Voidaanko vanha sähköinen venttiilitoimilaite päivittää sen vaihtamisen sijaan?

Sähköisiä venttiilitoimilaitteita käytetään teollisuuslaitoksissa usein erittäin pitkiä aikoja. Voimalaitoksissa, öljy- ja kaasuteollisuudessa, putkilinjojen pumppuasemilla, kaasukompressoriasemilla, terästeollisuudessa, veden- ja jätevedenkäsittelylaitoksissa sekä LNG-sovelluksissa ei ole epätavallista, että sähköinen toimilaite on ollut käytössä yli 20 vuotta.

Pitkä käyttöikä ei kuitenkaan automaattisesti tarkoita, että koko toimilaite olisi tullut teknisen käyttöikänsä päähän. Monissa tapauksissa toimilaitteen mekaaniset osat voivat edelleen olla hyvässä ja käyttökelpoisessa kunnossa, vaikka ohjauselektroniikka, laitteistoversio, firmware, diagnostiikkatoiminnot tai viestintätekniikka olisi vanhentunut tai tuen ulkopuolella.

Tästä syntyy tärkeä elinkaarenhallintaan liittyvä kysymys: onko vanha sähköinen venttiilitoimilaite vaihdettava kokonaan, vai voidaanko se kunnostaa, retrofit-päivittää tai modernisoida vastaamaan nykyisiä vaatimuksia?

Vastaus riippuu siitä, mikä toimilaitteen osa on tosiasiallisesti saavuttanut käyttöikänsä lopun. Mekaaninen kunto, ohjauselektroniikka, ohjelmisto ja firmware, viestintäominaisuudet, ympäristöolosuhteet, toiminnalliset vaatimukset ja tulevat käyttövaatimukset tulee siksi arvioida erikseen ennen kokonaan uuden toimilaitteen valintaa.

Tässä artikkelissa tarkastellaan, miten vanhoja sähköisiä venttiilitoimilaitteita voidaan arvioida huoltoa, kunnostusta, retrofit-päivitystä tai teknologista modernisointia varten sekä milloin täydellinen vaihto on teknisesti perustellumpi ratkaisu.

Miksi 20 vuotta vanha sähköinen toimilaite ei välttämättä ole vanhentunut?

Sähköisen toimilaitteen elinkaarta ei määritä yksi yksittäinen komponentti. Toimilaite voi koostua sähkömoottorista, vaihteistosta, lähtöakselista tai muusta ulostulomekanismista, laakereista, kotelosta, mekaanisista rajakytkimistä, venttiililiitännästä, ohjauselektroniikasta, takaisinkytkentälaitteista, ohjelmistosta tai firmwaresta, paikallisesta ohjauksesta sekä viestintäliitännöistä.

Näillä komponenteilla voi olla täysin erilaiset tekniset elinkaaret. Yli 20 vuotta sitten asennettu toimilaite voi siten edelleen sisältää käyttökelpoisen moottorin, vaihteiston, kotelon ja mekaanisen liitännän, vaikka alkuperäinen ohjauselektroniikka tai viestintätekniikka olisi jo vanhentunut.

Tämä johtaa tärkeään elinkaaritekniikan periaatteeseen: mekaaninen käyttöikä ja automaatio- sekä ohjaustekniikan käyttöikä eivät välttämättä ole sama asia.

Koko toimilaitteen vaihtaminen vain siksi, että yksi teknologinen osa on vanhentunut, voi näin ollen aiheuttaa tarpeettomia investointikustannuksia ja samalla poistaa käytöstä mekaanisesti arvokkaan ja edelleen käyttökelpoisen laitteen.

Ensimmäinen kysymys pitäisi siksi olla: mikä olemassa olevan toimilaitteen osa todellisuudessa rajoittaa sen tulevaa käyttöä?

Mekaaninen kunto verrattuna automaatioteknologian elinkaareen

Teknisessä arvioinnissa toimilaite kannattaa jakaa tärkeimpiin toiminnallisiin kerroksiin sen sijaan, että koko toimilaitetta käsitellään yhtenä kokonaisuutena.

Mekaaninen kokonaisuus

Mekaaniseen kokonaisuuteen kuuluvat esimerkiksi moottori, vaihteisto, lähtömekanismi, laakerit, kotelo, mekaaniset rajakytkimet, asennus ja venttiililiitäntä.

Näiden komponenttien kunto määrittää, onko toimilaitteella edelleen riittävä mekaaninen arvo jatkuvaa käyttöä varten.

