Металл өндірісіндегі бөлінген басқару архитектураларының жасырын шығындары
Металлургиялық операциялар әлемдегі ең көп энергия тұтынатын үздіксіз өндіріс орталар қатарына жатады. Болат балқыту, тазарту және прокаттау процестері үлкен көлемде электр қуатын және отын газдарын тұтынады. Алайда, нақты энергия шығыны көбінесе ескірген жабдықтардан емес, деректерді тиімді бөлісе алмайтын бөлінген басқару жүйелерінен туындайды.
Көптеген мұрагерлік металлургиялық кәсіпорындар жабдық логикасы үшін жеке PLC желілерін, ал термиялық процесті реттеу үшін DCS платформаларын пайдаланады. Бұл бөліну деректердің көрінуінде негізгі алшақтықты тудырады. Өндіріс менеджерлері балқыту, құю және прокаттау бөлімдері бойынша энергия тұтынудың синхрондалған көрсеткіштерін ала алмайды. Нәтижесінде, қалыптан тыс энергия пайдалану үлгілері ұзақ уақыт бойы анықталмай қалады.
Дәстүрлі қолмен есеп беру әдістері энергия аномалияларын анықтауда 15-тен 20 пайызға дейін кешігуге әкеледі. Сонымен қатар, бұл бөлінген архитектуралар ISO 50001 энергияны басқару жүйесінің талаптарына сәйкес келуді қамтамасыз ете алмайды. Операциялық әсер әсіресе өндірістің ең жоғары жүктемелерінде, нақты уақыттағы оңтайландыру маңызды болған кезде айтарлықтай күшейеді.
Туған платформа біріктіруі: ABB System 800xA энергия көрінісін қамтамасыз ету тәсілі
ABB System 800xA дәстүрлі PLC-DCS бөлінісін жоятын шынайы біріктірілген өнеркәсіптік автоматтандыру негізін ұсынады. Платформа дискретті логиканы үздіксіз процесс бақылауымен бір инженерлік ортада біріктіреді. Нәтижесінде инженерлер бөлек бағдарламалау құралдары, тег дерекқорлары және тарихшы жүйелерімен күресуді тоқтатады.
Архитектура арнайы қуат мониторингі функцияларын басқару қабатына тікелей енгізеді. Бұл дизайн қосымша жабдықсыз кернеу, ток, қуат коэффициенті және гармоникалық бұрмалану деректерін жоғары жиілікте жинауға мүмкіндік береді. Сонымен қатар, кіріктірілген OPC UA коммуникация стегі барлық қосылған құрылғылар арасында миллисекунд деңгейінде синхрондауды қамтамасыз етеді.
Барлық өндіріс және энергия деректері біріктірілген өнеркәсіптік ақпарат басқару жүйесіне ағады. Бұл консолидация сыртқы аралық бағдарламалық қамтамасыз етуді немесе арнайы шлюз бағдарламалауды қажет етпейді. Сонымен қатар, платформа Industry 4.0 IIoT құрылымдары мен бұлттық аналитика жол карталарымен мінсіз үйлеседі.
Жабдық деңгейінде динамикалық энергия шығындарын анықтау
Біріктірілген басқару платформасы жеке машина мен процесс кезеңдері деңгейінде егжей-тегжейлі энергия бақылауын қамтамасыз етеді. Әр өндіріс түйіні нақты энергия тұтыну байланысын алады, бұл жүйеге қалыптан тыс пайдалану үлгілерін автоматты түрде анықтауға мүмкіндік береді. Платформа пеш бірліктері, прокат станоктарының тіректері және қосалқы мотор жүйелері үшін визуалды энергия ағыны диаграммаларын жасайды.
Операторлар кіріктірілген диагностикалық құралдарды пайдаланып, орташа есеппен үш минут ішінде энергия ауытқуларының орындарын таба алады. Бұл жылдам анықтау мүмкіндігі реактивті ақауларды жоюды белсенді энергия басқаруға айналдырады. Тарихи деректер мұрағаттары энергия тұтынудың базалық деңгейін дәл орнатуға және өндіріс ауысымдары бойынша өнімділікті салыстыруға қолдау көрсетеді.
Жүйе сондай-ақ көміртегі шығарындыларын есеп беру мен нормативтік сәйкестік құжаттамасын жеңілдетеді. Энергия менеджерлері нақты уақыт кезеңдері, өндіріс науқандары немесе өнім санаттары бойынша егжей-тегжейлі тұтыну есептерін қолмен жинаусыз ала алады.
Металлургиялық қондырғылардан нақты өнімділік деректері
Швейцариялық болат прокат зауытының оңтайландыруы
Швейцариядағы болат прокаттау операциясы ABB біріктірілген платформасын динамикалық энергия жүктемесін жоспарлау үшін енгізді. Жүйе электр доғалық пештің қуат тұтынуын желінің шың және шың емес бағаларына сәйкес 15 минуттық интервалдарда реттейді. Бұл тәсіл жылдық электр энергиясы шығындарын 12 пайызға азайтып, сатып алу болжамының дәлдігін 15 пайызға арттырды. Ең бастысы, зауыт бұл үнемдеуді өндіріс өткізу қабілетін төмендетпей жүзеге асырды.
