Energiasäästlikud PLC juhtimisseadmed rohelise tehase moderniseerimiseks

Kuidas energiasäästlikud PLC Juhtimisseadmed parandavad tööstuslikku efektiivsust

Energiasäästlike PLC juhtimisseadmete tuumamehhanismid tööstusautomaatikas

Programmjuhtimisseadmed ehk PLC-d lühendavad energiakasutust, kuna need kohanduvad automaatselt vastavalt operatsioonide hetkeolukorrale. Traditsioonilised süsteemid relled töötavad pidevalt, kuid kaasaegane PLC-tehnoloogia muudab mootorid ja kütte-, ventilatsiooni- ja õhu konditsioneeri süsteemid targemaks tööks mitte keerulisemaks. Vaadake näiteks pudelitamisvabrikuid, kus PLC-sid kasutatakse laialdaselt tänapäeval. Need võivad aeglustada voolulindi, kui toodet ei tule palju läbi, mis säästab palju elektrienergiat aeglastel perioodidel. Suur pluss on ka see, kuidas need süsteemid suudavad probleeme varakult tuvastada. Näiteks ebatavaliste mootorivõngete või imeliste soojusmustrite analüüsimise kaudu saavad hooldustöötajad hoiatusi võimalike rikete kohta juba ammu enne kui midagi tegelikult laiali laguneb. See tähendab vähem raiskatud energiat hädaolukordade kõrvaldamise ja seismise tõttu.

Tarkvarasüsteemide integreerimine nutika energiahaldusega reaalajas optimeerimiseks

Energiasäästlikud PLC-d toimivad nagu kontrollpunktid tööstusvõrkudes, mis on ühendatud asjade internetiga, suhtlemaks nutikatega andurid hallata, kuidas võimas masinate vahel jaotub. Näiteks siis, kui PLC töötab koos päikesepöördurite ja aku süsteemidega, et tagada taastuvenergia kasutamine esimesena kõrgeima elektrihinna perioodidel. Sellise seadistusega saavad tootmisettevõtted ümber tõhusid oluliseid ülesandeid madalama nõudluse ajal, järgides samas energiatõhususe ISO 50001 nõudeid. Ettevõtted, mis on seda meetodit võtnud, näevad sageli oma kuuliste arvete langemist 12–18%, lihtsalt selle tõttu, et nad vähendavad kallite perioodide järsktõusuuringuid ja levitavad oma tarbimist targemalt.

Andmete ülevaade: energiasäästlikud PLC-d vähendavad juhtimissüsteemi võimsustarvet kuni 30% (IEA, 2023)

Eelmisel aastal rahvusvahelise energiatöögrupi andmetel on PLC automaatikasüsteemidel suur mõju tööstusenergia kulude vähendamisel kolmes peamises valdkonnas. Umbes 30% parema tõhususe tagavad nendes programmeeritavate loogikakontrollerite abil liigsete masinatööde kõrvaldamine ja võimsustegurite täpne reguleerimine. Üksnes G20 riikides hoiab selline kontroll iga aastaga atmosfäär välja ligikaudu 14 miljonit tonni süsinikdioksiidi tänu täpsele energiakasutuse kontrollile tehastes ja tootmisettevõtetes. Selline mõju näitab, miks nii paljud tootjad pöörduvad PLC-tehnoloogia poole nii kulude säästmiseks kui ka keskkonnakasutegurite parandamiseks.

Vanemate süsteemide kaasaeglastamine: PLC-d rohetehasete moderniseerimise katalüsaatorid

Programmeeritavad loogikakontrollerid (PLC-d) muudavad aegunud tööstusinfrastruktuuri paindlikeks ja energiasäästlikeks tootmiskeskusteks. Vananenud süsteemide asendamisel tarkade PLC arhitektuuridega saavutavad tootjad mõõdetavaid energiakadu vähendamise, samal ajal kui toimimine jääb pidevale.

Vanastunud infrastruktuuri täiendamine tarkade PLC süsteemidega

Tänapäevased PLC kontrollerid lahendavad kolme kriitilist piirangut vananenud süsteemides:

Paremised tootajad teatavad 18–22% kiiremast ROI-st, kui asendada olemasolevad juhtimispaneelid modulaarsete PLC-dega, millel on OPC UA (Unified Architecture) ühenduvus. Need täiendused võimaldavad faasiti elluviimist, vähendades seisuaja tõ smarteri automatiseerimise üleminekul.