Ohjauselektroniikka

Ohjauselektroniikkaan kuuluvat esimerkiksi ohjauskortit, tehoelektroniikka, liitäntäkortit, takaisinkytkennän signaalinkäsittely ja muut elektroniset komponentit.

Toimilaite voi olla mekaanisesti täysin käyttökelpoinen, vaikka sen alkuperäinen laitteistoversio olisi vanhentunut tai sitä ei enää tuettaisi.

Ohjelmisto ja firmware

Ohjelmisto ja firmware määrittävät, miten toimilaite käsittelee ohjauskäskyjä, takaisinkytkentää, diagnostiikkaa, asetuksia, hälytyksiä ja muita ohjaustoimintoja.

Joillakin toimilaitealustoilla olemassa oleva laitteisto voi tukea uudempaa ohjelmisto- tai firmware-versiota ilman, että koko toimilaite on vaihdettava.

Viestintäkerros

Viestintäkerros määrittää, miten toimilaite vaihtaa tietoa laitoksen automaatio- ja ohjausjärjestelmien kanssa.

Vanhemmat järjestelmät voivat perustua perinteisiin kiinteästi johdotettuihin ohjaus- ja takaisinkytkentäsignaaleihin, kun taas modernit automaatioarkkitehtuurit voivat edellyttää digitaalista viestintää, väyläkommunikaatiota, etädiagnostiikkaa ja laajempaa tilatietoa.

Siksi kysymyksen ei pitäisi olla vain se, onko toimilaite vanha. Olennaista on selvittää: mikä tekninen kerros on vanhentunut ja voidaanko kyseinen kerros päivittää erikseen?

Huolto, kunnostus, retrofit, päivitys vai vaihto?

Vanhalle sähköiselle toimilaitteelle on useita mahdollisia elinkaaristrategioita. Täydellinen vaihto on vain yksi niistä.

Sopiva strategia tulee määrittää olemassa olevan toimilaitteen todellisen kunnon ja tulevien käyttövaatimusten perusteella. Yhdessä asennuksessa teknologinen päivitys voi olla riittävä, kun taas toisessa toimilaite voi vaatia mekaanisen kunnostuksen tai täydellisen vaihdon.

Vanhan sähköisen toimilaitteen laitteistoversion päivittäminen

Yksi yleinen modernisointitilanne on vanhan toimilaitteen päivittäminen aikaisemmasta laitteistoversiosta uudempaan ja tuettuun versioon.

Olemassa oleva toimilaite voi edelleen tuottaa tarvittavan mekaanisen vääntömomentin, mutta alkuperäisessä ohjauselektroniikassa voi olla rajoituksia varaosien saatavuuden, diagnostiikan, ohjaustoimintojen tai pitkäaikaisen teknisen tuen suhteen.

Kun toimilaitteen rakenne ja valmistajan tukema päivityspolku sen mahdollistavat, tekninen strategia voi olla esimerkiksi:

Olemassa oleva mekaaninen toimilaite
                |
                v
       Olemassa oleva ohjauslaitteisto
                |
                v
       Laitteistoversion päivitys
                |
                v
       Päivitetty ohjausalusta
                |
                v
       Mekaanisen toimilaitteen säilyttäminen

Tällä tavalla voidaan säilyttää mekaaniseen toimilaitteeseen tehty investointi ja samalla ratkaista ohjausteknologian vanhentuminen.

Yhteensopivuus on kuitenkin aina varmistettava teknisesti. Uudempaa elektroniikkamoduulia ei voida automaattisesti olettaa yhteensopivaksi kaikkien toimilaiteversioiden kanssa. Moottorin ominaisuudet, takaisinkytkentälaitteet, tehonsyöttö, ohjausarkkitehtuuri, firmware-yhteensopivuus, mekaaniset rajapinnat ja valmistajan hyväksymät retrofit-ratkaisut on tarkistettava.

Ohjelmisto- ja firmware-päivitykset

Kaikki modernisointiprojektit eivät edellytä uuden laitteiston asentamista. Joillakin toimilaitealustoilla olemassa oleva laitteisto voi tukea uudempaa ohjelmistoa tai firmwarea, joka tarjoaa parempia toimintoja ja diagnostiikkaa.