Еуропалық біріктірілген тот баспайтын болат кешені
300 MW қуатты тот баспайтын болат өндіріс кешені System 800xA-ны жанама газдарды қалпына келтіру және жану бақылауын оңтайландыру үшін қабылдады. Біріктірілген платформа толық өндіріс циклі бойынша қалдық газдарды жану көлемін 10 пайызға азайтты. Жабдықтың энергия пайдалану тиімділігі 83 пайыздан 91,5 пайызға дейін жақсарды, бұл ай сайын орташа есеппен 15 000 еуро энергия шығындарын үнемдеуге мүмкіндік берді.
JSW Steel ақылды балқыту цехын жаңарту
JSW Steel біріктірілген басқару архитектурасын қолдана отырып, шелек пешінің температураны реттеу логикасын жетілдірді. Жүйе дәстүрлі түрде көп энергияны ысырап ететін артық қыздыру мен қайталанатын қайта қыздыру циклдарын болдырмайды. Құюшының жұмыс жылдамдығы 4-тен 5 пайызға дейін артты, өнім сапасы тұрақты сақталды. Бір пештің тоннасына шаққандағы энергия тұтыну 8,7 пайызға төмендеді.
Қосымша өнімділік көрсеткіштері
Көптеген жобаларды талдау біріктірілген PLC-DCS энергия мониторингі шешімінің тұрақты оң қайтарымдар әкелетінін көрсетеді. Орташа көлемді металл зауыттары әдетте қайта жабдықтау инвестицияларын 12-15 ай ішінде қайтарып алады. Үлкен біріктірілген болат зауыттары жылдық энергия шығындарын миллиондаған еуроға дейін азайта алады. Негізгі артықшылық – пассивті энергия есептеуден белсенді шығындарды болдырмауға көшу, бұл Industry 4.0 ақылды металлургиясының негізгі стратегиялық бағыты болып табылады.
Жаңа және ескі нысандарға енгізу стратегиялары
Жаңа зауыт құрылысы
Жасыл алаң жобалары ABB System 800xA толық біріктірілген платформасын бастапқы инженерлік кезеңнен бастап енгізе алады. Бұл тәсіл балқыту, құю және прокаттау процестері үшін энергия мониторингі тегтерін алдын ала конфигурациялауға мүмкіндік береді. Инженерлер болашақ жасанды интеллект пен жетілдірілген аналитика интеграциясын ескере отырып, IIoT бұлт интерфейсінің сыйымдылығын резервтеуі тиіс.
Қолданыстағы нысанды жаңарту
Қоңыр алаңды қайта жабдықтау әдетте капиталдық шығындарды азайту үшін қолданыстағы сенсорлар мен өріс атқаруыштарын сақтайды. Жаңарту бөлінген PLC және DCS контроллерлерін ABB біріктірілген жабдығымен ауыстыруды және тарихи энергия деректерін жаңа платформаға көшіруді қамтиды. Көптеген нысандар операторлардың HMI оқытуын бір апта ішінде аяқтайды, бұл өндірістің үзілісін азайтады.
Көп нысанды кәсіпорын басқаруы
Көптеген өндіріс орындарын басқаратын корпоративтік топтар ABB Ability бұлттық өнеркәсіптік платформасы арқылы нысандарды байланыстыра алады. Бұл байланыс зауыттар арасында энергия тұтынуды салыстыру мен өнімділікті бағалауға мүмкіндік береді. Жүйе ай сайын автоматты түрде кәсіпорын деңгейіндегі энергияны оңтайландыру есептерін жасайды.
Металлургияда болжамды энергия басқаруына қарай эволюция
Металлургиялық энергияны басқару статистикалық есеп беруден болжамды басқару стратегияларына өтуін жалғастыруда. Біріктірілген PLC және DCS платформалары қазір метал өнеркәсібіндегі ақылды зауыттарды енгізудің негізгі деректер негізі болып табылады. Бұл архитектуралар жан-жақты көміртегі есептеу және ESG сәйкестік басқаруын қолдайды, өндірушілерге жаһандық көміртегі тарифтік жүйелеріне бейімделуге көмектеседі.
Болашақ даму жасанды интеллект алгоритмдерін енгізеді, олар дәстүрлі ережеге негізделген жүйелер байқамайтын нәзік энергия шығын үлгілерін анықтайды. Тарихи өндіріс деректерінде оқытылған машина оқыту модельдері пештің қуат профилі мен прокат станогының үдеу қисықтарын болжай алады. Бұл эволюция өнім сапасын сақтай отырып, өте төмен энергия шығындарын одан әрі азайтады.
Біріктірілген энергия басқару платформаларының қолдану сценарийлері
Электр доғалық пеш қуатын оңтайландыру
Электрод позициясын, трансформатор крандарын және металлолақты алдын ала қыздыруды энергия бағасы сигналдары мен өндіріс мақсаттарына сәйкес нақты уақыт режимінде синхрондау.
Қайта қыздыру пешінің жану басқаруы
Биллетті қадағалау деректерімен байланысты үздіксіз оттегі мен температура кері байланысын пайдаланып, ауа-отын қатынасын дәл реттеу.
Ыстық прокат станогының үдеуін басқару
Пештің разрядтау кестесімен үйлестірілген динамикалық мотор жылдамдығы мен моментін реттеу арқылы шың қуат сұранысы төлемдерін азайту.
Жанама газдарды тарату оңтайландыру
Құю пеші газы, кокстық пеш газы және негізгі оттегі пеш газының бірнеше тұтыну нүктелері арасында автоматты теңгерімі.
Фанг Зекай жазған, әлемдік мұнай және газ клиенттері үшін процесс автоматтандыру және басқару жүйелеріне маманданған кәсіби инженер.
