從感測器到雲端的能源監控:可持續生產並節約成本

Aug 4, 2021

GO BEYOND. Discovery #8 

確保可持續發展、降低能耗在任何一個行業都能算得上是當務之急。從75年前公司創辦以來,SICK AG一直致力於研發改善環境的感測器解決方案,并確立了到2030年前將集團在全球範圍內的溫室氣體净排放量降至零的目標。集團積極參與環保,並掌握了節約資源與環境保護的扎實知識,不僅是源自傳統的傳承,更是為了應對未來的挑戰。這一點在以智慧型FTMg流量感測器為基礎打造的能源監控創新解決方案上得到了充分體現。

For decades, SICK has been implementing sustainable and energy-saving measures in production, logistics, and other energy-relevant areas at all its sites.
For decades, SICK has been implementing sustainable and energy-saving measures in production, logistics, and other energy-relevant areas at all its sites.

數十年來,SICK在所有基地的生產、物流及其他與能源相關的部門堅持推行節能且可持續發展的措施。集團旗下的工廠作為「內部客戶」提出了各項要求,同時與外部客戶開展了為數衆多的專案,這些客戶也有各自的需求——在以上因素的激發下,不斷湧現出藉助感測器打造宜居環境的產品與解決方案的新創意。在此過程中,我們一再發現,資源利用效率與成本效益是相輔相成的——亦即共同造福環境與企業。FTMg(熱式氣體流量感測器)就是這方面最近的一個範例,SICK圍繞其設計了一套壓縮空氣監控的分級解決方案。

 

FTMg:氣動系統中的流量量測

FTMg是針對非腐蝕性氣體的多功能流量感測器,另外還可以量測溫度與流程壓力。此感測器用於氣動系統中,可量測壓縮空氣的消耗量,並以kWh為單位輸出,同時還能監控流程壓力。它能夠辨識因氣動系統網路洩漏而產生的多餘消耗,從而進行有針對性的維護,以免支出不必要的能源費用。此外,感測器提供的資料還可用於根據ISO 50001標準制定降低能耗的措施。例如,具體説來,此類措施包括流程與機器的開關管理、壓縮機控制,以及峰值負荷管理。由此,此款感測器為實現可持續、節約資源、且高能效、低成本的生產做出了重要貢獻。這一點得到了SICK各大工廠的應用及與試點客戶聯合開展的專案的印證。

Digital Services for Integration
針對感測器與機器的連續狀態監測
SICK Monitoring Box
流量感測器
附能源量測的流量感測器
FTMg

 

是作為智慧型感測器、整合至您的系統,還是整體解決方案?

用於及時能源量測的FTMg流量感測器是SICK的產品組合中包含的諸多針對氣動系統的感測器解決方案之一。目前此款感測器提供了一套可擴展的壓縮空氣監控解決方案,共有三個擴展級別:一是包含Web伺服器的獨立式FTMg;二是一個或多個FTMg搭配一個工業物聯網閘道器(如SICK的TDC-E),此閘道器用於資料預處理,以及將資料整合至客製化MES、雲端或能源管理系統;三是Monitoring Box,作為FTMg流量感測器的整體解決方案,包括Monitoring App、具有警報功能的控制面板、整合功能,以及相應的軟體與雲端服務。其中關鍵在於:這些解決方案「具有生命力」,亦即:SICK承擔著專業合作夥伴的角色,將與使用者一起調整、整合並實施壓縮空氣監控解決方案及相關軟體。

The Monitoring Box as a complete solution for FTMg flow sensors
The Monitoring Box as a complete solution for FTMg flow sensors

 

研究能源與壓縮空氣監控的强烈動因

許多企業越來越重視系統性的能源管理。其目的是透明地瞭解具體能耗,從而降低能源費用。這當中,壓縮空氣監控越來越成為關注的焦點,因為壓縮空氣屬於除電能之外,工業企業最經常使用的能源形式——當然肯定也是最貴的之一。因此,進行壓縮空氣消耗量監控的目的在於,透過高效的機器運作、使用完好無損的氣動系統元件,確保低成本、可持續地使用這種能源形式。

The FTMg flow sensor for real-time energy measurement is one of several sensor solutions for pneumatic systems in the SICK product range.
The FTMg flow sensor for real-time energy measurement is one of several sensor solutions for pneumatic systems in the SICK product range.

