Monitorowanie energii: produkuj w sposób zrównoważony i oszczędzaj koszty

GO BEYOND. Discovery #8 

Zapewnienie zrównoważonego rozwoju i zmniejszenie zużycia energii to obecnie najpilniejsze zadania w zasadzie w każdej branży. Firma SICK AG rozwija, od 75 lat, rozwiązania oparte na czujnikach, w celu ochrony środowiska i przyjęła za cel zmniejszenie emisji gazów cieplarnianych netto do zera we wszystkich swoich lokalizacjach na świecie do 2030 roku. To zaangażowanie i know-how w zakresie ochrony zasobów oraz ochrony środowiska, mają zarówno swą tradycję, jak też przyszłość. Potwierdzają to innowacyjne rozwiązania do monitorowania energii na bazie inteligentnego przepływomierza FTMg.

Firma SICK od wielu dziesięcioleci wdraża energooszczędne i zrównoważone środki w produkcji, logistyce oraz w innych obszarach związanych z energią we wszystkich swoich lokalizacjach. Wymagania naszych własnych zakładów jako „klientów wewnętrznych”, ale także liczne projekty realizowane z klientami zewnętrznymi oraz ich potrzeby, regularnie generują nowe pomysły na produkty i rozwiązania, aby dzięki czujnikom utrzymać środowisko na poziomie przyjaznym dla życia. Wielokrotnie okazywało się przy tym, że efektywne gospodarowanie zasobami i opłacalność ekonomiczna, uzupełniają się nawzajem – w związku z czym i środowisko, i firma wspólnie czerpią korzyści. Jednym z najnowszych przykładów takiego działania jest FTMg (Flow Thermal Meter for gases), na podstawie którego firma SICK opracowała koncepcję stopniowanego rozwiązania do monitorowania sprężonego powietrza.

FTMg: pomiar przepływu w systemach pneumatycznych

FTMg to wielofunkcyjny przepływomierz gazów niekorozyjnych, który może również mierzyć temperaturę i ciśnienie procesowe. Jest on używany w systemach pneumatycznych do pomiaru zużycia sprężonego powietrza i jego podawania w kWh, a także do monitorowania ciśnienia w układzie. Czujnik ten jest przy tym w stanie rozpoznać zwiększone zużycie spowodowane nieszczelnościami w sieci pneumatycznej, a tym samym ograniczyć zbędne koszty energii, dzięki ciągłemu monitorowanu. Dane dostarczane przez czujnik można również wykorzystać do określenia działań mających na celu zmniejszenie zużycia energii zgodnie z normą ISO 50001. W szczególności są to np. zarządzanie włączaniem i wyłączaniem procesów i maszyn, sterowanie sprężarkami lub też zarządzanie obciążeniem szczytowym. Dzięki temu czujnik może wnieść istotny wkład w zrównoważoną i oszczędną pod względem zasobów, a także wydajną pod względem energetycznym i ekonomicznym produkcję. Potwierdzają to zastosowania w różnych zakładach firmy SICK, jak również realizowane wspólnie z klientami projekty pilotażowe.

Inteligentny czujnik, integracja z systemem użytkownika czy całościowe rozwiązanie?

Przepływomierz FTMg do pomiaru energii w czasie rzeczywistym, jest jednym z wielu rozwiązań przeznaczonych dla pneumatyki i oferowanych przez firmę SICK. Dzięki temu czujnikowi skalowalne rozwiązanie do monitorowania sprężonego powietrza jest obecnie dostępne w postaci trzech poziomów rozbudowy: FTMg z autonomicznym serwerem WWW, jeden lub więcej czujników FTMg z bramą IIoT, np. TDC-E firmy SICK do wstępnego przetwarzania danych oraz integracji z systemami MES wg specyfikacji klienta, chmurą lub systemami zarządzania energią, a także Monitoring Box ,jako kompletne rozwiązanie do czujników przepływu FTMg, wraz z aplikacją monitorującą, pulpitem nawigacyjnym z funkcją alarmu, możliwością integracji oraz odpowiednim oprogramowaniem i usługami w chmurze. Ważne jest przy tym, że te rozwiązania ciągle są ulepszane, co oznacza, że firma SICK służy wsparciem, jako kompetentny partner, który wraz z użytkownikiem dostosował, zintegrował i już wdrożył rozwiązania w zakresie monitorowania sprężonego powietrza za pomocą tego oprogramowania.

