Monitorování energie od senzoru až po cloud: udržitelná výroba a úspora nákladů

GO BEYOND. Discovery #8 

Zaručení udržitelnosti a snížení spotřeby energie jsou na denním pořádku v každém odvětví. Společnost SICK AG vyvíjí od založení podniku před 75 lety senzorová řešení pro lepší životní prostředí a stanovila si za cíl snížit do roku 2030 svoje netto emise skleníkových plynů po celém světě na nulu. Tento závazek a know-how pro šetrné zacházení se zdroji a ochranu životního prostředí mají tradici i budoucnost. Dokazují to inovativní řešení pro monitorování energie na bázi chytrého snímače průtoku FTMg.

Společnost SICK již desítky let implementuje ve všech pobočkách energeticky úsporná a udržitelná opatření ve výrobě, logistice a dalších oblastech důležitých pro téma energie. Požadavky vlastních závodů jako „interních zákazníků“, ale také četné projekty realizované s externími zákazníky na základě jejich přání pravidelně generují nové nápady na produkty a řešení pro zachování zdravého a obyvatelného životního prostředí pomocí senzorů. Přitom se opětovně ukázalo, že se účinnost zdrojů a efektivita nákladů navzájem doplňují – životní prostředí a firmy tedy společně profitují z výhod. Jedním z nejnovějších příkladů je FTMg (Flow Thermal Meter for gases), u něhož firma SICK navrhla odstupňovaný koncept řešení pro monitorování stlačeného vzduchu.

FTMg: měření průtoku v pneumatických systémech

FTMg je multifunkční snímač průtoku pro nekorozivní plyny, který navíc dokáže měřit také teplotu a procesní tlak. Používá se v pneumatických systémech k měření spotřeby stlačeného vzduchu a výstupu v kWh a také k monitorování procesního tlaku. Přitom dokáže rozpoznat zvýšenou spotřebu v důsledku netěsností v pneumatické síti a pomocí cílené údržby zamezit zbytečným nákladům na energie. Data poskytovaná senzorem lze navíc použít k vyvození opatření pro snížení spotřeby energie v souladu s ISO 50001. Konkrétně se jedná např. o management zapnutí a vypnutí procesů a strojů, regulaci kompresoru nebo management špičkového zatížení. Senzor tak může významně přispět k udržitelné a energeticky účinné výrobě, která je šetrná ke zdrojům a efektivní z hlediska nákladů. To dokazují aplikace v různých závodech firmy SICK a projekty s pilotními zákazníky.

Inteligentní senzor – integrace do vašeho systému, nebo komplexní řešení?

Snímač průtoku FTMg pro měření energie v reálném čase je jedním z mnoha senzorových řešení pro pneumatické systémy, která nabízí portfolio firmy SICK. Tento senzor představuje aktuálně rozšiřitelné řešení pro monitorování stlačeného vzduchu ve třech stupních vybavení: FTMg včetně webového serveru stand-alone, jeden nebo více FTMg s komunikační bránou IIoT, např. TDC-E od firmy SICK ke zpracování a integraci dat v individuálních systémech MES, cloudových systémech nebo systémech energetického managementu a Monitoring Box jako kompletní řešení pro snímače průtoku FTMg včetně monitorovací aplikace, dashboardu s funkcí alarmu, integrace a příslušných softwarových a cloudových služeb. Důležité přitom je věnovat plnou podporu řešení, to znamená, že firma SICK je k dispozici jako kompetentní partner, který společně s uživatelem přizpůsobil, integroval a již realizoval řešení pro monitorování stlačeného vzduchu až po software a integraci.

Velké podněty k řešení monitorování energie a stlačeného vzduchu

V mnoha podnicích se stále více dostává do popředí systematický energetický management. Cílem je transparentně zaznamenávat spotřebu energie a moci tak snížit náklady na energii. Středem zájmu je stále více monitorování stlačeného vzduchu, protože stlačený vzduch je vedle elektrické energie jednou z nejčastěji používaných forem energie v průmyslu. Rozhodně patří k těm nejdražším. Monitorování spotřeby stlačeného vzduchu se proto provádí s cílem zajistit cenově výhodné a udržitelné používání této formy energie prostřednictvím efektivního provozu strojů a použití bezchybných pneumatických komponentů.

Dalším důvodem, proč se společnosti zabývají tímto tématem, je ISO 50001: Systémy energetického managementu – požadavky s návodem k použití. Tato norma nejenže pomáhá vybudovat takový systém řízení, ale je také základem pro jeho certifikaci. To je v Německu předpokladem pro částečné osvobození energeticky náročných firem od příplatku EEG (k financování podpory na energii z obnovitelných zdrojů) a pro osvobození výrobních společností od daně z elektrického proudu a energie. Pomáhá také společnostem získat finanční prostředky na investice mimo jiné do softwaru a hardwaru pro měřicí, řídicí a regulační techniku a také senzoriku, které probíhají v souvislosti se zřízením nebo aplikací systému energetického nebo environmentálního managementu.