Mahdollisia parannuksia voivat olla:

• Ohjaustoiminnot
• Asetukset ja konfigurointi
• Diagnostiikkatiedot
• Hälytysten käsittely
• Asennon säätö ja ohjaus
• Valvontatoiminnot
• Viestintätoiminnot
• Kunnossapitotiedot

Tärkeä tekninen rajoitus on: ohjelmisto ei voi kompensoida laitteistorajoituksia, joita olemassa olevaa alustaa ei ole suunniteltu tukemaan.

Ennen firmware- tai ohjelmistopäivitystä olemassa oleva laitteistoversio on siksi tarkistettava suhteessa vaadittuihin toimintoihin ja ohjelmistoversioon.

Sähköisen toimilaitteen viestintätekniikan päivittäminen

Viestintä on toinen alue, jolla toimilaite voi vanhentua teknisesti, vaikka sen mekaaninen rakenne olisi edelleen käyttökelpoinen.

Vanhemmissa asennuksissa voidaan käyttää perinteisiä kiinteästi johdotettuja ohjaus- ja takaisinkytkentäsignaaleja. Nykyaikaiset automaatiojärjestelmät voivat sen sijaan edellyttää digitaalista konfigurointia, etädiagnostiikkaa, tilatietojen valvontaa tai väyläpohjaista viestintää.

Toimilaitteen alustasta riippuen viestintäkerros voidaan siten joissakin tapauksissa päivittää ilman koko mekaanisen toimilaitteen vaihtamista.

Mahdollisia tavoitteita ovat:

• Digitaalinen viestintä toimilaitteen kanssa
• Väyläkommunikaatio
• Etäkonfigurointi
• Etävalvonta
• Venttiilin asennon takaisinkytkentä
• Diagnostiikkatiedot
• Laitteen kunnon valvonta
• Integrointi laitoksen automaatiojärjestelmään
• Parannettu omaisuudenhallinta

Sopiva tekniikka ja toteutettavuus riippuvat toimilaitteen rakenteesta, olemassa olevasta ohjauslaitteistosta, saatavilla olevista retrofit-ratkaisuista, laitoksen automaatioarkkitehtuurista ja projektin vaatimuksista.

Tavoitteena ei pitäisi olla viestinnän lisääminen vain teknologian vuoksi. Päivityksen tulisi tuottaa selkeä operatiivinen tai kunnossapidollinen hyöty ja olla yhteensopiva koko ohjausarkkitehtuurin kanssa.

Diagnostiikan ja takaisinkytkennän modernisointi

Nykyaikainen toimilaitteiden hallinta perustuu yhä enemmän tietoon laitteen kunnosta, venttiilin asennosta, toimilaitteen tilasta, hälytyksistä ja muista diagnostisista parametreista.

Vanha toimilaite voi edelleen suorittaa pääasiallisen mekaanisen tehtävänsä, mutta antaa vain rajallisesti tietoa operaattoreille ja kunnossapitohenkilöstölle.

Toimilaitteen alustasta riippuen modernisointi voi parantaa:

• Venttiilin asennon takaisinkytkentää
• Toimilaitteen tilatietoa
• Vikatietoja
• Käytön diagnostiikkaa
• Kunnossapitotietoja
• Etävalvontaa
• Kuntoon perustuvan kunnossapidon mahdollisuuksia

Tämä voi olla erityisen hyödyllistä hajautetussa infrastruktuurissa, jossa fyysinen pääsy jokaiselle venttiilille on vaikeaa tai odottamattoman vikaantumisen kustannukset ovat korkeat.

Milloin sähköinen toimilaite on vaihdettava kokonaan?

Teknologian vanhentuminen ei yksin tarkoita, että koko toimilaite on vaihdettava. On kuitenkin tilanteita, joissa täydellinen vaihto on teknisesti perusteltu ratkaisu.

• Toimilaitteen mekaaninen kunto ei ole enää hyväksyttävä.
• Vaihteisto, moottori, laakerit, lähtömekanismi tai muut kriittiset mekaaniset komponentit ovat merkittävästi kuluneet tai vaurioituneet.
• Toimilaite ei pysty tuottamaan vaadittua vääntömomenttia, nopeutta tai työjaksoa.
• Olemassa oleva toimilaitearkkitehtuuri ei pysty tukemaan vaadittuja ohjaustoimintoja.
• Tarvittavia laitteisto-, ohjelmisto- tai viestintäpäivityksiä ei enää tueta.
• Toimilaite ei täytä nykyisiä ympäristö- tai räjähdysvaarallisen tilan vaatimuksia.
• Tarvittavaa takaisinkytkentää tai diagnostiikkaa ei voida toteuttaa luotettavasti.
• Toiminnallisen turvallisuuden vaatimusten täyttämistä ei voida osoittaa ehdotetulla retrofit-ratkaisulla.
• Varaosien ja teknisen tuen pitkäaikaista saatavuutta ei voida varmistaa.
• Prosessi tai venttiilin käyttötarkoitus on muuttunut siten, ettei nykyinen toimilaite enää sovellu.