Impulsy zachęcające do zajmowania się monitorowaniem energii i sprężonego powietrza

W przypadku wielu firm coraz częściej na pierwszy plan wysuwa się systematyczne zarządzanie energią. Chodzi przy tym o przejrzyste rejestrowanie zużycia energii, a tym samym o możliwość obniżenia jej kosztów. Coraz częściej w centrum zainteresowania znajduje się przy tym monitorowanie sprężonego powietrza, ponieważ sprężone powietrze – obok energii elektrycznej – jest jedną z najczęściej wykorzystywanych form energii w przemyśle. Jest ono przy tym również jedną z najdroższych postaci energii. Monitorowanie zużycia sprężonego powietrza ma zatem na celu zapewnienie oszczędnego i zrównoważonego wykorzystania tej formy energii, dzięki wydajnej pracy maszyn i stosowanie działających prawidłowo komponentów pneumatycznych.

Kolejnym powodem, dla którego firmy zajmują się tym tematem, jest norma ISO 50001: Systemy zarządzania energią – Wymagania i zalecenia użytkowania. Norma ta nie tylko pomaga stworzyć taki system zarządzania, ale jest również podstawą jego certyfikacji. To zaś z kolei stanowi w wielu krajach warunek częściowego zwolnienia przedsiębiorstw energochłonnych z dopłat oraz zwolnienia przedsiębiorstw produkcyjnych z podatku od energii elektrycznej i energii. Ponadto ułatwia firmom pozyskiwanie środków finansowych na inwestycje w oprogramowanie i sprzęt do pomiaru, sterowania i regulacji, a także czujniki, które są wykorzystywane w związku z tworzeniem lub stosowaniem systemu zarządzania energią lub środowiskiem.

Zróżnicowane grupy zainteresowanych monitorowaniem sprężonego powietrza

Monitorowaniem energii i sprężonego powietrza interesuje się wiele różnych działów przedsiębiorstw. Inżynierowie produkcji chcą na przykład porównywać zużycie sprężonego powietrza przez podzespoły i typy instalacji. Kierownicy produkcji zastanawiają się, w jaki sposób mogą uniknąć awarii maszyn i przestojów dzięki dynamicznemu testowi szczelności w trakcie pracy oraz jak wysokie jest możliwe zużycie sprężonego powietrza poza czasem produkcji. Chcą oni rozpoznawać obciążenia szczytowe, aby móc na przykład dostosować sterowanie sprężarką. Ponadto doceniają również przejrzysty pulpit, na którym widzą wszystkie dane pomiarowe przepływomierza oraz ich status.

Osoba odpowiedzialna za utrzymanie sprawności technicznej jest zainteresowana identyfikacją głównych odbiorników sprężonego powietrza, informowaniem w odpowiednim czasie o przekroczeniu określonych wartości granicznych, szybkim znajdowaniem ewentualnych wycieków i oczywiście planowaniem terminowej konserwacji ciągu dostaw energii. Interesy pełnomocników ds. energii i środowiska są zrozumiałe na podstawie samej nazwy ich stanowiska – aż po certyfikację firmy zgodnie z ISO 50001. Specjaliści ds. kosztów i kontrolerzy chcą mieć szczegółowy przegląd kosztów instalacji, procesów i produktów, aby być w stanie dokładniej obliczyć koszty produkcji i zapewnić pozostanie na konkurencyjnym poziomie. A właściciel, dyrektor zarządzający lub członek zarządu, oczywiście zawsze chce otrzymywać informacje o możliwych oszczędnościach.

