Minska kommunikationen, höj industrikvaliteten
Genom att använda trådlösa nätverk och samtidigt minska kommunikationen med 90 procent kan svensk processindustri producera högre kvalitet till en lägre kostnad. Det spår doktoranden Erik Henriksson, som har testat en ny metod i praktiken.
– Tillsammans med Holmen Paper har vi styrt en pappersmaskin och våra tester visar att trådlös kommunikation tillsammans med så kallad händelsestyrd mätningsteknik minskade kommunikationsbehovet med 90 procent, utan någon försämring av papperskvaliteten, säger Erik Henriksson, doktorand på reglerteknik och i ACCESS Linnécenter.
I den moderna kablade pappersindustrin tar ett styrsystem emot flera hundra avläsningar i sekunden: När trästockarna mals till sågspån, när ligninet avlägsnas och spånen kokas till pappersmassa och slutligen när det kommer ut på andra sidan som olika papperssorter, skrivpapper, kartong, kuvertpapper mm. Dessa avläsningar används sedan för att beräkna hur produktionsprocessen ska anpassas för att uppnå bästa kvalitet. Ju fler avläsningar, desto bättre kvalitet.
Att byta ut de närmare två kilometer kabel i ett pappersbruk mot trådlösa nätverk har därför många fördelar. Produktionen blir mer flexibel och det blir billigare att utveckla kvalitet, eftersom trådlösa nätverk tillåter att man mäter fler saker till mycket lägre kostnad. Marginalkostnaden för att lägga till ytterligare ett mätvärde blir också mycket lägre och man kan lätt ändra sig.
– Man kanske har en idé som man tror kan ge bättre kvalitet. Med trådlöst blir det inte lika stort projekt att testa, eftersom man inte behöver lägga kabel utan det räcker med radiosändare på maskinen. Trådlöst gör det också möjligt att mäta helt nya aktiviteter. En trådlös sensor kan lätt sättas på maskin trots att den flyttar sig eller roterar. Det gick inte tidigare, då hade sladden gått av, förklarar Erik Henriksson.
Men övergången till trådlöst i processindustrin låter ändå vänta på sig. Utmaningarna är fortfarande många. Med alltfler mätpunkter i det trådlösa nätverket är det lätt att trafiken i näten blir överbelastade. Det finns också en problematik med att använda radioutrustning. Radiovågorna som sänds mellan den trådlösa utrustningen i fabriken kan lätt hindras när de studsar mot de stora pappersrullarna, väggar och maskiner eller absorberas av metallutrustningen.
– I dag är det så att systemen rapporterar minsta lilla händelse. Det blir lite som om man ringer till sin chef varje gång det är aktivitet, oavsett vilken typ. Då blir de lätt överbelastade och reagerar inte när det verkligen har hänt något. På samma sätt blir näten överbelastade mer fler mätpunkter. Så för att kunna dra nytta av den högre intelligensen i de trådlösa nätverken och höja kvaliteten måste avläsningarna bli mer flexibla.
Tack vare att Erik Henriksson och hans kollegor har forskat i en verklig industrimiljö i olika projekt, både tillsammans med ABB, Uppsala universitet och Holmen Paper, och tagit del av deras mätinsikter, har de kunnat identifiera problemen.
Det är med hjälp av dessa erfarenheter som Erik Henriksson i sin doktorsavhandling har byggt vidare på en ny mätmetod som befriar näten från onödig kommunikation. Metoden mäter när det behövs, är interaktiv och anpassar sig till sin omgivande miljö.
Tänkt dig att du går i centrala Stockholm. Det är massa folk. Du tittar upp för att planera vägen och går sedan rakt fram. Men så dyker folk plötsligt upp i din väg, och du måste titta upp och planera om din väg. Är det i stället fritt fram kan du lugnt gå vidare och titta ner på din mobil i handen, säger Erik Henriksson.
– Motsvarande är det med den här nya mätmetoden i en industrimiljö. Metoden ser till att utrustningen mäter ofta när det händer mycket och mindre när det är lägre aktivitet. På mindre information får man alltså fler slutsatser och kan höja kvaliteten på pappret.
För mer information, Erik Henriksson, erik.henriksson@ee.kth.se, +46-8-790 74 23.
Marie Androv
