Med hjälp av egenprogrammerad mjukvara och en handfull trådlösa sensornoder har forskare styrt en limkokare i full produktion. Försöket gjordes hos Holmens anläggning i Iggesund.

– Vi använde oss av deras regulatorsystem och parametrar men kopplade över styrningen till oss och sände sen ut styrsignalen till processen. Vi såg ingen större skillnad i limproduktionen, vilket vi inte heller skulle göra, så det gick som planerat, konstaterar Anders Ahlén, professor i signalbehandling vid Uppsala universitet.

De olika noderna placerades så att signalerna tvingades gå en omväg via minst en extra nod, så kallat multihopp. Forskarna upptäckte att signalerna vid flera tillfällen tog olika vägar. Förmodligen omdirigerades signalerna på grund av att forskarna rörde sig i rummet och skymde noderna, vilket försämrade signalstyrkan.

Forskargruppen har också genomfört försök med termiska energiskördare, det vill säga utvinning av elektricitet ur värmeskillnader.

– I en processindustri som Iggesund finns tillräckligt stora värmeskillnader för att strömförsörja sensorerna under de tidsperioder som behövs, menar Anders Ahlén.

Än så länge har man inte hunnit testa energiskördning och trådlös styrning samtidigt, utan bara var och en för sig, men forskarna tror inte att det blir något större problem.

En av fördelarna med självförsörjande sensorer i kombination med trådlösa nätverk är att materialåtgången kan minskas.

– Vi pratar miltals med kabel bara för en pappersmaskin, så det finns många miljövinster att göra. Att ”tråda in” nya sensorer kostar och tar ett tag.

Dessutom kan sensorerna och aktuatorerna organiseras i ett distribuerat system och kopplas upp mot olika molnlösningar, vilket skulle ha många fördelar jämfört med dagens centraliserade system. Med information i molnet kan operatörer på olika platser av anläggningen fånga upp felmeddelanden och vidta lämpliga åtgärder.

Men vad händer vid uppstart efter ett driftstopp om det inte finns några värmeskillnader som kan alstra ström till sensorerna?

– Det är en bra fråga och går säkert att lösa på nåt sätt, men jag har inget bra svar på det idag. Det måste finnas någon slags uppstartsprocess där energiskördarna ingår, säger Anders Ahlén.

Frågan får professorn att istället börja resonera kring återstart av stora processindustrier efter haverier eller driftstopp.

– Idag sker uppstarten mer eller mindre manuellt, men om vi fick lov att hjälpa till så tror jag att vi skulle kunna återstarta industrianläggningar mycket snabbare än vad som sker idag och spara miljoner i produktionsbortfall, säger Anders Ahlén.

Testerna som hittills utförts är gjorda på en relativt enkel process i en statisk miljö. Verkligheten är dock oftast annorlunda. Papper fastnar i maskinen och måste rensas, traverser flyttar sig och lampor som är tänkta att strömförsörja sensorer via solceller kan slockna. Det är ingenting som avskräcker.

– För en forskare som jag är det mycket mer spännande att jobba med miljöer där det händer oväntade saker. En statisk miljö är inte lika utmanande, helt enkelt. Vi kan konstatera att trådlös reglering med multihopp och routing mellan noder i snälla miljöer är fullt möjligt i kontinuerlig drift.

De sista delarna i forskningsprojektet ska falla på plats under det år som är kvar till juli 2018. Enligt avtalet har industriparten ABB rätt att försena en vetenskaplig publicering tre månader om resultaten är tillräckligt intressanta för att eventuellt söka patent. Det är vad som har skett just nu.

– Vår forskning är en del av utvecklingen mot Industrie 4.0 som alla pratar om, säger Anders Ahlén.

– Om jag får dela ut guldstjärnor så vill jag gärna göra det till Iggesund. Samarbetet har varit otroligt bra, de är intresserade av att hela tiden vara ledande på området och bidrar alltid med kreativa tankar och idéer.

Fotnot: Det omnämnda projektet är ett PiiA-projekt med Uppsala universitet, KTH, ABB och Iggesund paperboard och finansieras av Vinnova.

Jesper Gunnarsson

Artikeln tidigare införd i Process Nordic nr 6 2017