المتحكمات المنطقية القابلة للبرمجة، والمعروفة اختصارًا باسم PLC، تساعد في تقليل استهلاك الطاقة لأنها تقوم بالتعديل تلقائيًا بناءً على ما يحدث حاليًا في العمليات. أما الأنظمة التقليدية مع رلايات فهي تعمل باستمرار، لكن التكنولوجيا الحديثة في وحدات التحكم القابلة للبرمجة (PLC) تجعل المحركات وأنظمة التدفئة وتكييف الهواء تعمل بذكاء أكثر بدلًا من العمل بجهد أكبر. انظر إلى مصانع التعبئة حيث تُستخدم وحدات الـ PLC بشكل شائع هذه الأيام. فهي قادرة على إبطاء أحزمة النقل عندما يكون هناك كمية قليلة من المنتجات المنقولة، مما يوفّر كميات هائلة من الكهرباء خلال الفترات الأقل نشاطًا. ميزة أخرى كبيرة هي قدرة هذه الوحدات على اكتشاف المشاكل مبكرًا. من خلال مراقبة أشياء مثل الاهتزازات غير العادية في المحركات أو أنماط الحرارة الغريبة، يمكن لفرق الصيانة تلقي تحذيرات مقدّمًا حول الأعطال المحتملة قبل أن تحدث فعليًا. هذا يعني تقليل الهدر في الطاقة بسبب عمليات الإصلاح الطارئة وفترات التوقف.
وحدات الـ PLC الموفرة للطاقة تعمل كمراكز تحكم في الشبكات الصناعية المتصلة بإنترنت الأشياء، وتتواصل مع الأجهزة الذكية المستشعرات لإدارة توزيع الطاقة بين الآلات. على سبيل المثال، عندما يعمل جهاز التحكم القابل للبرمجة (PLC) مع محولات الطاقة الشمسية وأنظمة البطاريات لضمان استخدام الطاقة المتجددة أولاً خلال فترات الذروة حيث تكون أسعار الكهرباء مرتفعة. مع مثل هذا الإعداد، يمكن للمصانع نقل المهام الأقل أهمية إلى أوقات ذات طلب منخفض، مع الالتزام في نفس الوقت بمتطلبات ISO 50001 الخاصة بكفاءة الطاقة. غالبًا ما تشهد المصانع التي تتبنى هذه الطريقة انخفاضًا في فواتيرها الشهرية بنسبة تتراوح بين 12 إلى 18 بالمئة فقط لأنها تقلل من استهلاك الطاقة الكثيف خلال الفترات المرتفعة وتفصل استهلاكها بشكل أكثر ذكاءً.
| المتر | الأنظمة التقليدية | أنظمة محسنة بواسطة وحدة التحكم القابلة للبرمجة (PLC) | التحسين |
|---|---|---|---|
| متوسط استهلاك الطاقة | 850 كيلوواط ساعة/يوم | 595 كيلوواط ساعة/يوم | 30% |
| رسوم الطلب المتزايد | 4200 دولار/شهر | 2940 دولار/شهر | 30% |
| انبعاثات ثاني أكسيد الكربون | 2.5 طن/أسبوع | 1.75 طن/أسبوع | 30% |
وبحسب بيانات نشرها وكالة الطاقة الدولية السنة الماضية، فإن أنظمة أتمتة PLC تحقق وفورات كبيرة في المصروفات الصناعية من خلال التركيز على ثلاث مناطق رئيسية. إذ تأتي كفاءة أفضل بنسبة 30% تقريبًا من هذه وحدات التحكم المنطقية القابلة للبرمجة التي تلغي العمليات غير الضرورية للماكينات وتحسّن عوامل الطاقة بشكل ديناميكي. وفي دول مجموعة العشرين وحدها، تمنع هذه الوحدات دخول نحو 14 مليون طن من ثاني أكسيد الكربون إلى الغلاف الجوي كل عام بفضل التحكم الدقيق في استهلاك الطاقة في المصانع ومرافق الإنتاج. وهذا النوع من التأثير يُظهر سبب اتجاه العديد من الشركات المصنعة إلى تقنية الـ PLC من أجل تحقيق وفورات في التكاليف والمنافع البيئية على حد سواء.
تُحوِّل وحدات التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLCs) البنية الصناعية القديمة إلى مراكز إنتاج مرنة وفعالة من حيث استهلاك الطاقة. من خلال استبدال الأنظمة القديمة ببنية وحدات تحكم منطقية قابلة للبرمجة ذكية، يحقق المصنعون تقليلًا ملموسًا في هدر الطاقة مع الحفاظ على استمرارية العمليات.
