Sähkönsäästävät PLC-ohjaimet tehtaan energiatehokkuuden parantamiseksi

Kuinka energiansäästävät PLC:n Ohjaimet parantavat teollista tehokkuutta

Energiatehokkaiden PLC-ohjainten ydintoiminnot teollisessa automaatiossa

Ohjelmoitavat logiikkaohjaimet, eli PLC:t lyhyesti, auttavat vähentämään energiankulutusta, koska ne säätävät automaattisesti sen mukaan, mitä juuri nyt tapahtuu toiminnoissa. Perinteiset järjestelmät, joissa on relaatit ajatellaan usein, että ne pyörisivät koko ajan, mutta moderni ohjelmoitava logiikkakontrolleri-teknologia saa itse asiassa moottorit ja ilmanvaihtojärjestelmät toimimaan fiksummin eikä vain kovemmin. Katso esimerkiksi pullotustehtaita, joissa PLC:itä käytetään nykyään yleisesti. Ne voivat hidastaa kuljettimia, kun tuotetta ei tule paljon, mikä säästää valtavasti sähköä hiljaisina aikoina. Toinen suuri etu on se, kuinka nämä säädättävät järjestelmät huomauttavat ongelmista ajoissa. Tarkastelemalla asioita, kuten epätavallisia moottorien värähtelyjä tai oudonlaatuisia lämpökuviota, huoltotyöryhmät saavat varoituksia mahdollisista vioista jo pitkän aikaa ennen kuin mitään todella rikkoutuu. Tämä tarkoittaa vähemmän energiahukkaa ja tuotantokatkoja hätäkorjauksista johtuen.

Integrointi älykkäisiin energianhallintajärjestelmiin reaaliaikaiseen optimointiin

Energiansäästävät PLC:t toimivat kuin teollisten verkkojen ohjauskeskuksina, jotka on yhdistetty Internet of Things -verkkoon ja ne viestivät älykkäiden anturit hallita, miten teho jaetaan koneiden kesken. Esimerkiksi voidaan käyttää PLC:ää yhdessä aurinkoinvertterien ja akkujärjestelmien kanssa varmistaakseen, että uusiutuvaa energiaa käytetään ensisijaisesti silloin, kun sähkön hinta on korkein. Tällaisella järjestelyllä tehtaat voivat siirtää vähemmän tärkeitä tehtäviä aikoihin, jolloin kysyntä on matalampaa, ja silti täyttää ISO 50001 -standardin energiatehokkuusvaatimukset. Tämän menetelmän käyttöönottoon liittyvissä tehtaissa kuukausittaiset sähkölaskut laskevat usein 12–18 prosenttia pelkästään siksi, että kallaiden sähkönjaksojen aikana tapahtuvaa raskasta energiankäyttöä vähennetään ja kulutus hajautetaan tehokkaammin.

Tietojen analyysi: energiatehokkaat ohjainjärjestelmät vähentävät sähkönkulutusta jopa 30 % (IEA, 2023)

Vuonna 2022 julkaistujen tietojen mukaan Kansainvälisen energiaviraston PLC-automointijärjestelmät vähentävät teollisuuden energiakuluja kolmella keskeisellä alueella. Noin 30 % parempi energiatehokkuus johtuu näistä ohjelmoitavista logiikkakontrollereista, jotka poistavat tarpeettomat koneen toiminnot ja säätävät tehokkuustekijöitä tarkasti. Yksin G20-maissa tällaiset kontrollerit pitävät vuosittain noin 14 miljoonaa tonnia hiilidioksidia ilmakehästä pofera täsmällisen energiankäytön ansiosta tehtaissa ja tuotantolaitoksissa. Tämä osoittaa, miksi monet valmistajat siirtyvät PLC-tekniikkaan sekä kustannusten säästämiseksi että ympäristöetujen vuoksi.

Perinteisten järjestelmien modernisointi: ohjelmoitavat logiikkakontrollerit vihreiden tehtaiden kehittämisen moottorina

Ohjelmoitavat logiikkasäätimet (PLC:t) muuttavat vanhentunutta teollista infrastruktuuria joustaviksi, energiatehokkaiksi tuotantokeskuksiksi. Perinteisten järjestelmien korvaamalla älykkäillä PLC-arkkitehtuureilla valmistajat saavuttavat mitattavasti vähentyneen energiahukkaan ilman toiminnan keskeytymistä.

Vanhentuneen infrastruktuurin päivitys älykkään PLC-integraation avulla

Modernit PLC-ohjaimet ratkaisevat kolme keskeistä rajoitusta perinteisissä järjestelmissä:

Johtavat valmistajat ilmoittavat 18–22 % nopeammasta ROI:sta, kun nykyisiä ohjauspaneelit päivitetään modulaarisilla PLC-yksiköillä, joissa on OPC UA (Unified Architecture) -liitännät. Näillä päivityksillä voidaan toteuttaa vaiheittainen käyttöönotto, mikä minimoi tuotantokatkokset siirryttäessä älykkääseen automaatioon.

