PUSLESPILL: - Det er mange små biter som skal på plass, produktet skal se ordentlig ut, og det må ikke minst være robust for å kunne brukes i industriell sammenheng, sier utviklingsingeniør Erik Hardeng hos Kitron Development. (Bilde: Finn Halvorsen)
Erik Hardeng, Kitron Development (Bilde: Finn Halvorsen)

Industrialiserer trådløs sensor

  • Industri

Det er ikke bare telefoner og PC-er som kan kommunisere trådløst med omverdenen.

Trådløse sensorer dukker opp både innen medisin, i bygninger og ikke minst i industrielle anvendelser.





Industrialisering

Hos Kitron Development er de nå i ferd med å industrialisere en trådløs sensor utviklet ved ABBs forskningsavdeling i samarbeid med SKF og Sintef med støtte fra flere oljeselskaper, blant annet Statoil og BP.

Utviklingen er også støttet av Norges forskningsråd.

– Det dreier seg om en robust trådløs vibrasjonssensor med en rekkevidde på ca. 20 meter som skal være godkjent for bruk i eksplosjonsfarlige omgivelser. Den skal brukes til preventivt vedlikehold og kulelagerovervåking på elektromotorer, sier utviklingsingeniør Erik Hardeng hos Kitron Development.





Sikkerhet

Det er utviklet flere standardiserte radionettverk for trådløse sensorer. Zigbee er trolig det mest kjente, hvor mer enn 300 store og små selskaper arbeider med å utvikle løsninger.

For industriell bruk kreves det spesielle krav til sikkerhet. Radionettet må ha tilstrekkelig dekning for å få en akseptabel feilrate.

Nettet bør ha redundans slik at tilfeldig utfall kan repareres automatisk. Det oppnås ved at meldinger kan gå flere veier fra sensorer til sentraler.

Dessuten må nettverket ha feilhåndtering og feilkorrigering slik at tilfeldige feil korrigeres.

– På grunn av disse kravene har det vist seg at ZigBee ikke alltid er egnet til bruk i industrisammenheng. Spesielt gjelder det innen prosesskontroll, der motstandsdyktighet mot elektromagnetisk støy og kryptering av signalene er viktig, sier Tor Ole Bang-Steinsvik hos ABB AS.





Spesialsydd

Det er utviklet en trådløs standard spesielt beregnet på å tilfredsstille industrielle krav, WirelessHART.

Denne bygger på den samme fysiske radioteknologien som ZigBee, men spesifiserer i tillegg frekvenshopping for å motvirke interferens, bedre kryptering og som legger til rette for lavere effektforbruk.

Standarden tillater også at både trådbundne og trådløse sensorer kan benyttes om hverandre i samme system.

– Derfor har vi valgt WirelessHART for denne sensoren, ikke minst på grunn av det vesentlig lavere strømforbruket. Enheten vi nå er i ferd med å lage de første prototypene av kan fungere ute i nettverket i fem år på et enkelt lithium AA-batteri, sier Bang-Steinsvik.





Anvendelig

Enheten er foreløpig bestilt i et antall på 3000 stykker for levering det neste året.

På spørsmål om det kan bli snakk om andre anvendelsesområder og større serier, sier sier Bang-Steinsvik:

– Vi er opptatt av å levere tilstandsovervåking som en funksjon, for eksempel overvåke en plattform fra et kompetansesenter på land. De 3000 sensorene er utelukkende tenkt i forbindelse med prosjekter rettet mot olje og gass offshore. Men sensoren kan tenkes benyttet i alle tenkelig miljøer hvor man har roterende maskiner. Vi ser derfor for oss at det kan bli et betraktelig høyere volum, sier Bang-Steinsvik.





Neste utfordring

Foreløpig skal sensorene brukes til tilstandsovervåking der en menneskelig operatør må ta stilling til om prosessparametere skal endres eller ikke.

Målet for standarden er at teknologien skal vise seg å være robust nok til også å benyttes til kontroll der endringene i industriprosessene skal kunne gå automatisk uten menneskelig inngripen.

– Dette vil være den neste, store utfordringen for systemer basert på trådløs teknologi, sier Hardeng.