تتعامل وحدات التحكم الحديثة من نوع PLC مع ثلاثة قيود رئيسية في الأنظمة القديمة:
| قيود الأنظمة القديمة | حلول PLC الحديثة |
|---|---|
| وحدات التحكم في المحركات ذات السرعة الثابتة | محركات التردد المتغير (VFDs) |
| تتبع استهلاك الطاقة يدويًا | مراقبة فورية لاستهلاك الكيلوواط/الساعة |
| جداول إنتاج ثابتة | تعديلات إنتاجية مُحسَّنة بواسطة الذكاء الاصطناعي |
تشير تقارير الشركات المصنعة الرائدة إلى تحقيق عائد على الاستثمار أسرع بنسبة 18-22٪ عند تحديث لوحات التحكم الحالية باستخدام وحدات التحكم القابلة للبرمجة المعيارية (PLCs) المزودة بخاصية الاتصال بواجهة OPC UA (الهندسة الموحّدة). تتيح هذه الترقيات تنفيذًا تدريجيًا، مما يقلل من توقف الإنتاج أثناء الانتقال إلى الأتمتة الذكية.
حقق مزوّد من الدرجة الأولى في قطاع صناعة السيارات وفراً سنوياً بلغ 12.7 جيجاواط/ساعة في استهلاك الطاقة من خلال دمج وحدات تحكم ذكية عبر 17 خلية إنتاجية. تضمنت التدخلات الرئيسية:
استرد المشروع استثماره البالغ 2.1 مليون يورو خلال 14 شهرًا، بينما خفض الانبعاثات من الفئة الثانية بمقدار 2400 طن متري.
وفقًا لاستطلاعات الاستدامة لعام 2023، فإن 79% من المؤسسات الصناعية تعطي أولوية لتحديث وحدات التحكم القابلة للبرمجة (PLC) في خطط الاستدامة الخاصة بها. تساهم وحدات التحكم الموفرة للطاقة بشكل مباشر في تحسين ثلاث مقاييس حيوية:
من خلال الجمع بين ترقية وحدات التحكم القابلة للبرمجة (PLC) ومعايير إدارة الطاقة ISO 50001، يمكن للمصنّعين تحويل تحسينات الأتمتة إلى تقدم مستدام يمكن التحقق منه.
تُعد وحدات التحكم القابلة للبرمجة (PLC) اليوم أكثر ذكاءً بفضل الذكاء الاصطناعي الذي يساعد في تقليل الهدر في الطاقة عبر المصانع. تُحلل الآلات الذكية سجلاتها السابقة للأداء إلى جانب ما يحدث في الوقت الحالي على أرض المصنع، ويمكنها اكتشاف متى قد يرتفع أو ينخفض الطلب بشكل غير متوقع، وتعديل توزيع الكهرباء تقريبًا بشكل فوري. وبحسب دراسة حديثة نشرتها وكالة الطاقة الدولية السنة الماضية، فإن أنظمة الـ PLC المُحسّنة توفر ما بين 22% و27% من تكاليف الطاقة خصيصًا للضواغط (الكومبروسرات) وخطوط النقل في معظم بيئات التصنيع. ماذا يعني ذلك عمليًا؟ يبقى المصنع كفؤًا حتى في حال حدوث تغييرات مفاجئة في جداول الإنتاج أو أعطال غير متوقعة في المعدات. وردت تقارير من بعض المصانع أنها تمكنت من الاستمرار بالعمل بسلاسة دون انخفاضات ملحوظة في الإنتاجية رغم حدوث اضطرابات كبيرة.
مع التكامل مع أجهزة استشعار إنترنت الأشياء الصناعية (IIoT) ومنصات الحوسبة الحافة، تقدم وحدات التحكم القابلة للبرمجة (PLCs) الآن رؤية مفصلة لتدفقات الطاقة على مستوى الأجهزة وأنظمة الفرعية. تقوم نماذج المصنع الذكي النموذجية بجمع أكثر من 15,000 نقطة بيانات في الساعة، مما يمكّن المشغلين من:
تساعد هذه الشفافية في البيانات الشركات المصنعة على تحقيق وفورات سنوية في استهلاك الطاقة تتراوح بين 12٪ و 18٪ مع الحفاظ على معدلات الإنتاج.