Pierwsze wdrożenia wewnętrzne oraz u klientów w projektach pilotażowych

Motywacja do wdrażania rozwiązań do systematycznego monitorowania energii i sprężonego powietrza jest zatem podsycana przez różnorodne czynniki wewnętrzne. Dotyczy to również pierwszych wdrożeń, które firma SICK zrealizowała już w różnych własnych zakładach. W zakładzie Freiburg-Hochdorf czujnik FTMg wykorzystuje TDC-E jako bramę IoT do monitorowania dopływu sprężonego powietrza do zautomatyzowanego systemu montażowego. Umożliwia to ciągłą pracę instalacji oraz zapewnia przejrzystość zużycia sprężonego powietrza oraz jego kosztów. W zakładzie Reute urządzenia FTMg są wykorzystywane do rejestrowania danych w maszynie CNC, jak również na linii produkcyjnej płytek obwodów drukowanych. Dzięki swojej wielofunkcyjności czujnik nadaje się nie tylko do monitorowania sprężonego powietrza – może on również mierzyć dodatkowo bieżący przepływ objętościowy i masowy, a także energię w kWh, ciśnienie i temperaturę, i przekazywać te dane na żywo, na przykład do Monitoring Box. W siedzibie firmy w Waldkirch FTMg – zintegrowany z ogólnozakładowym systemem monitorowania energii za pośrednictwem bramki IoT TDC-E – sprawdził się w ciągłej pracy w szafach klimatyzacyjnych laserowych skanerów bezpieczeństwa.

Różne poziomy rozbudowy monitorowania sprężonego powietrza za pomocą czujników FTMg są również wykorzystywane przez pierwszych klientów w ramach projektów pilotażowych. Zwłaszcza kompletne rozwiązanie wraz z aplikacją monitorującą wzbudza duże zainteresowanie m.in. w firmie BOCK w bawarskim Postbauer-Heng. Jako producent wysokiej jakości komponentów do krzeseł biurowych, mebli wypoczynkowych i dla przemysłu motoryzacyjnego, BOCK zaopatruje główne marki tej branży bezpośrednio lub pośrednio poprzez swoje międzynarodowe oddziały. Po szczegółowej analizie wymagań i doradztwie technicznym ze strony firmy SICK zaplanowano, opracowano i zamontowano w hali wspólnie z firmą BOCK system zarządzania energią do instalacji sprężonego powietrza. Dodatkową wartością dodaną będzie możliwość dokładniejszej weryfikacji kosztów eksploatacji sprężonego powietrza. „Otrzymujemy od firmy SICK dostosowane indywidualnie rozwiązanie, które obejmuje wszystko, co niezbędne: znormalizowany sprzęt, oprogramowanie opracowane specjalnie dla nas, a także przyszłościową i szyfrowaną w celu zapewnienia bezpieczeństwa łączność z chmurą” — potwierdza Christian Bock, dyrektor techniczny ds. rozwiązań inżynieryjnych/procesów w firmie BOCK.

Każdy, kto jest bardziej dogłębnie zainteresowany tematem monitorowania energii, a w szczególności monitorowania sprężonego powietrza, może znaleźć więcej informacji w artykule przeglądowym SICK – „Wielofunkcyjny monitoring zużycia sprężonego powietrza do systemów zarządzania energią wg ISO 50001:2018”.

Dowiedz się więcej

Rozwiązanie wizyjne na miarę – czyli inspekcja przez szyjkę butelki

Dowiedz się więcej

Condition Monitoring w przypadku zasilania: odpowiedzi z przyszłości

Dowiedz się więcej

Optymalizacja procesów w elektrowniach słonecznych – słońce pod prądem

Dowiedz się więcej