چرا اکثر سیستمهای PLC و DCS در تطابق با ISO 50001 شکست میخورند
سیستمهای کنترل سنتی اولویت را به منطق تولید میدهند و دادههای انرژی را در نظر نمیگیرند. آنها نمیتوانند مصرف برق، بخار یا هوای فشرده را بهصورت لحظهای ثبت کنند. کنتورهای شخص ثالث باعث انحراف تجمعی دادهها به میزان ۳٪ تا ۶٪ میشوند. شبکههای انرژی جداگانه به ندرت با سیگنالهای زمان اجرای تولید همگام میشوند. بر اساس ۱۵ سال راهاندازی سایت، ۶۸٪ از کارخانههای فرآیندی در ممیزیهای ISO 50001 رد میشوند. دلیل اصلی شکست همیشه فقدان سوابق انرژی در سطح دستگاه است.
واحد اندازهگیری هوشمند امرسون: معماری سختافزاری لبه دو هستهای
امرسون از تراشههای دو هستهای لبه برای نمونهبرداری با سرعت بالا استفاده میکند. این واحد از ثبت داده با سرعت ۱۰ میلیثانیه پشتیبانی میکند که بسیار سریعتر از کنتورهای صنعتی معمولی با سرعت ۱۰۰ میلیثانیه است. همچنین دارای حافظه کش محلی بدون افت داده به مدت ۷۲ ساعت در زمان قطعی شبکه است. بنابراین، سوابق کامل انرژی برای تحلیل چرخه کامل تولید تضمین میشود. برخلاف کنتورهای عمومی، این واحد بهصورت پیشفرض با DCS امرسون Ovation و PLCهای PACSystems سازگار است. مهندسان نیازی به توسعه پروتکل ثانویه ندارند. در پروژههای واقعی، این موضوع زمان رفع اشکال مهندسی را ۴۲٪ کاهش میدهد. این واحد کاملاً با استانداردهای IEC 61850 و ISO 50001 مطابقت دارد.
بازسازی کارخانههای قدیمی بدون تغییر در کابینتها
اکثر کارخانههای قدیمی از سیستمهای کنترل قدیمی با اسلاتهای توسعه محدود استفاده میکنند. امرسون نصب جانبی بدون نیاز به تغییر سیمکشی کابینت اصلی را پشتیبانی میکند. کنتورهای شخص ثالث معمولاً به دروازههای اضافی و فضای بیشتر در کابینت نیاز دارند. در پروژههای بازسازی کارخانههای قدیمی، این واحد سرمایهگذاری کل سختافزار را ۲۸٪ کاهش میدهد. این واحد بهصورت یکپارچه با Modbus TCP، Profinet IO و EtherNet/IP ارتباط برقرار میکند. علاوه بر این، با سیستمهای پایش ارتعاش TSI امرسون نیز لینک میشود. این امر تحلیل پیوند انرژی-مکانیکی را ایجاد میکند که منحصراً در اکوسیستم اتوماسیون بومی امرسون وجود دارد.
شاخصهای کلیدی قابل اندازهگیری: از دادههای سطح تجهیزات تا صرفهجویی در انرژی
این واحد مصرف انرژی هر تجهیزات تولید را بهصورت مستقل پایش میکند. مصرف انرژی را به حالتهای برق در حال کار، آماده به کار و خطا تقسیم میکند. سیستم بهصورت خودکار گزارشهای شاخص کلیدی انرژی ساعتی، روزانه و ماهانه تولید میکند. کاربران میتوانند آلارمهای آستانه سفارشی برای افزایش غیرعادی مصرف برق تنظیم کنند. بر اساس پایگاه داده پروژههای جهانی امرسون، مزایای قابل اندازهگیری واضح است. کارخانهها مصرف انرژی واحد محصول را ۱۴٪ تا ۲۲٪ کاهش دادهاند. تیمهای عملیاتی در محل، بار کاری آمارگیری دستی انرژی را ۷۰٪ کاهش دادهاند.