Juhtumiuuring: 40% energiasäästu saavutamine Saksamaa autotöotmisettevõtmisel PLC-de põhjalise automatiseerimise abil

Tier 1 autotöotmiselamitaja saavutas 12,7 GWh aastas energiasäästu, integreerides nutikad PLC-d 17 tootmissektori kaudu. Olulisemad sekkumised olid järgmised:

• Dünaamiline koormuse tasakaalustamine 300+ pneumaatilise aktuaatori jaoks
• Ennustava hoolduse algoritmid, mis vähendavad kompressori tööaega 28% võrra
• Automaatne seiskamise seeria mittetootmisajal

Projekt tasus 14 kuus tagasi 2,1 miljoni euro investeeringu eest ning vähendas Scope 2 heitkoguseid 2400 meetriku tonnini.

PLC täienduste alustamine ettevõtte ESG ja null-kasvu jätkusuutlikkuse eesmärkidega

79% tööstusettevõtetest prioriteerib nüüd PLC-moodulite täiendamist oma ESG teede kaartidel, nii et 2023. aasta jätkusuutlikkuse uuringutest selgub. Energiasäästlikud juhtimisseadmed aitavad otseselt kaasa kolmele olulisele näitajale:

1. Süsinikintensiivsuse vähenemine : 32% keskmine vähenemine tootmisühiku kohta
2. RE100 ühilduvus : Parem ühilduvus päikesepaneelide/tuuleturbiinide mikrovõrgustikuga
3. Ringmajanduse tootmine : 45% pikem seadmete eluiga seisundi järgi juhtimise kaudu

PLC täienduste sidumisel ISO 50001 energiahalduse standarditega, teisendavad tootjad süsteemselt automatiseerimise parandamise jätkusuutlikkuse edusse.

Tööstuse 4.0 ja nutika energiasäästu optimeerimist edendavad täiustatud PLC-tehnoloogiad

AI-ga toetatud adaptiivne loogika PLC-s dünaamiliseks energiasäästu optimeerimiseks

Tänapäevased PLC-d saavad tänu kunstintellektile targaiks, mis aitab vähendada energiakadu tehastes. Targa masinate tööd analüüsitakse eelmiste jõudluskirgete ja hetkel toimuva tööksjäänud olukorra põhjal. Need suudavad tuvastada, millal nõudlus võib ootamatult tõusta või langeda ning kohandavad elektrienergia jagamist peaaegu hetkeliselt. Hiljuti ilmunud rahvusvahelise energiatöögrupi eelmisel aastal avaldatud uuringu kohaselt säästavad täiustatud PLC-süsteemid energiakulusid 22% kuni 27% võrra just kompressorite ja voolikute puhul enamikes tootmisseadmetes. Mida see praktikas tähendab? Tehased jäävad ka tõhusaks, kui tootmisplaanide ootamatul muutumisel või ootamatel seadmete rikete korral kõik läheb kallale. Mõned tehased teatavad, et suutsid hoida tööd sujuvalt ilma märgatava tootlikkuse languseta ka suurte häirete korral.

PLC-d kui targa tootmise reaalajas energiasäästu analüütika võimaldajad

Tööstuslikku IoT (IIoT) sensooride ja äärepõhiste arvutusplatvormidega integreerituna pakuvad PLC-d nüüd detailset ülevannet energiavooludest seadme ja alamsüsteemi tasemel. Tüüpilise nutika tehase paigalduse käigus kogutakse tunnis üle 15 000 andmepunkti, mis võimaldab operaatoreil:

• Tuua esile energiasäästlikud protsessid soojuskaardi abil
• Tuva motori ülekoormused 1,8 sekundit kiiremini kui käsitsi jälgimisel
• Optimeeri HVAC ja valgustussüsteemide ajakavasid ruumide kasutusmustrite põhjal

See andmete läbipaistvus aitab tootjatel saavutada aastas 12–18% energiasäästu, säilitades samas tootmisvõimsust.

