คอนโทรลเลอร์ PLC ประหยัดพลังงานสำหรับการอัพเกรดโรงงานสีเขียว

คอนโทรลเลอร์ประหยัดพลังงาน PLC เพิ่มประสิทธิภาพการผลิตในอุตสาหกรรมได้อย่างไร

กลไกหลักของคอนโทรลเลอร์ PLC ที่มีประสิทธิภาพการใช้พลังงานสูงในระบบอัตโนมัติอุตสาหกรรม

คอนโทรลเลอร์ลอจิกโปรแกรมได้ หรือที่เรียกว่า PLCs มีบทบาทในการลดการใช้พลังงาน เนื่องจากสามารถปรับการทำงานโดยอัตโนมัติตามสถานการณ์ที่เกิดขึ้นจริงในการดำเนินงาน ระบบดั้งเดิมที่ใช้ รีเล่ ทำงานตลอดเวลา แต่เทคโนโลยี PLC ในปัจจุบันทำให้มอเตอร์และระบบปรับอากาศทำงานได้อย่างชาญฉลาดมากกว่าเดิม แทนที่จะต้องทำงานหนักเกินไป ลองดูตัวอย่างในโรงงานบรรจุขวดที่นิยมใช้ PLC ในปัจจุบัน ซึ่งสามารถปรับลดความเร็วของสายพานลำเลียงเมื่อมีปริมาณผลิตภัณฑ์ไม่มากนัก ส่งผลให้ประหยัดไฟฟ้าได้อย่างมากในช่วงเวลาที่มีการผลิตน้อย อีกหนึ่งข้อดีที่สำคัญคือ ตัวควบคุมชนิดนี้สามารถตรวจจับปัญหาแต่เนิ่ดๆ โดยการตรวจสอบสิ่งต่างๆ เช่น การสั่นของมอเตอร์ที่ผิดปกติ หรือรูปแบบความร้อนที่แปลกไป ทีมงานบำรุงรักษาจึงได้รับแจ้งเตือนเกี่ยวกับความเสียหายที่อาจเกิดขึ้นล่วงหน้า ก่อนที่ปัญหาจะเกิดขึ้นจริง ซึ่งหมายถึงการลดการสูญเสียพลังงานจากงานซ่อมฉุกเฉินและการหยุดทำงานโดยไม่จำเป็น

การผสานรวมกับระบบจัดการพลังงานอัจฉริยะเพื่อการปรับปรุงแบบเรียลไทม์

PLC ที่ช่วยประหยัดพลังงานทำหน้าที่เป็นศูนย์ควบคุมภายในเครือข่ายอุตสาหกรรมที่เชื่อมต่อกับอินเทอร์เน็ตของสรรพสิ่ง (IoT) และสามารถสื่อสารกับอุปกรณ์อัจฉริยะ เซ็นเซอร์ เพื่อจัดการการกระจายพลังงานไปยังเครื่องจักรต่าง ๆ ตัวอย่างเช่น ระบบ PLC ทำงานร่วมกับอุปกรณ์แปลงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์และระบบแบตเตอรี่ เพื่อให้มั่นใจว่าพลังงานหมุนเวียนจะถูกใช้เป็นลำดับแรกในช่วงเวลาที่ค่าไฟฟ้ามีราคาสูงที่สุด ด้วยระบบนี้ โรงงานอุตสาหกรรมสามารถปรับเปลี่ยนลำดับความสำคัญของงานที่ไม่เร่งด่วนไปยังช่วงเวลาที่มีความต้องการพลังงานต่ำลง พร้อมทั้งยังคงเป็นไปตามข้อกำหนดตามมาตรฐาน ISO 50001 ด้านประสิทธิภาพพลังงาน โรงงานที่นำวิธีการนี้ไปใช้ มักจะเห็นค่าไฟฟ้ารายเดือนลดลงระหว่าง 12 ถึง 18 เปอร์เซ็นต์ เนื่องจากการลดการใช้พลังงานหนักในช่วงเวลาที่ค่าไฟฟ้าแพง และจัดสรรการใช้พลังงานอย่างชาญฉลาดมากขึ้น

ข้อมูลเชิงลึก: ระบบ PLC ที่ประหยัดพลังงาน ช่วยลดการใช้พลังงานของระบบควบคุมได้ถึง 30% (IEA, 2023)