Näissä tilanteissa täydellinen toimilaitteen vaihto voi tarjota luotettavamman ja pitkäjänteisemmän ratkaisun.

Mitä tulee tarkistaa ennen sähköisen venttiilitoimilaitteen päivittämistä?

Retrofit- tai päivitysprojektin tulee alkaa järjestelmällisestä teknisestä arvioinnista eikä uuden komponentin valinnasta.

1. Olemassa olevan toimilaitteen tunnistaminen

Dokumentoi valmistaja, malli, koko, sarjanumero tai muu tunnistetieto, laitteistoversio, ohjelmisto- tai firmware-versio, ohjauskokoonpano, syöttöjännite ja saatavilla oleva dokumentaatio.

2. Mekaaninen kunto

Arvioi moottori, vaihteisto, lähtömekanismi, laakerit, kotelo, mekaaniset rajakytkimet, voitelutilanne, korroosio ja yleinen mekaaninen eheys.

3. Venttiilin yhteensopivuus

Varmista venttiilityyppi, tarvittava vääntömomentti tai työntövoima, käyttöalue, liike, asennusliitäntä, venttiilivarren tai käyttöliitännän rakenne sekä venttiilin mekaaninen kunto.

4. Käyttö- ja työjaksovaatimukset

Tarkista vaadittu käyttötiheys, työjakso, käyttönopeus, vääntömomenttiprofiili, säätökäytön vaatimukset ja odotettavissa olevat tulevat käyttöolosuhteet.

5. Sähköiset vaatimukset

Tarkista jännite, taajuus, moottorin ominaisuudet, ohjausjännite, sähköiset liitännät, suojausvaatimukset ja käytettävissä oleva sähköinfrastruktuuri.

6. Ohjausarkkitehtuuri

Tarkista olemassa oleva DCS, PLC, Remote I/O, paikallisohjaus, ohjaussignaalit, takaisinkytkentäsignaalit, viestintäarkkitehtuuri ja ohjausfilosofia.

7. Viestintävaatimukset

Määritä, sisältävätkö tulevat vaatimukset digitaalisen viestinnän, väyläkommunikaation, etäkonfiguroinnin, diagnostiikan, omaisuudenhallinnan tai muita viestintätoimintoja.

8. Ympäristöolosuhteet

Arvioi ympäristön lämpötila, kosteus, korroosio, tärinä, kotelointiluokka, räjähdysvaarallisen tilan luokitus tarvittaessa sekä muut ympäristöolosuhteet.

9. Toiminnallinen turvallisuus

Jos toimilaite käyttää venttiiliä, joka liittyy turvallisuustoimintoon, ehdotettu muutos on arvioitava sovellettavien turvallisuusvaatimusten ja asiaankuuluvan elinkaaridokumentaation perusteella.

10. Pitkäaikainen tekninen tuki

Onnistuneen retrofit-ratkaisun ei pidä ratkaista vain tämänhetkistä vanhentumisongelmaa. Valitun teknologian tulee tarjota uskottava strategia tulevalle kunnossapidolle, varaosille, tekniselle tuelle ja mahdollisille uusille päivityksille.

Sähköisten toimilaitteiden modernisoinnin teolliset sovellukset

Sähköisten toimilaitteiden modernisoinnin arvo korostuu erityisesti teollisuudenaloilla, joissa laitteiden odotetaan toimivan vuosikymmeniä. Modernisoinnin mahdollisuus riippuu prosessista, toimilaitteen rakenteesta, ympäristöolosuhteista, ohjausarkkitehtuurista ja käyttövaatimuksista.

Voimalaitokset – Utility-järjestelmät

Voimalaitosten Utility-järjestelmissä käytetään usein pitkäikäisiä automaattisia venttiilejä ja toimilaitteita. Mekaaninen laitteisto voi jatkaa toimintaansa vuosia samalla kun ohjauselektroniikka, diagnostiikka ja viestintätekniikka kehittyvät useiden sukupolvien ajan.

Elinkaariarviointi voi tällöin osoittaa, onko suunniteltu kunnossapito, kunnostus, laitteistoversion päivitys, ohjelmiston modernisointi tai viestinnän päivitys tarkoituksenmukaisempi kuin täydellinen vaihto.