دیدگاه مهندس: چرا پلتفرمهای ابری نمیتوانند دادههای میدانی نامناسب را اصلاح کنند
بسیاری از مدیران کارخانهها بیش از حد در پلتفرمهای انرژی ابری سرمایهگذاری میکنند. آنها گلوگاه دقت سختافزار اندازهگیری جلویی را نادیده میگیرند. در تجربه میدانی من، دادههای خام نامناسب تحلیل ابری را بیفایده میکند. دقت سختافزار حد بالای تمام اثرات بهینهسازی انرژی را تعیین میکند. کارخانههای هوشمند آینده کنترل انرژی را در منطق یکپارچه DCS ادغام خواهند کرد. پلتفرمهای مدیریت انرژی مستقل ظرف سه سال منسوخ خواهند شد. واحدهای اندازهگیری دقیق جلویی به اجزای استاندارد اتوماسیون تبدیل خواهند شد.
موارد صنعتی تأیید شده با دادههای عملیاتی واقعی
خط بستهبندی Colgate-Palmolive: کشف نشت ۱۶٪، صرفهجویی انرژی ۱۵٪
واحدهای امرسون هوای فشرده را در یک خط بستهبندی با سرعت بالا پایش کردند. سیستم نشتهای پنهان را که ۱۶٪ از کل مصرف هوا را تشکیل میداد، شناسایی کرد. مهندسان دادههای انرژی را با PLC اصلی مرتبط کردند تا منطق عملکرد پنوماتیک را بهینه کنند. خط تولید صرفهجویی انرژی پایدار ۱۵٪ بدون کاهش تولید را به دست آورد. پروژه با دادههای کاملاً قابل ردیابی، ممیزی ISO 50001 شخص ثالث را گذراند.
کارخانه شیمیایی تایلند: انتقال بار اوج ۱.۲ مگاوات، صرفهجویی سالانه ۴۸۰,۰۰۰ دلار
یک کارخانه بزرگ شیمیایی واحدهای امرسون را با PLCهای PACSystems تطبیق داد. سیستم بار برق لحظهای ۱۲ مخزن واکنش با توان بالا را پایش کرد. تیم ۱.۲ مگاوات بار غیر بحرانی را به دورههای برق غیر اوج منتقل کرد. کارخانه سالانه ۴۸۰,۰۰۰ دلار در هزینه برق صرفهجویی کرد بدون هیچ توقف تولیدی. دوره بازگشت سرمایه کمتر از هشت ماه بود.
We Energies: بهبود پایداری ۳۱٪، صرفهجویی ۱,۲۰۰ دلاری در نصب
یک تأمینکننده انرژی شهری در آمریکا سیستمهای اندازهگیری بخار اشباع را ارتقا داد. واحدهای هوشمند امرسون اندازهگیری جریان جرمی جبرانشده لحظهای را فراهم کردند. پروژه ۱,۲۰۰ دلار در هزینههای یکباره سیمکشی میدانی و نصب نیروی کار صرفهجویی کرد. پایداری نقطه اندازهگیری بلندمدت نسبت به کنتورهای قدیمی ۳۱٪ بهبود یافت. سیستم به مدت ۱۴ ماه بدون انحراف کالیبراسیون کار کرده است.
راهنمای استقرار برای مهندسان اتوماسیون
قبل از نصب، تستهای تطابق کامل پروتکل با DCS یا PLC موجود خود را انجام دهید. کابلهای سیگنال را از کابلهای برق جدا کنید تا از تداخل الکترومغناطیسی جلوگیری شود. کالیبراسیون دقت سختافزار را هر شش ماه یکبار انجام دهید به جای تستهای دورهای سه ماهه. سیگنالهای آلارم انرژی را با آلارمهای خطای تجهیزات در یک صفحه کنترل واحد پیوند دهید. رابطهای داده IIoT را برای ادغام آینده با پلتفرم مدیریت کربن رزرو کنید.
نتیجهگیری
واحد اندازهگیری هوشمند امرسون مشکلات دادههای انرژی جلویی را حل میکند. این واحد برای پروژههای جدید و ارتقاء اتوماسیون کارخانههای قدیمی مناسب است. به کارخانهها کمک میکند تا الزامات ممیزی ISO 50001 را با صرفهجویی قابل اندازهگیری ۱۴ تا ۲۲٪ برآورده کنند. هنگامی که با PLC و DCS بومی امرسون ترکیب شود، کنترل حلقه بسته انرژی کامل را امکانپذیر میسازد.
نوشته شده توسط سونگ مینگیوان، مهندس اتوماسیون با تخصص در PLC، DCS و برندهای بینالمللی کنترل صنعتی برای کاربردهای پتروشیمی.