จากข้อมูลที่เผยแพร่โดยสำนักพลังงานระหว่างประเทศเมื่อปีที่แล้ว ระบบอัตโนมัติแบบ PLC กำลังสร้างผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อค่าใช้จ่ายพลังงานในอุตสาหกรรม เมื่อพิจารณาจากสามประเด็นหลัก ประสิทธิภาพที่ดีขึ้นประมาณ 30% มาจากการที่คอนโทรลเลอร์ลอจิกแบบโปรแกรมได้ (PLC) ช่วยตัดกระบวนการทำงานที่ไม่จำเป็นของเครื่องจักร และปรับปรุงตัวประกอบกำลังไฟฟ้าแบบเรียลไทม์ ในกลุ่มประเทศ G20 เท่านั้น คอนโทรลเลอร์เหล่านี้ช่วยป้องกันการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เข้าสู่ชั้นบรรยากาศได้ราว 14 ล้านตันต่อปี ด้วยการควบคุมการใช้พลังงานในโรงงานและสถานประกอบการอย่างแม่นยำ ผลกระทบที่เกิดขึ้นเช่นนี้จึงแสดงให้เห็นว่าเหตุใดผู้ผลิตจำนวนมากจึงหันมาใช้เทคโนโลยี PLC เพื่อประโยชน์ทั้งในแง่การประหยัดต้นทุนและสิ่งแวดล้อม

การปรับปรุงระบบเก่าให้ทันสมัย: PLC เป็นตัวเร่งการเปลี่ยนแปลงสู่โรงงานสีเขียว

คอนโทรลเลอร์ลอจิกแบบโปรแกรมได้ (PLCs) กำลังเปลี่ยนโครงสร้างพื้นฐานอุตสาหกรรมที่ล้าสมัยให้กลายเป็นศูนย์กลางการผลิตที่คล่องตัวและมีประสิทธิภาพในการใช้พลังงานสูง โดยการแทนที่ระบบเดิมด้วยสถาปัตยกรรม PLC ที่ชาญฉลาด ผู้ผลิตสามารถลดการสูญเสียพลังงานได้อย่างชัดเจน ขณะเดียวกันก็รักษาความต่อเนื่องในการดำเนินงานไว้ได้

การอัปเกรดโครงสร้างพื้นฐานที่ล้าสมัยด้วยการผสานรวม PLC ที่ชาญฉลาด

คอนโทรลเลอร์ PLC รุ่นใหม่แก้ไขข้อจำกัดหลักสามประการของระบบเดิมได้อย่างตรงจุด:

ผู้ผลิตชั้นนำรายงานว่า การติดตั้งระบบควบคุมแบบโมดูลาร์ PLC ที่รองรับการเชื่อมต่อ OPC UA (Unified Architecture) ช่วยให้เกิดผลตอบแทนการลงทุน (ROI) เร็วขึ้น 18–22% เมื่อเทียบกับการอัปเกรดแผงควบคุมเดิม โดยการอัปเกรดดังกล่าวช่วยให้สามารถดำเนินการแบบเป็นขั้นตอน ลดการหยุดชะงักในการผลิตขณะเปลี่ยนผ่านไปสู่ระบบอัตโนมัติที่ชาญฉลาดยิ่งขึ้น

กรณีศึกษา: การลดการใช้พลังงานลง 40% ที่โรงงานอุตสาหกรรมยานยนต์ในเยอรมนี ด้วยระบบอัตโนมัติที่ขับเคลื่อนด้วย PLC

ซัพพลายเออร์ระดับ Tier 1 ในอุตสาหกรรมยานยนต์ สามารถประหยัดพลังงานประจำปีได้ 12.7 ล้านกิโลวัตต์-ชั่วโมง ด้วยการติดตั้ง PLC อัจฉริยะในพื้นที่ผลิต 17 โซน หนึ่งในมาตรการสำคัญ ได้แก่

• การปรับสมดุลโหลดแบบไดนามิกสำหรับแอคทูเอเตอร์ลมอัด 300 ตัวขึ้นไป
• อัลกอริธึมการบำรุงรักษาเชิงพยากรณ์ ช่วยลดเวลาในการทำงานของเครื่องอัดอากาศลง 28%
• ลำดับขั้นตอนการปิดระบบอัตโนมัติในช่วงเวลาที่ไม่ได้ผลิต