Tapauskoe: 40 % energianvähennys Saksalaisessa autotehtaassa PLC-ohjatulla automaatiolla

Tier 1 -autoteollisuuden toimittaja saavutti 12,7 GWh:n vuosittaisen energiansäästön integroidessaan älykkäitä PLC-yksiköitä 17 tuotantosoluun. Keskeisiä toimenpiteitä olivat:

• Dynaaminen kuorman tasaus yli 300 pneumaattiselle toimille
• Ennakoiva huoltotekniikka, joka vähensi kompressorin käyttöaikaa 28 %
• Automaattiset sammumisjärjestykset ei-tuotantotiloissa

Projekti maksoi takaisin 2,1 miljoonan euron investoinnin 14 kuukaudessa ja vähensi toisesta kategoriasta (Scope 2) ilmastonmuutosta aiheutuvat päästöt 2 400 metrisen tonnin verran.

Sovittamalla PLC-päivitykset yhteen yrityksen ESG- ja nollapäästötavoitteiden kanssa

vuoden 2023 kestävyyskartoitusten mukaan 79 % teollisuusyrityksistä asettaa nykyään PLC-modernisoinnin ensisijaiseksi tavoitteeksi ESG-strategioissaan. Energiatehokkaat ohjaimet vaikuttavat suoraan kolmeen keskeiseen mittariin:

1. Hiilijalanjäljen vähentäminen : 32 % keskimääräinen vähennys tuotantoyksikköä kohti
2. RE100-yhteensopivuus : Parannettu yhteensopivuus aurinko-/tuulimikroverkkojen kanssa
3. Kiertotalouden valmistus : 45 % pidempi laitteen käyttöikä tilaperäisten ohjauksien avulla

Kun PLC-päivityksiä yhdistetään ISO 50001 -energianhallintastandardeihin, valmistajat muuntavat automaatioparannukset järjestelmällisesti todennettavaksi kestävyyskehitykseksi.

Edistyneet PLC-teknologiat eteenpäin teollisuuden 4.0 ja älykkään energianoptimoinnin saralla

Teokohteen tehostettu adaptiivinen logiikka PLC:ssa dynaamista energianoptimointia varten

Nykyiset PLC-ohjaimet ovat tulleet älykkäämmiksi tekoälyn ansiosta, joka auttaa vähentämään energiahukkaa tehtaissa. Älykkäät koneet tarkastelevat menneiden suoritusten tietueita ja samalla tehdillä tapahtuvaa nykyistä toimintaa. Ne voivat havaita, milloin kysyntä voi yllättäen nousta tai laskea, ja säätää sähkönsiirtoa lähes välittömästi. Viime vuonna International Energy Agencyn julkaistessa äskettäisen tutkimuksen, siinä todettiin, että uudistetut PLC-järjestelmät säästävät 22–27 % energiakustannuksista erityisesti kompressoreiden ja kuljettimien osalta useimmilla valmistavilla aloilla. Mitä tämä käytännössä tarkoittaa? Tehtaat pysyvät tehokkaina, vaikka jotain menisi värähtämään tuotanto-ohjelmien yhtäkkäisissä muutoksissa tai odottamattomissa laitevikoissa. Jotkin tehtaat ovat raportoineet jatkuvan toiminnan sujuvaksi ilman huomattavia tuotannon tehon laskuja huolimatta merkittävistä häiriöistä.

PLC:täjä edistämässä reaaliaikaista energianalytiikkaa älykkäässä valmistuksessa

Teollisuuden IoT- (IIoT) antureilla ja reuna- (edge) laskentajärjestelmillä varustettuina, ohjelmoitavat logiikkapiirien (PLC) avulla saadaan yksityiskohtainen näkyvyys energiavirtoihin laite- ja alijärjestelmätasolla. Tyypillinen älykkään tehtaan käyttöönotto kerää yli 15 000 mittausarvoa tunnissa, mikä mahdollistaa käyttäjille:

• Energiaa runsaasti käyttävien prosessien tunnistamisen lämpökarttojen avulla
• Poikkeamien, kuten moottorien ylikuormitusten, havaitsemisen 1,8 sekuntia nopeammin kuin manuaalisella valvonnalla
• Ilmanvaihdon ja valaistuksen aikataulujen optimoinnin perustuen tilojen käyttöön liittyviin käyttötapoihin

Tämä tietojen läpinäkyvyys auttaa valmistajia saavuttamaan 12–18 % vuosittaiset energiasäästöt säilyttämällä samalla tuotantokapasiteetin.