Rozmanité skupiny zájemců o monitorování stlačeného vzduchu

O monitorování energií a stlačeného vzduchu se zajímají nejrůznější oddělení firem. Výrobní inženýři například chtějí porovnat spotřebu stlačeného vzduchu u součástí a typů zařízení. Odpovědní pracovníci výroby se zabývají otázkou, jak mohou zamezit poruchám strojů a prostojům pomocí dynamické zkoušky těsnosti během provozu a jak vysoká je možná spotřeba stlačeného vzduchu mimo výrobní dobu. Chtějí rozpoznat špičková zatížení, aby mohli například přizpůsobit regulaci kompresoru. Kladou důraz na přehledný dashboard, kde mohou vidět všechny snímače průtoku a jejich stav.

Technik údržby se zabývá identifikací hlavních spotřebičů stlačeného vzduchu, včasným informováním o překročení určitých mezních hodnot, rychlým nalezením možných úniků a samozřejmě také plánováním včasné údržby přívodu energie. Zájmy pracovníků pověřených managementem energií a životního prostředí jsou okamžitě pochopitelné již z názvu pracovní pozice – až po certifikaci podniku podle ISO 50001. Kalkulátoři nákladů a kontroloři chtějí mít co nejpodrobnější přehled o nákladech na zařízení, procesy a produkty, aby mohli přesněji vypočítat výrobní náklady a zachovat konkurenceschopnost. A jako majitel, jednatel nebo člen představenstva přirozeně chce být každý informován o možnostech úspor.

První realizace ve firmě a s pilotními zákazníky

Motivace realizovat systematické monitorování energie a stlačeného vzduchu pochází z heterogenní vnitropodnikové situace. To platí také pro první realizace, které firma SICK provedla v různých vlastních závodech. V pobočce Freiburg-Hochdorf monitoruje FTMg s TDC-E jako komunikační bránou zásobování automatizovaného montážního zařízení stlačeným vzduchem. To zaručuje nepřetržitý provoz zařízení a zajišťuje transparentnost spotřeby stlačeného vzduchu a nákladů. V závodě Reute se FTMg používají k záznamu dat na CNC stroji a na výrobní lince pro elektronické karty. Díky své multifunkčnosti je senzor vhodný nejen k monitorování stlačeného vzduchu, dokáže také měřit aktuální průtok v objemovém a hmotnostním toku i energii v kWh, tlak a teplotu a poskytovat je „live“, například pro monitorovací box. V sídle společnosti ve Waldkirchu se FTMg, integrovaný do celopodnikového monitoringu energie prostřednictvím komunikační brány IoT TDC -E, osvědčil v nepřetržitém provozu v klimatizačních skříních pro bezpečnostní laserové skenery.

Také u prvních pilotních zákazníků se používají různé fáze vybavení monitorování stlačeného vzduchu pomocí FTMg. Zejména kompletní řešení s monitorovací aplikací se setkává s velkým zájmem, například ve firmě BOCK v bavorském Postbauer-Hengu. Jako výrobce vysoce kvalitních komponentů pro kancelářské židle, sedací soupravy a automobilový průmysl zásobuje firma BOCK přímo nebo nepřímo prostřednictvím svých mezinárodních poboček velké značky příslušných průmyslových odvětví. Po podrobné analýze požadavků a technickém poradenství poskytnutém společností SICK byl společně s firmou BOCK naplánován, vypracován a instalován systém energetického managementu pro systém stlačeného vzduchu v hale. Další přidanou hodnotou bude, že lze podrobněji posoudit provozní náklady na stlačený vzduch. „Společnost SICK nám nabízí řešení šité na míru, které pokrývá vše: standardizovaný hardware, software vyvinutý speciálně pro nás i progresivní a bezpečnostně šifrovanou konektivitu až do cloudu,“ potvrzuje Christian Bock, technický ředitel Engineering/Processes ve společnosti BOCK.

Kdo se podrobněji zajímá o téma monitorování energie a speciálně monitorování stlačeného vzduchu, najde další informace v SICK white paper „Multifunkční monitorování spotřeby stlačeného vzduchu pro systémy energetického managementu dle ISO 50001:2018“.

Přečtěte si více informací

Řešení průmyslového zpracování obrazu na klíč: inspekce hrdlem láhve

Přečtěte si více informací

Condition Monitoring v energetickém zásobování: odpovědi z budoucnosti

Přečtěte si více informací

Optimalizace procesů v solárních elektrárnách – sluneční energie přeměněná na proud

Přečtěte si více informací