Voimalaitokset – Höyryjärjestelmät

Höyryjärjestelmissä voi olla pitkään käytössä olleita venttiilejä ja toimilaitteita, jotka toimivat vaativissa lämpötila- ja käyttöolosuhteissa.

Venttiili ja toimilaite tulee arvioida yhdessä huomioiden todelliset prosessiolosuhteet, käyttötiheys, ohjausvaatimukset ja ympäristövaikutukset.

Kun mekaaninen toimilaite on edelleen soveltuva, ohjaus- tai takaisinkytkentätekniikan modernisointia voidaan harkita edellyttäen, että koko sovellus täyttää edelleen tekniset vaatimukset.

Öljy ja kaasu – Pipeline Pump Stations

Putkilinjojen pumppuasemilla voi olla suuri määrä automaattisia venttiilejä, jotka pysyvät käytössä pitkään. Etäkäyttö, asennon takaisinkytkentä, ohjausjärjestelmän käytettävyys ja kunnossapidon tuki korostuvat automaatioinfrastruktuurin kehittyessä.

Nykyinen sähköinen toimilaite voi siten olla mekaanisesti edelleen käyttökelpoinen, vaikka sen ohjaus- tai viestintätekniikka olisi muodostunut tulevan käytön rajoitteeksi.

Öljy ja kaasu – Gas Compressor Stations

Gas Compressor Stations -asemilla pitkäikäinen venttiiliautomaatio voi aiheuttaa vastaavia elinkaarenhallinnan haasteita. Automaattiset sulku- ja prosessiventtiilit voivat olla edelleen mekaanisesti käyttökelpoisia, vaikka toimilaitteen ohjauselektroniikka, diagnostiikka tai viestintäarkkitehtuuri olisi vanhentunut.

Näissä sovelluksissa toimilaitteen modernisointi voi mahdollisesti ratkaista ohjauksen ja viestinnän vanhentumiseen liittyviä ongelmia ilman, että koko mekaaninen toimilaite on automaattisesti vaihdettava.

Jokaisen retrofit-ratkaisun soveltuvuus on kuitenkin varmistettava venttiilin toiminnon, käyttöolosuhteiden, ohjausfilosofian, turvallisuusvaatimusten ja sovellettavien projektistandardien perusteella.

Terästeollisuus – Korkean lämpötilan ilma- ja kaasuventtiilit sekä säätöpellit

Terästeollisuudessa venttiilit, säätöpellit, toimilaitteet ja niihin liittyvät laitteet voivat altistua korkeille lämpötiloille ja vaativille lämpöolosuhteille.

Elinkaariarvioinnissa on siksi huomioitava sekä mekaanisen laitteiston kunto että ympäristön vaikutukset sähköisiin ja elektronisiin komponentteihin.

Teknologinen päivitys on tarkoituksenmukainen vain silloin, kun toimilaite ja sen asennus soveltuvat edelleen todellisiin ympäristöolosuhteisiin. Lämpöaltistus, suojaus, saavutettavuus, kunnossapitotarpeet ja laitteen sijainti on arvioitava.

Vedenkäsittelylaitokset

Vedenkäsittelylaitoksissa käytetään usein suuria määriä automaattisia venttiilejä eri prosessivaiheissa. Pitkät laitteiden elinkaaret voivat johtaa siihen, että samassa laitoksessa on useita eri toimilaite-, ohjaus-, takaisinkytkentä- ja viestintäteknologian sukupolvia.

Modernisointi voi mahdollistaa etätilatietojen, diagnostiikan, ohjausjärjestelmäintegraation ja kunnossapidon näkyvyyden parantamisen samalla kun mekaanisesti soveltuvat toimilaitteet säilytetään.

Jätevedenkäsittelylaitokset

Jätevedenkäsittelylaitoksissa venttiiliautomaatio voi toimia vaativissa ympäristöolosuhteissa. Korroosio, kosteus, saavutettavuus ja pitkäaikainen kunnossapito ovat tärkeitä tekijöitä vanhoja toimilaitteita arvioitaessa.

Nykyisestä arkkitehtuurista riippuen modernisointi voi sisältää ohjauslaitteiston päivityksen, paremman takaisinkytkennän, diagnostiikan tai viestintäominaisuudet.

