interno di una sala pompe che non riesce a "vedere" direttamente il gateway, ha comunicato correttamente con la termocoppia, che quindi trasmette i dati al gateway. "È un modo abbastanza intelligente e robusto per comunicare", afferma Kumar. "Con gli strumenti che comunicano con i loro vicini e con il gateway, la mesh può continuare a funzionare anche se uno di essi è danneggiato o non disponibile."

Con i costi di cablaggio e installazione che rappresentano in genere quasi la percentuale di 50 del costo totale di uno strumento industriale, è ragionevole sia dal punto di vista finanziario che tecnologico utilizzare i dispositivi wireless laddove possibile.

L'energy harvesting rappresenta un'alternativa ideale ai dispositivi cablati o alimentati a batteria in processi adatti all'uso di dispositivi wireless. La raccolta di energia prende energia dall'ambiente e la converte in energia elettrica utilizzabile, che viene quindi utilizzata per alimentare il dispositivo wireless. Oltre all'energia termica, la tecnologia di energy harvesting può anche essere utilizzata per ricavare energia dalla radiazione solare, dalle vibrazioni e dall'energia cinetica da fluidi o parti mobili.

ABB Measurement Products

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