تشير أبحاث MarketsandMarkets لعام 2024 إلى أن الطلب العالمي على وحدات التحكم الصناعية المدعومة بالذكاء الاصطناعي من المرجح أن يرتفع بنسبة 23.7 في المائة سنويًا حتى عام 2030، ويرجع ذلك بشكل رئيسي إلى تشديد الحكومات في معايير الانبعاثات الكربونية وتقلب أسعار الطاقة. وقد لاحظت شركات صناعة السيارات الرائدة انخفاضًا في تكاليف الطاقة بنسبة تتراوح بين 30 إلى 40 في المائة تقريبًا بعد تركيب أنظمة تحكم منطقية قابلة للبرمجة (PLC) ذكية تتوافق مع إرشادات ISO 50001 لإدارة الطاقة. ما يجعل هذه التكنولوجيا جذابة هو أنها تتيح للشركات تحقيق أهدافها البيئية في الوقت نفسه الذي تخفض فيه المصروفات اليومية. والأرقام تروي قصة مثيرة للاهتمام أيضًا، إذ تقدر القيمة المحتملة التي يمكن تحقيقها داخل قطاعات الصناعات الثقيلة بمبلغ 12.6 مليار دولار إذا ما قام الشركات بتبني هذه التكنولوجيا.
تتصل أنظمة الـ PLC الحديثة عبر IIoT لتتبع استهلاك الطاقة بدقة في معدات المصنع. عندما تقوم المنشآت بتثبيت شبكات استشعار باستخدام معايير مثل OPC UA، فإنها تحصل على بيانات مباشرة حول كمية الطاقة التي تستهلكها كل آلة فعليًا. ما يعنيه هذا لمديري المصانع هو القدرة على اكتشاف مواطن هدر الطاقة – فكر في الضواغط التي تعمل لفترة طويلة جدًا أو المحركات التي تستهلك طاقة إضافية دون الحاجة إليها – ومن ثم إعداد إصلاحات تلقائية مباشرة من داخل برنامج الـ PLC نفسه. النظام يصبح في الأساس رقيبًا ذاتيًا على قضايا الكفاءة.
يمكن لوحدات التحكم المتقدمة في الـ PLC الآن الاتصال مباشرة بالمصفوفات الشمسية وتوربينات الرياح والبنية التحتية للشبكات الذكية من خلال بوابات اتصال قياسية. يسمح هذا التدفق الثنائي للبيانات للمصانع بـ:
بدأت المصانع الذكية في جميع أنحاء البلاد في اعتماد مناهج استجابة الطلب القائمة على وحدات التحكم القابلة للبرمجة (PLC) التي تعمل بالتوازي مع شبكات الطاقة المحلية. عندما يواجه النظام نقصًا في الكهرباء، تقوم هذه الأنظمة تلقائيًا بخفض العمليات غير الحيوية أو تشغيل مصادر الطاقة الاحتياطية من تلقاء نفسها، دون الحاجة إلى تدخل بشري لتشغيل أو إيقاف المعدات في أوقات الأزمات. الفائدة الحقيقية هنا تتجاوز مجرد تقليل تكاليف الفاتورة. تساعد هذه الأنظمة الآلية في الواقع في الحفاظ على استقرار إمدادات الطاقة في المنطقة بأكملها في الأوقات الصعبة، مما يجعل المواقع الصناعية شريكًا في الحفاظ على موثوقية الشبكة بدلًا من أن تكون مجرد مستهلك للطاقة.
وحدة التحكم القابلة للبرمجة (PLC) هي حاسوب رقمي تُستخدم لأتمتة العمليات الكهروميكانيكية، مثل التحكم في المعدات على خطوط التجميع في المصانع.
تعمل وحدات التحكم في وحدات التحكم القابلة لحفظ الطاقة من خلال تعديل العمليات في الوقت الفعلي بناءً على الظروف الحالية، وتحسين استخدام الطاقة، وتحديد حالات عدم الكفاءة لتقليل الهدر.
يسمح دمج وحدات التحكم القابلة للبرمجة مع أنظمة إدارة الطاقة الذكية بتوزيع أفضل للطاقة بين المعدات، ويضمن استخدام الطاقة المتجددة أولاً، ويقلل من رسوم الطلب الأقصى، مما يؤدي إلى تحقيق وفورات في التكاليف وتحسين كفاءة استخدام الطاقة.
تسهم وحدات التحكم القابلة للبرمجة في تحقيق الاستدامة والأهداف البيئية والاجتماعية والحوكمة (ESG) من خلال تقليل استهلاك الطاقة والانبعاثات الكربونية، وتعزيز التوافق مع الطاقة المتجددة، وتمديد عمر المعدات.
Hot News2024-09-20
2024-09-20
2024-09-20
حقوق النشر © TECKON ELECTRIC (SHANGHAI) CO., LTD Privacy policy
EN
AR
BG
HR
CS
DA
NL
FI
FR
DE
EL
IT
JA
KO
NO
PL
PT
RO
RU
ES
SV
TL
IW
ID
LV
LT
SR
SK
SL
UK
VI
SQ
ET
GL
HU
TH
TR
FA
MS
