制造企业正在努力实现可持续发展，数字化转型是提高效率和减少碳足迹项目的基础。
人们一度认为，如果一家公司有足够的资本和资源长期经营下去，甚至发展壮大，那么它就是可持续的。现在，可持续性的含义已经发展到：一家公司的活动是否可以最大限度地减少对气候变化的影响，并负责任地使用资源。当然，前面的因素仍然适用，但仅仅是盈利能力还不够。
首要问题是不受限制地使用化石燃料和相关排放物，这主要是对气候变化的担忧。其它问题也延伸到了更多领域，例如过度排放、能源效率低下、过度使用水和其它稀缺资源。想要做出改变的公司往往会陷入困惑，试图了解利益相关者的需求。制造企业如何将“减少碳足迹”付诸实践？如何衡量成功与否？
01 工业可持续发展的四个重点领域
一些过程制造企业可能会探索一项重大的过程变革以摆脱碳氢化合物原料，但目前应专注于四个常见领域的改进：
- 减少蒸汽疏水阀浪费的能源；
- 监测和减少泄压阀的排放；
- 监测热交换器的效率并减少能源使用；
- 减少设施照明的能耗。
5136-DNP-PCI
这些领域的改进降低了运营成本，同时通过以下方式促进可持续发展计划：
■ 减少过程浪费；
■ 提高过程效率；
■ 减少能源消耗和由此产生的温室气体排放；
■ 减少水和空气污染；
■ 提高维护效率和设备可用性。
与可持续发展并行的是数字化转型，即整合数字化能力以提高绩效的战略。数字化转型本身并不能提高可持续性，但它为制定相关KPI，以跟踪可持续性计划的有效性提供了关键工具。
实现可持续性的第一步是确定在哪些方面改进收益最大。不幸的是，发现这些方面所需要的信息通常不是过程控制或监控的变量。实施需要从部署新的传感器开始，以监控与能耗、资产状况和其它因素相关的变量。这可能会带来问题，因为布线和系统集成的成本往往超过传感器的成本。
数字化转型技术彻底改变了局面。只需在物理设施上安装传感器，每个传感器都可以通过WirelessHART与主机系统通信，因此无需安装电缆，从而大大降低了安装成本和时间。WirelessHART网络与设施内更大的Wi-Fi和以太网无缝集成（图1），因此向主机系统（如资产管理系统）发送数据更简单、更高效。
图1：部署WirelessHART设备的能力使监控系统更易于实施。
预配置的数据分析工具可以收集原始传感器数据，对其进行处理，并通过交互式仪表板将其呈现给可靠性和维护团队。这些运营技术（OT）信息还与IT系统、云和公司网络集成。在大多数情况下，配置需求很小，不需要系统集成的帮助。这种方法是可持续发展计划的基本组成部分，也是关键的技术要素。
消除布线基础设施可以节省大量的铜、铝、钢、塑料，以及由于石油原料和金属开采所产生的材料。再加上消除了设计、运输、安装和维护所需的劳动力，WirelessHART网络与传统技术相比，成本降低了70%甚至更多。
下文所述的可持续性项目类型，可减少能源消耗、提高效率、减少排放和过程废物，同时还会带来多种效益。一些项目通过更有效的维护来延长设备寿命，也会提高安全性，减少环境和其它事故。
02 蒸汽疏水阀：减少能源浪费
蒸汽一旦做功，就会凝结成水。蒸汽疏水阀将冷凝水从新蒸汽管线中分离出来，这会降低整体能源效率，但为了保护设备，它又是必须的。疏水阀是一种自动打开和关闭以释放冷凝水的阀门。因此，所有设计都有一些活动部件。不幸的是，管线中的水垢可能会脱落并停留在容易出问题的地方，如阀座或传动机构。传统上，每年对蒸汽疏水阀系统进行检查，通常通过诊断对疏水阀状况进行分类：
■ 可见的蒸汽泄漏：主要机械故障直接浪费蒸汽；
■ 吹扫：连续将蒸汽直接排放到排水管中，浪费蒸汽；
■ 低温：卡在关闭位置，无法释放冷凝水，导致冷凝水回流，降低蒸汽质量，并可能导致破坏性水锤事件；
■ 正常工作：有效去除冷凝水。
最近的一项研究表明，在大型化学制造设施中，每年会有18%的蒸汽疏水器发生故障，导致每个故障疏水器浪费的能源成本高达16000美元。鉴于对大多数工厂来说，蒸汽都是能源预算中的一个重要项目，减少这种浪费在实现可持续发展方面效果可能是立竿见影的。
大多数疏水阀不会连续释放冷凝水。在正常条件下，如果尺寸正确，蒸汽疏水阀会间歇性打开，排出冷凝液。该动作会通过相邻管道传递噪声。安装在附近的声学发射器（图2），可以检测到周期性的声音，算法可以了解其特征活动。每个设备通过WirelessHART，将数据发送到中央分析平台，运行人员在该平台上监控所有配备有声学变送器的蒸汽疏水阀的运行情况。