Vedenjakeluverkostot ja Telemetry-järjestelmät

Vedenjakeluverkostoissa voi olla etäkäytettäviä venttiilejä, jotka sijaitsevat laajalla maantieteellisellä alueella. Näissä järjestelmissä viestintä ja telemetria voivat olla yhtä tärkeitä kuin toimilaitteen perusmekaaninen toiminta.

Toimilaite voi edelleen toimia mekaanisesti, mutta sen integrointi moderniin telemetria-arkkitehtuuriin voi olla vaikeaa.

Kun toimilaitteen alusta tukee sitä, takaisinkytkennän, ohjauksen tai viestinnän päivitys voi pidentää asennetun laitteen käyttökelpoista elinkaarta ja samalla parantaa etävalvontaa ja käyttöä.

Öljy, kaasu ja LNG – Metering Units

Öljy-, kaasu- ja LNG-sovellusten Metering Units -yksiköissä voi olla automaattisia venttiilejä, joissa luotettava ohjaus, takaisinkytkentä, viestintä ja toiminnan eheys ovat tärkeitä.

Pitkäikäisissä asennuksissa elinkaariarvioinnin tulee määrittää, voiko nykyinen toimilaite edelleen täyttää vaaditut toiminnot kunnossapidon tai modernisoinnin avulla vai tarvitaanko uusi toimilaite.

Kaikki muutokset, jotka vaikuttavat kriittiseen mittaus- tai prosessitoimintoon, tulee arvioida sovelluksen erityisvaatimusten ja sovellettavien projektistandardien perusteella.

Sovellusmatriisi

Sähköisen toimilaitteen päivitys verrattuna täydelliseen vaihtoon

Päätöksen tulee perustua koko toimilaitteen kuntoon ja tulevaan arvoon eikä ainoastaan yhden komponentin ikään.

Selite: ✓ = mahdollisesti sopiva; △ = riippuu teknisestä arvioinnista; — = ei yleensä ensisijainen strategia.

Tekninen päätöksentekoprosessi

              OLEMASSA OLEVA SÄHKÖINEN TOIMILAITE
                              |
                              v
                     TUNNISTA LAITE
                              |
                              v
                    ARVIOI MEKAANINEN KUNTO
                              |
                     +--------+--------+
                     |                 |
                    HYVÄ            EI SOVELTUVA
                     |                 |
                     v                 v
              ARVIOI TEKNOLOGIA     KUNNOSTA /
                     |               VAIHDA
                     v
          +----------+---------+----------+
          |                    |          |
       Laitteisto          Software    Viestintä
       Revision            / Firmware   Technology
          |                    |          |
          +--------------------+----------+
                               |
                               v
                 VOIDAANKO VAADITTU TOIMINTO
                         TOTEUTTAA?
                       /              \
                     KYLLÄ             EI
                      |                 |
                      v                 v
                RETROFIT /          TÄYDELLINEN
                  PÄIVITYS             VAIHTO
                      |
                      v
             TARKISTA VENTTIILI +
              TOIMILAITE + OHJAUS
                      |
                      v
             TURVALLISUUS / YMPÄRISTÖ /
                 DOKUMENTAATIO
                      |
                      v
                TESTAUS & KÄYTTÖÖNOTTO
                      |
                      v
              PÄIVITETTY ELINKAARISUUNNITELMA

Yleisimmät virheet sähköisten toimilaitteiden modernisoinnissa

Toimilaitteen vaihtaminen vain siksi, että se on vanha

Ikä ei yksin määritä toimilaitteen jäljellä olevaa teknistä arvoa. Mekaaninen kunto ja automaatioteknologian elinkaari tulee arvioida erikseen.

Vanhentuneen elektroniikan tulkitseminen koko toimilaitteen vanhentumiseksi

Vanha ohjauskortti, firmware-versio tai viestintäliitäntä voidaan joissakin tapauksissa vaihtaa tai päivittää ilman koko mekaanisen toimilaitteen korvaamista.

Ohjelmiston oletetaan ratkaisevan kaikki vanhentumisongelmat

Ohjelmisto tai firmware ei voi luoda laitteistotoimintoja, joita olemassa oleva alusta ei tue. Laitteistorajoitukset tulee tunnistaa ennen ohjelmistopohjaisen ratkaisun valintaa.

Uuden viestinnän lisääminen ilman koko ohjausarkkitehtuurin arviointia

Viestintäpäivityksen tulee olla yhteensopiva DCS:n, PLC:n, Remote I/O:n, kyberturvallisuusvaatimusten, ohjausfilosofian, kunnossapitostrategian ja tulevan järjestelmäarkkitehtuurin kanssa.