โครงการนี้คืนทุนจากการลงทุน 2.1 ล้านยูโรภายใน 14 เดือน และช่วยลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกใน Scope 2 ลงได้ 2,400 ตันเมตริก

การสอดคล้องกันของการอัปเกรด PLC กับเป้าหมาย ESG และความยั่งยืน Net-Zero ขององค์กร

79% ของกิจการอุตสาหกรรมในปัจจุบันให้ความสำคัญกับการปรับปรุงระบบ PLC ในแผนงาน ESG ขององค์กร ตามผลสำรวจด้านความยั่งยืนปี 2023 โดยคอนโทรลเลอร์ที่ประหยัดพลังงานมีส่วนช่วยโดยตรงต่อสามตัวชี้วัดสำคัญ ได้แก่

1. การลดความเข้มข้นของคาร์บอน : ลดลงเฉลี่ย 32% ต่อหน่วยการผลิต
2. ความเข้ากันได้กับ RE100 : เพิ่มความสามารถในการใช้งานร่วมกับไมโครกริดพลังงานแสงอาทิตย์/ลม
3. การผลิตแบบหมุนเวียน : อายุการใช้งานของอุปกรณ์ยาวนานขึ้น 45% ด้วยการควบคุมตามสภาพอุปกรณ์

ด้วยการผสานการอัพเกรด PLC เข้ากับมาตรฐานการจัดการพลังงาน ISO 50001 ผู้ผลิตสามารถแปลงการปรับปรุงระบบอัตโนมัติให้เป็นความก้าวหน้าด้านความยั่งยืนที่ตรวจสอบได้

เทคโนโลยี PLC ขั้นสูงที่ขับเคลื่อนอุตสาหกรรม 4.0 และการเพิ่มประสิทธิภาพพลังงานอัจฉริยะ

ลอจิกแบบปรับตัวด้วย AI ใน PLC เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงานแบบไดนามิก

ในปัจจุบัน คอนโทรลเลอร์แบบ PLC กำลังกลายเป็นอุปกรณ์อัจฉริยะมากขึ้น ด้วยความช่วยเหลือจากปัญญาประดิษฐ์ที่ช่วยลดการสูญเสียพลังงานภายในโรงงานต่างๆ เครื่องจักรอัจฉริยะสามารถประมวลผลข้อมูลย้อนหลังร่วมกับสถานการณ์ปัจจุบันที่เกิดขึ้นบนพื้นที่การผลิตแบบเรียลไทม์ ช่วยให้สามารถคาดการณ์ช่วงเวลาที่ความต้องการอาจเพิ่มขึ้นหรือลดลงอย่างกะทันหัน และปรับการกระจายพลังงานไฟฟ้าได้เกือบจะทันที ตามรายงานล่าสุดที่เผยแพร่โดยสำนักพลังงานระหว่างประเทศเมื่อปีที่แล้วระบุว่า ระบบ PLC ที่ได้รับการอัปเกรดสามารถช่วยประหยัดค่าพลังงานได้ระหว่าง 22% ถึง 27% โดยเฉพาะในส่วนของเครื่องอัดอากาศและสายพานลำเลียงในกระบวนการผลิตส่วนใหญ่ แล้วนั่นหมายความว่าอะไรในทางปฏิบัติ? โรงงานสามารถดำเนินการได้อย่างมีประสิทธิภาพแม้ในช่วงที่เกิดความผิดปกติ เช่น การเปลี่ยนแปลงตารางการผลิตอย่างกระทันหัน หรือการเกิดขัดข้องของอุปกรณ์แบบไม่คาดคิด หลายโรงงานรายงานว่าสามารถดำเนินการต่อไปได้อย่างราบรื่น โดยไม่มีการลดลงของประสิทธิภาพการผลิตอย่างชัดเจน แม้จะเผชิญกับเหตุการณ์หยุดชะงักครั้งใหญ่

PLCs as Enablers of Real-Time Energy Analytics in Smart Manufacturing

เชื่อมต่อกับเซ็นเซอร์ Industrial IoT (IIoT) และแพลตฟอร์มการประมวลผลแบบ Edge Computing ทำให้ PLC สามารถมองเห็นข้อมูลการใช้พลังงานในระดับอุปกรณ์และระบบย่อยได้อย่างละเอียด ตัวอย่างการติดตั้งโรงงานอัจฉริยะทั่วไปสามารถรวบรวมข้อมูลมากกว่า 15,000 จุดต่อชั่วโมง ซึ่งช่วยให้ผู้ปฏิบัติงานสามารถ:

• ระบุกระบวนการทำงานที่ใช้พลังงานสูงผ่านการสร้างแผนที่ความร้อน (Heat Mapping)
• ตรวจจับความผิดปกติ เช่น มอเตอร์โอเวอร์โหลดได้เร็วกว่าการตรวจสอบด้วยตนเองถึง 1.8 วินาที
• ปรับปรุงประสิทธิภาพของระบบปรับอากาศและระบบแสงสว่างตามรูปแบบการใช้งาน

ความโปร่งใสของข้อมูลนี้ช่วยให้ผู้ผลิตสามารถประหยัดพลังงานรายปีได้ 12–18% ขณะที่ยังคงกำลังการผลิตเดิมไว้

แนวโน้ม: บทบาทที่เพิ่มขึ้นของ AI และระบบอัจฉริยะในการเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงานภาคอุตสาหกรรม

ความต้องการตัวควบคุมอุตสาหกรรมที่เพิ่มประสิทธิภาพด้วย AI ทั่วโลก คาดว่าจะเพิ่มขึ้นประมาณปีละ 23.7 เปอร์เซ็นต์ จนถึงปี 2030 ตามการวิจัยของ MarketsandMarkets ในปี 2024 โดยมีสาเหตุหลักมาจากการที่รัฐบาลต่างๆ เริ่มเข้มงวดเรื่องการปล่อยก๊าซคาร์บอน และราคาพลังงานที่ผันผวนอย่างต่อเนื่อง ผู้ผลิตรถยนต์ชั้นนำหลายรายได้เห็นค่าใช้จ่ายด้านพลังงานลดลงระหว่าง 30 ถึง 40 เปอร์เซ็นต์ เมื่อพวกเขาติดตั้งระบบ PLC อัจฉริยะที่ปฏิบัติตามแนวทาง ISO 50001 สำหรับการจัดการพลังงาน สิ่งที่ทำให้เทคโนโลยีนี้น่าสนใจคือ ช่วยให้ธุรกิจสามารถบรรลุเป้าหมายด้านสิ่งแวดล้อม พร้อมทั้งลดค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานประจำวัน ตัวเลขยังบ่งชี้เรื่องราวที่น่าสนใจเช่นกัน นั่นคือ มีเงินมูลค่าถึง 12.6 พันล้านดอลลาร์สหรัฐที่อาจได้รับจากการปรับเปลี่ยนระบบในภาคอุตสาหกรรมหนักเพียงอย่างเดียว

IoT อุตสาหกรรม (IIoT) และการทำงานร่วมกันของ PLC เพื่อการตรวจสอบและการควบคุมพลังงานในระดับละเอียด

ระบบ PLC ในปัจจุบันเชื่อมต่อผ่าน IIoT เพื่อติดตามการใช้พลังงานอย่างแม่นยำตลอดทั้งอุปกรณ์ในโรงงาน เมื่อสถานประกอบการติดตั้งเครือข่ายเซ็นเซอร์โดยใช้มาตรฐานเช่น OPC UA จะสามารถรับข้อมูลแบบเรียลไทม์เกี่ยวกับปริมาณพลังงานที่เครื่องจักรแต่ละตัวใช้จริง สิ่งที่มันหมายความว่าสำหรับผู้จัดการโรงงานก็คือสามารถตรวจสอบจุดที่พลังงานถูกสูญเสียไป เช่น เครื่องอัดอากาศที่ทำงานนานเกินไป หรือมอเตอร์ที่ใช้พลังงานเพิ่มเติมเมื่อไม่จำเป็น และจากนั้นจึงตั้งค่าการแก้ไขอัตโนมัติได้โดยตรงจากโปรแกรม PLC เอง ระบบพื้นฐานแล้วกลายเป็นผู้ควบคุมประสิทธิภาพด้วยตนเอง

