Temperature Monitoring on PID loop at Steel Process

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Introduction

ISA 100 WirelessDirect Reduction Iron (DRI) is one of the processes to reduce oxygen from iron oxide pellets for steel plant. More than 90% of DRI processes use heated LNG as process gas where PID control for temperature or interlock control is of vital importance.

 

Direct Reduction Iron

Requirement and Background

Reliable temperature measurement without frequent cable replacement is needed.

One of the major problems faced by the user is frequent replacements of cables as those gets degrade faster because of high ambient temperature and process vibrations. These cable replacements increases the operational cost as well as cost of man hours.

Solution

Temperature measurement over the radio as part of PID control loops, Interlock control loops and monitoring at DRI process were introduced. (For shaft furnace, gas reformer and other process pipes)

Highly reliable and full redundant wireless system realized this control loop application.

Two pairs of Redundant Access Point YFGW510 with a Duocast1 wireless communication were connected to a pair of Redundant Management Station YFGW410. Redundant Modbus TCP interface for non-Yokogawa DCS2 achieved stress free interoperability.

Result

The installation was completed in 2013 and the measured results for 120 temperature inputs were found satisfactory.

In dense area, out of line of sight devices up to 50m communicated successfully with less than 5% Packet Error Rate.

Benefits

  • Higher uptime of process
  • Operational cost reduction
  • Risk reduction: cable degradation, noise interference
  • Less installation costs and time: wiring, cable rack, junction box and etc.
Duocast System

Conclusion

This result proved that Yokogawa's high reliable wireless is very effective for DRI process. Deterministic routing algorism makes the communication latency shortest and fully redundant system with Duocast1 system can provide robust control loops. The High Performance "Radio Chip" embedded in these wireless devices helps to achieve High Quality Communications even in dense areas.

After 12 months or more operation, now the customer is considering expanding wireless applications in their site.

  1. Duocast: wireless redundant communication system standardized at ISA100 wirelessTM on double active access points with minimum wireless latency.
  2. The Yokogawa's CENTUM VP R5 or later supports dual-redundant network configuration with YFGW410 field wireless management station. It enables entire system full redundant. Please consult Yokogawa regional sales in case of engaging full redundant ISA100 wireless network system with 3rd party DCS.

 

Industrien

Zugehörige Produkte & Lösungen

Drahtloser Temperaturmessumformer YTA510

Der leistungsstarke Temperaturmessumformer YTA510 kann Signale von einem Thermoelement oder Widerstandsthermometer bzw. Ohm oder DC-Millivolt aufnehmen. Messumformer dieser Baureihe übermitteln nicht nur Prozessvariablen, sondern auch die Einstellparameter mithilfe von Funksignalen. Die Messumformer werden über interne Akkus gespeist. Da somit keine feste Verkabelung erforderlich ist, können Einsparungen im Hinblick auf die Installationskosten erzielt werden. Die Kommunikation basiert auf den Spezifikationen des ISA100.11a-Protokolls. 

Temperaturmessumformer YTMX580 mit mehreren Eingängen

Der YTMX580 kann Signale von bis zu 8 Messstellen wie Thermoelementen (8 Typen: K, E, J usw.) und Widerstandsthermometern (3 Typen: Pt100 usw.) aufnehmen. Anschließend wandelt er die entsprechenden Messwerte in ein Funksignal um. Darüber hinaus kann er auch Gleichspannungssignale, Widerstandssignale und Signaleingänge im Bereich von 4 bis 20 mA DC aufnehmen.

Verwaltungsstation YFGW410 für die drahtlose Feldinstrumentierung

Die Verwaltungsstation YFGW410 für die drahtlose Feldinstrumentierung fußt auf dem Standard ISA100.11a für Funkkommunikation im Bereich der industriellen Automation, der von der International Society of Automation (ISA) entwickelt wurde. Das Produkt punktet mit verschiedenen auf ISA100.11a basierenden Funktionen und kann beispielsweise als Systemmanager, Sicherheitsmanager und Gateway eingesetzt werden. In Verbindung mit dem Zugangspunkt (YFGW510) und/oder dem Medienkonverter (YFGW610) bildet die Verwaltungsstation das System für die drahtlose Feldinstrumentierung.

Zugangspunkt YFGW510/YFGW520 für die drahtlose Feldinstrumentierung

Der Zugangspunkt YFGW510/YFGW520 für die drahtlose Feldinstrumentierung fußt auf dem Standard ISA100.11a für Funkkommunikation im Bereich der industriellen Automation, der von der International Society of Automation (ISA) entwickelt wurde. Das Produkt kann basierend auf ISA als Backbone-Router eingesetzt werden. In Verbindung mit der Verwaltungsstation (YFGW410) und/oder dem Medienkonverter (YFGW610) bildet der Zugangspunkt das System für die drahtlose Feldinstrumentierung.

Drahtlose Feldinstrumentierung

Drahtloslösungen zeichnen sich durch ihre flexiblen Einsatzmöglichkeiten aus. Der Investitionsaufwand für die eigentliche Infrastruktur ist geringer. Dennoch können auf diese Weise deutlich wertvollere Einblicke in den Anlagenbetrieb gewonnen werden.

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