Venttiilin unohtaminen

Toimilaitteen päivitys ei ratkaise ongelmaa, jos venttiili on mekaanisesti vaurioitunut, väärin mitoitettu, prosessiin sopimaton tai kykenemätön täyttämään vaadittuja käyttöolosuhteita.

Tulevan elinkaaren määrittelemättä jättäminen

Retrofit-ratkaisun ei pitäisi ratkaista vain tämänhetkistä ongelmaa. Valitulla teknologialla tulee olla uskottava varaosa-, tuki- ja kunnossapitostrategia jäljellä olevan käyttöiän ajaksi.

Milloin venttiili ja toimilaite kannattaa vaihtaa yhdessä?

Toimilaitteen modernisointi on teknisesti järkevää vain silloin, kun olemassa oleva venttiili soveltuu edelleen käyttökohteeseen.

Venttiilin ja toimilaitteen täydellistä vaihtoa tulee harkita, kun:

• Venttiilirunko tai trim on merkittävästi vaurioitunut tai kulunut.
• Venttiili ei enää täytä prosessin paine- tai lämpötilavaatimuksia.
• Venttiilin mitoitus ei enää vastaa prosessia.
• Vaaditut virtausominaisuudet ovat muuttuneet.
• Vuoto tai tiivistyskyky ei ole hyväksyttävällä tasolla.
• Prosessi edellyttää toisenlaista venttiilirakennetta.
• Nykyinen venttiili ei enää pysty toteuttamaan vaadittua käyttö- tai vikasietotoimintoa.
• Venttiilin mekaaninen rajapinta ei sovellu vaadittuun toimilaiteratkaisuun.

Näissä tilanteissa pelkkä toimilaitteen päivitys voi vain pidentää teknisesti soveltumattoman venttiilin käyttöikää ratkaisematta varsinaista prosessiongelmaa.

Usein kysytyt kysymykset

Voidaanko vanha sähköinen venttiilitoimilaite päivittää vaihtamisen sijaan?

Kyllä, monissa sovelluksissa. Jos mekaaninen toimilaite on edelleen soveltuva ja rajoite liittyy pääasiassa ohjauslaitteistoon, ohjelmistoon, firmwareen, diagnostiikkaan tai viestintään, retrofit- tai päivitysratkaisu voi pidentää toimilaitteen käyttökelpoista elinkaarta. Toteutettavuus riippuu toimilaitteen rakenteesta ja tuetuista päivitysvaihtoehdoista.

Voidaanko 20 vuotta vanhaa sähköistä toimilaitetta edelleen käyttää?

Mahdollisesti. Ikä ei yksin määritä soveltuvuutta. Mekaaninen kunto, vaadittu suorituskyky, ohjausteknologia, ympäristöolosuhteet, turvallisuusvaatimukset, varaosien saatavuus ja tulevat käyttövaatimukset tulee arvioida.

Voidaanko vanha toimilaitteisto päivittää uudempaan versioon?

Joillakin toimilaitealustoilla kyllä. Tuettu laitteistoversion päivitys voi mahdollistaa olemassa olevan mekaanisen toimilaitteen säilyttämisen samalla kun ohjauselektroniikka modernisoidaan. Yhteensopivuus on varmistettava kyseisen mallin ja version osalta.

Voidaanko toimilaitteen ohjelmisto tai firmware päivittää ilman laitteiston vaihtoa?

Joissakin tapauksissa. Nykyisen laitteiston tulee tukea vaadittua ohjelmisto- tai firmware-versiota. Ohjelmistopäivitys ei voi korjata laitteistorajoitteita, jotka estävät vaaditun toiminnon.

Voidaanko vanhaan sähköiseen toimilaitteeseen lisätä viestintäominaisuuksia?

Joissakin järjestelmissä viestintäominaisuuksia voidaan päivittää tuettujen laitteisto- tai ohjausalustamuutosten avulla. Toimilaitteen arkkitehtuuri, viestintäteknologia, ohjausjärjestelmä ja valmistajan tukema retrofit-polku on tarkistettava.

Milloin sähköinen toimilaite tulee vaihtaa kokonaan?

Täydellistä vaihtoa tulee harkita, kun mekaaninen kunto ei ole enää hyväksyttävä, toimilaite ei pysty täyttämään vaadittua vääntömomenttia tai suorituskykyä, tarvittavaa teknologiaa ei enää tueta, turvallisuus- tai ympäristövaatimuksia ei voida täyttää tai luotettavaa pitkäaikaista retrofit-ratkaisua ei ole saatavilla.