การเชื่อมต่อ PLC เข้ากับระบบพลังงานหมุนเวียนและระบบกริดอัจฉริยะ

ตัวควบคุม PLC รุ่นใหม่ปัจจุบันสามารถเชื่อมต่อกับแผงโซลาร์เซลล์ กังหันลม และโครงสร้างพื้นฐานของระบบกริดอัจฉริยะผ่านเกตเวย์การสื่อสารที่เป็นมาตรฐาน กระแสข้อมูลสองทางนี้ช่วยให้โรงงานสามารถ:

• ปรับปรุงการซื้อพลังงานตามสัญญาณราคาของระบบกริด
• เปลี่ยนโหลดที่ไม่สำคัญโดยอัตโนมัติให้ไปใช้ในช่วงเวลาที่ความต้องการพลังงานต่ำ
• ให้ความสำคัญกับการผลิตพลังงานหมุนเวียนในพื้นที่จริงในช่วงเวลาที่มีความต้องการสูง
  การผนวกรวมเช่นนี้ ช่วยให้ผู้ผลิตลดการพึ่งพาเชื้อเพลิงฟอสซิล ขณะเดียวกันก็รักษาระดับการผลิตให้ไม่หยุดชะงัก

การสร้างโรงงานที่ตอบสนองต่อโครงข่ายไฟฟ้า: อนาคตของการผลิตที่ยั่งยืน

โรงงานอัจฉริยะทั่วประเทศเริ่มมีการนำวิธีการตอบสนองต่อความต้องการ (demand response) ที่ใช้ระบบ PLC มาใช้ ซึ่งทำงานร่วมกับโครงข่ายไฟฟ้าท้องถิ่น เมื่อเกิดภาวะขาดแคลนไฟฟ้า ระบบ PLC จะลดการทำงานที่ไม่สำคัญหรือเปิดใช้งานแหล่งพลังงานสำรองโดยอัตโนมัติ ไม่จำเป็นต้องมีคนวิ่งไปมาเพื่อเปลี่ยนสวิตช์ในช่วงวิกฤต ประโยชน์ที่แท้จริงนั้นเกินกว่าการประหยัดค่าไฟฟ้าเท่านั้น ระบบที่อัตโนมัติเหล่านี้ ช่วยรักษาความเสถียรของระบบไฟฟ้าทั้งภูมิภาคในช่วงเวลาที่มีความตึงเครียด ทำให้สถานประกอบการเชิงอุตสาหกรรมกลายเป็นพันธมิตรในการรักษาเสถียรภาพของโครงข่ายไฟฟ้า แทนที่จะเป็นเพียงผู้บริโภคพลังงาน

คำถามที่พบบ่อย

PLC คืออะไร?

PLC หรือ Programmable Logic Controller เป็นคอมพิวเตอร์ดิจิทัลที่ใช้สำหรับการควบคุมระบบอัตโนมัติของกระบวนการทางไฟฟ้าและเครื่องกล เช่น การควบคุมเครื่องจักรบนสายการประกอบในโรงงาน

ตัวควบคุม PLC ที่ประหยัดพลังงานทำงานอย่างไร

ตัวควบคุม PLC ที่ประหยัดพลังงานทำงานโดยการปรับการทำงานแบบเรียลไทม์ตามสภาพปัจจุบัน เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงาน และระบุจุดที่ใช้พลังงานไม่เกิดประสิทธิภาพเพื่อลดการสูญเสียพลังงาน

ประโยชน์ของการเชื่อมต่อ PLC เข้ากับระบบจัดการพลังงานอัจฉริยะคืออะไร

การเชื่อมต่อ PLC เข้ากับระบบจัดการพลังงานอัจฉริยะช่วยให้การกระจายพลังงานไปยังเครื่องจักรต่าง ๆ มีประสิทธิภาพดีขึ้น ช่วยให้ใช้พลังงานจากแหล่งพลังงานหมุนเวียนก่อน และลดค่าใช้จ่ายจากความต้องการพลังงานสูงสุด ทำให้ประหยัดค่าใช้จ่ายและเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงาน

ระบบ PLC มีส่วนช่วยในการพัฒนาความยั่งยืนและเป้าหมาย ESG อย่างไร

PLC มีส่วนช่วยในการพัฒนาความยั่งยืนและเป้าหมาย ESG โดยการลดการใช้พลังงานและการปล่อยก๊าซคาร์บอน เพิ่มความสามารถในการใช้งานร่วมกับพลังงานหมุนเวียน และยืดอายุการใช้งานของอุปกรณ์