Suunta: Teollisuuden energiatehokkuudessa tekoälyn ja älyjärjestelmien merkityksen kasvu

MarketsandMarketsin vuoden 2024 tutkimuksen mukaan teollisuuden ohjaimiin, joihin on integroitu tekoälyä, kohdistuva globaali kysyntä näyttää kasvavan noin 23,7 prosenttia vuosittain vuoteen 2030 asti, etenkin sen vuoksi, että hallitukset tiukentavat hiilipäästöjen valvontaa ja energian hinnat heittelevät paljon. Autoteollisuuden huipputuottajat ovat huomanneet energiakustannusten laskevan 30–40 prosenttia asennettuaan nämä älykkäät PLC-järjestelmät, jotka noudattavat energianhallintaa koskevaa ISO 50001 -standardia. Tämän teknologian vetovoima johtuu siitä, että se mahdollistaa yrityksille ympäristötavoitteiden saavuttamisen samalla kun säästetään päivittäisissä kustannuksissa. Lukujen valossa raskaiden teollisuuden aloilla saattaa olla 12,6 miljardia dollareita odottamassa käyttöönottoon, jos yritykset siirtyvät käyttämään järjestelmää.

Teollinen IoT (IIoT) ja PLC:n synergia tarkkaan energian seuraukseen ja hallintaan

Nykyiset PLC-järjestelmät yhteydessä IIoT:n kautta seuraamaan tarkasti energiankulutusta tehtaan laitteissa. Kun laitokset asennetaan anturiverkkoja käyttäen standardeja, kuten OPC UA, ne saavat reaaliaikaista tietoa siitä, kuinka paljon virtaa kukin kone todella kuluttaa. Tämä tarkoittaa tehtaanmestareille mahdollisuutta havaita, missä energiaa hukataan – ajattele kompressoreita, jotka toimivat liian kauan tai moottoreita, jotka käyttävät lisäsähköä tarpeettomasti – ja sitten asettaa automaattiset korjaukset suoraan PLC-ohjelmoinnin sisällä. Järjestelmästä tulee käytännössä oma tehokkuusvalvoja.

PLC-jen yhdistäminen uusiutuviin energialähteisiin ja älykkääseen sähköverkkoon

Edistyneet PLC-ohjaimet liittyvät nyt suoraan aurinkokenttiin, tuuliturbiineihin ja älykkäisiin sähköverkkorakenteisiin standardoitujen viestintäyhdyskäytiä käyttäen. Tämä kahdenvälinen tiedonvirta mahdollistaa tehtailla:

• Energian ostopäätösten optimoinnin verkon hinnoittelumerkkeihin perustuen
• Automaattisen siirtämisen ei-keskeisiä kuormia huipputuntien ulkopuolelle
• Aseta etusijalle paikallinen uusiutuvan energian tuotanto huippukysynnän aikana
  Tällaiset integraatiot auttavat valmistajia vähentämään fossiilisten polttoaineiden käyttöä tuotannon jatkuvuuden turvaamiseksi

Sähköverkkoon reagoivien teollisuushallien rakentaminen: kestävän tuotannon tulevaisuus

Älykkäät tehtaat ympäri maata alkavat hyödyntää ohjelmoituvaa logiikkaohjausta (PLC) sähkönkulutuksen säätämiseksi yhdessä paikallisen sähköverkon kanssa. Kun sähköä on saatavilla vähän, nämä PLC-järjestelmät vähentävät automaattisesti ei-keskeisiä toimintoja tai käynnistävät varavoimakoneita ilman ihmisen toimintaa. Ei tarvitse ketään juoksemassa kääntämässä katkaisimia kriisin aikana. Todellinen hyöty on kuitenkin enemmän kuin säästö laskuissa. Näillä automaattisilla järjestelmillä voidaan pitää koko alueen sähkön saanti vakiona silloinkin, kun tilanne kiristyy. Teollisuusalueet siis tukevat sähköverkon toimivuutta eikä pelkästään kuluta energiaa.

UKK

Mitä tarkoittaa PLC?

PLC eli ohjelmoitava logiikkasäädin on digitaalitietokone, jota käytetään elektromekaanisten prosessien automatisoinnissa, kuten tehtaan kokoonpanolinjojen laitteiden ohjauksessa.

Miten energiansäästävät PLC-ohjaimet toimivat?

Energiansäästävät PLC-ohjaimet säätävät toimintoja reaaliajassa sen mukaan, mitä tilanteessa vaaditaan, optimoivat energiankäytön ja tunnistavat tehottomuudet, jotta vähennetään hävikkiä.

Mikä on PLC:ien integroinnin hyötyjä älykkäiden energioidenhallintajärjestelmien kanssa?

PLC:ien integrointi älykkäiden energioidenhallintajärjestelmien kanssa mahdollistaa paremman tehonjakauman koneiden välillä, varmistaa ensisijaisen uusiutuvan energian käytön ja vähentää huippukustannuksia, mikä johtaa kustannusten säästöihin ja energiatehokkuuden parantumiseen.

Miten PLC-järjestelmät edistävät kestävyyttä ja ESG-tavoitteita?

PLC:t edistävät kestävyyttä ja ESG-tavoitteita vähentämällä energiankulutusta ja hiilipäästöjä, parantamalla yhteensopivuutta uusiutuvan energian kanssa ja pidentämällä laitteiden käyttöikää.