Trend: AI ja nutikate süsteemide kasvav roll tööstuslikus energiasäästu tagamisel

MarketsandMarkets 2024. aasta uuringu kohaselt peaks rahvusvaheline nõudlus AI-ga täiustatud tööstusjuhtimisseadmete järele tõusuma umbes 23,7 protsenti iga aastaga kuni 2030. aastani, peamiselt seetõttu, et valitsused muutuvad rangemaks seoses süsinikdioksiidi heitkogustega ja energiahindade kõikumine ei lõpe. Autotööstuse tipptasemel tegutsevad tootjad on näinud energiakulude langust 30 kuni isegi 40 protsenti pärast tarkvaraga juhitavate PLC-süsteemide paigaldamist, mis järgivad energiahalduse juhiseid ISO 50001 standardi alusel. Selle tehnoloogia atraktiivsust iseloomustab asjaolu, et ettevõtted saavad täita oma keskkonnakohustusi ja samal ajal vähendada igapäevaseid kulusid. Andmed räägivad ka ise, raskes tööstuses ootab hõivamiseks potentsiaalselt kuni 12,6 miljardit USA dollarit, kui ettevõtted otsustavad üleminekuks.

Tööstus-IoT (IIoT) ja PLC sünergia energiasäästu täpseks jälgimiseks ja juhtimiseks

Tähepäevased PLC-süsteemid ühendatakse täpse energiakasutuse jälgimiseks tehase seadmetes läbi IIoT. Kui ettevõtted paigaldavad sensorivõrgustikke OPC UA taoliste standardite kaudu, saavad nad reaalajas andmeid selle kohta, kui palju iga masin tegelikult energiat kulutab. Sellest järeldub, et tehase juhid saavad tuvastada, kus energiat raisatakse – näiteks kui kompressorid töötavad liiga kaua või tõmbavad mootorid lisajõu, kui see ei ole vajalik – ja seejärel seadistada automaatseid parandusi otse PLC programmeerimise seest. Süsteem muutub põhimõtteliselt iseenergia efektiivsuse järelevalvajaks.

PLC-de ühendamine taastuvenergia süsteemide ja nutikate võrkudega

Tänapäevased PLC kontrollerid suhtlevad otse päikesepaneelide, tuulegeneraatorite ja nutikate võrkude infrastruktuuriga standardiseeritud sideväravate kaudu. See kahepoolne andmepotlood võimaldab tehastel:

• Optimeerida energiakuplemist võrgu hinnasignaalide põhjal
• Automaatselt siirda mittekriitilisi koormi madalama huviga tundidesse
• Kasutage kõrge nõudluse perioodidel eelistusena kohapealseid taastuvenergia tootmismeetodeid
  Sellised integreerimised aitavad tootjatel vähendada fossiilkütuste kasutamist, säilitades samas tootmise tööaega.

Võrgule vastavate tehaste ehitamine: järgmine samm jätkusuutlikus tootmises

Targa tootmise tehasi üle riigi hakkavad juba kasutama PLC-põhiseid nõudluse reguleerimise lähenemisi, mis koostöös kohalike võrgutega toimivad. Kui tekib elekripuudus, vähendavad need PLC-süsteemid automaatselt mitteolulisi tootmisprotsesse või lülitavad sisse varuvooluallikad täiesti iseseisvalt. Kriisi ajal ei ole vaja, et keegi ringi jooksks ja lülitaks lülitid. Tõeline kasu on siin suurem kui lihtsalt arvete säästmine. Sellised automatiseeritud süsteemid aitavad hoopis hoida kogu piirkonna elektrivarustust stabiilsena, kui olulised on pinged. Tööstusplatsid muutuvad võrgu usaldusväärsuse hoidjateks, mitte lihtsaks energiasäästjateks.

KKK

Mis on PLC?

PLC ehk programmeeritava loogikakontrolleri abil automatiseeritakse elektromehaanilisi protsessi, näiteks masinatööd tööteljad liinidel.

Kuidas energiasäästlikud PLC-kontrollerid töötavad?

Energiasäästlikud PLC-kontrollerid reguleerivad reaalajas operatsioone vastavalt praegustele tingimustele, optimeerivad energiakasutust ja tuvastavad ebatõhusused, et vähendada raiskamist.

Millised on PLC-de targaenergia haldussüsteemidega integreerimise eelised?

PLC-de targaenergia haldussüsteemidega integreerimine võimaldab masinatel paremat elektrijaotust, tagab taastuvenergia eelise kasutamise ja vähendab tippkoormuse tasu, mis viib kulusäästu ja energiasäästu parandumiseni.

Kuidas PLC süsteemid aitavad kaasa jätkusuutlikkuse ja ESG eesmärkide saavutamisele?

PLC-d aitavad kaasa jätkusuutlikkuse ja ESG eesmärkide saavutamisele, vähendades energiatarbimist ja süsinik emissioone, parandades taastuvenergia ühilduvust ja pikendades seadmete eluiga.