 

各企業深入研究這個主題的另一個原因,就在於ISO 50001標準:能源管理系統 – 要求及應用指南。此項標準不僅有助於建立此類管理系統,而且還構成了系統認證的基礎。而在德國,獲得認證又是高耗能企業部分免除《德國可再生能源法》規定的再分配費用、以及生產企業減免電力稅及能源稅的先決條件。此外,此項標準還能幫助企業獲得在建立或應用能源或環境管理系統過程中,對量測、控制及調節裝置的軟硬體等開展投資的補助金。

 

關注壓縮空氣監控的多個目標群體

不同的企業部門都對能源與壓縮空氣監控有興趣。例如,生產工程師想要比較各個裝置及設備型號的壓縮空氣消耗量。生產負責人一直想要解決如何在運作過程中透過動態洩漏檢測避免機器故障及停機時間,以及在生產時間之外可能的壓縮空氣消耗量有多高的問題。他們希望辨識出峰值負荷,以便能夠調整壓縮機控制系統等。此外,他們還十分重視擁有一目瞭然的控制面板,希望在上面能夠查看所有流量感測器及其狀態。

而維護人員關注的則是識別出主要的壓縮空氣耗用裝置,及時收到超出特定極限值的通知,快速找到可能的洩漏部位,以及規劃對能源輸送系統的及時維護。至於能源及環境專員,從職位名稱上,我們不難理解其關注的內容——其最終目的是要幫助企業獲得ISO 50001認證。成本計算員與內控人員想要獲得盡可能詳細的設備、流程、產品的成本概覽,以便能夠更加準確地計算生產成本,保持企業競爭力。而企業主、總經理或董事則始終希望瞭解存在哪些可能的省錢手段。

In many companies, systematic energy management is increasingly taking center stage.
In many companies, systematic energy management is increasingly taking center stage.

 

公司內部以及與試點客戶的首批應用

人們之所以要實施系統性的能源與壓縮空氣監控,出發點是來自企業內部各種不同的複雜局面。SICK在旗下多家工廠落實的首批應用也是如此。弗萊堡霍赫多夫生產基地使用了一台配備TDC-E作為閘道器的FTMg,負責監控一台自動化安裝設備的壓縮空氣供給。由此確保設備持續運作,並充分瞭解壓縮空氣消耗量及費用。在羅伊特工廠,將FTMg用於數控機床及印刷電路板生產缐的資料採集。此感測器由於功能多樣,不僅適合用於壓縮空氣監控——並且除了用體積或質量流量表示當前流量、以及用kWh表示能耗外,它還可以量測壓力與溫度,並及時提供給Monitoring Box等。在瓦爾德基爾希公司總部,FTMg經由物聯網閘道器TDC-E整合至全工廠的能源監控系統內,在安全區域雷射掃描器的空調箱內經受住了持續運作的考驗,證明了自己的實力。

首批試點客戶同樣也使用了包含FTMg的壓縮空氣監控的各種擴展等級。尤其是配備Monitoring App的整體解決方案受到了廣汎關注,其中以位於巴伐利亞波斯特鮑爾亨的BOCK公司為代表。作為辦公椅、客廳家具及汽車行業高品質元件的製造商,BOCK在其遍佈全球的生產基地直接或間接為相關行業的知名品牌供貨。SICK在經過深入的需求分析並提供技術諮詢後,與BOCK共同設計、研發了壓縮空氣系統的能源管理系統,並在一個車間內實施安裝。這樣做帶來了一個額外的附加價值,即能夠更加準確地查看壓縮空氣的運作成本。「我們從SICK獲得了一項量身打造的全方位解決方案:其中包含標準化硬體、專門為我們開發的軟體,以及先進且安全加密的雲端連接。」BOCK公司工程設計/流程部技術經理Christian Bock證實道。

如果您想深入瞭解能源監控、尤其是壓縮空氣監控的主題,請參閲SICK白皮書《根據ISO 50001:2018標準進行能源管理系統壓縮空氣消耗量的多功能監控》獲取其他資訊。

 

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