Edellyttääkö toimilaitteen päivitys venttiilin vaihtamista?

Ei välttämättä. Jos venttiili on edelleen mekaanisesti hyvässä kunnossa ja soveltuu prosessiin, toimilaite voidaan mahdollisesti päivittää tai vaihtaa erikseen. Venttiilin ja toimilaitteen mekaaninen rajapinta sekä kaikki toiminnalliset vaatimukset tulee kuitenkin varmistaa.

Soveltuuko toimilaitteiden modernisointi Gas Compressor Stations -asemille?

Se voi soveltua käyttökohteeseen toimilaitteesta, venttiilin toiminnosta, käyttöolosuhteista, ohjausarkkitehtuurista ja sovellettavista turvallisuusvaatimuksista riippuen. Gas Compressor Stations -asemilla voi olla pitkäikäisiä automaattisia venttiilejä, joissa ohjaus- ja viestintäteknologia kehittyy nopeammin kuin mekaaninen toimilaite.

Onko toimilaitteiden modernisointi hyödyllistä vedenjakelun telemetriajärjestelmissä?

Potentiaalisesti. Hajautetuissa vesiverkostoissa toimilaite voi olla edelleen mekaanisesti toimiva, vaikka sen ohjaus- ja viestintäominaisuudet olisivat vaikeasti integroitavissa nykyaikaisiin telemetriajärjestelmiin. Jos toimilaitteen alusta tukee sitä, takaisinkytkentää ja viestintää voidaan päivittää etävalvonnan ja käytön parantamiseksi.

Tärkeimmät tekniset johtopäätökset

• Yli 20 vuotta käytössä ollut sähköinen toimilaite ei ole automaattisesti vanhentunut laite.
• Mekaaninen käyttöikä ja automaatioteknologian käyttöikä tulee arvioida erikseen.
• Ohjauslaitteisto voidaan joissakin tapauksissa päivittää vanhasta versiosta uudempaan tuettuun versioon.
• Ohjelmisto- ja firmware-päivitykset voivat pidentää toiminnallista käyttöikää, jos nykyinen laitteisto tukee uusia vaatimuksia.
• Viestintä- ja väylätekniikka voidaan joissakin sovelluksissa modernisoida ilman koko mekaanisen toimilaitteen vaihtamista.
• Diagnostiikan ja takaisinkytkennän päivitykset voivat parantaa pitkäikäisten toimilaitteiden operatiivista arvoa.
• Täydellinen vaihto tulee kyseeseen, kun mekaanista kuntoa, suorituskykyä, turvallisuutta, yhteensopivuutta tai pitkäaikaista tukea ei voida enää ratkaista retrofitillä.
• Venttiili tulee aina arvioida ennen kuin päätetään säilyttää se ja päivittää tai vaihtaa vain toimilaite.
• Oikea elinkaaripäätös perustuu laitteen tekniseen kuntoon ja tulevaan arvoon – ei pelkästään sen ikään.

NordenFlow – laitteiden modernisointi ja elinkaaren pidentäminen

Vanhan sähköisen toimilaitteen päivittämistä tai vaihtamista koskeva päätös vaatii enemmän kuin uuden korvaavan komponentin valinnan. Teknisen arvioinnin tulee selvittää, liittyykö nykyinen rajoite mekaniikkaan, elektroniikkaan, ohjelmistoon, viestintään vai itse venttiiliin ja prosessiin.

NordenFlow tukee venttiiliautomaatiojärjestelmien elinkaariarviointeja, toimilaitteiden retrofit- ja modernisointistrategioita, ohjaus- ja instrumentointipäivityksiä, viestintäteknologian integrointia sekä korvaavien ratkaisujen teknistä arviointia sovelluksissa, joissa olemassa olevilla laitteilla voi edelleen olla merkittävää teknistä arvoa.

Tavoitteena ei ole suositella vaihtoa vain siksi, että laite on vanha. Tavoitteena on tunnistaa mikä järjestelmän osa on muutettava, mitkä olemassa olevat laitteet voidaan säilyttää ja mikä ratkaisu tarjoaa teknisesti sopivimman pitkän aikavälin elinkaaristrategian.

Tutustu NordenFlow’n Asset Modernization- ja Lifecycle Extension -ratkaisuihin

Ota yhteyttä NordenFlow’hun teknistä tukea varten