W sercu każdego ekosystemu zakładu produkcyjnego znajduje się koncepcja zarządzania energią, która jest głównym priorytetem dla zakładów produkcyjnych i przetwórczych na całym świecie. Co więcej, ponieważ zrównoważony rozwój energetyczny jest coraz ważniejszy dla firm, istnieje realna potrzeba znalezienia rozwiązań, które zmniejszą straty energii i ograniczą emisję dwutlenku węgla. Jedną z coraz bardziej kluczowych strategii zmniejszania zużycia energii przez maszyny i procesy jest lepsze zarządzanie sprężonym powietrzem.
Andy Still, Menadżer ds. projektów przemysłowych, Energia, Europa
STYCZEŃ 2024
Obecnie zarządzanie sprężonym powietrzem jest założeniem cyfrowym i bezprzewodowym. Najnowsze zdecentralizowane moduły cyfrowe obsługują wiele protokołów Fieldbus i zapewniają bezpośrednie połączenie z OPC UA w celu otwartej komunikacji danych, dzięki czemu dostęp do oszczędności energii jest łatwiejszy niż kiedykolwiek.
A jednak dzięki przemyślanemu doborowi technologii dostępnych jest wiele dodatkowych korzyści. Na przykład wyzwaniem, przed którym stoi obecnie wiele firm, jest uzyskanie bardziej całościowego obrazu operacji produkcyjnych. Sprawdzonym sposobem na pokonanie tego wyzwania jest pomiar prędkości, przepływu, ciśnienia, temperatury i innych kluczowych wskaźników wydajności (KPI). Pomiary dostarczają danych, a dane zapewniają potencjał do analizy i podejmowania strategicznych decyzji biznesowych na podstawie tych informacji. Jeśli czegoś nie mierzysz, nie możesz tego udoskonalić.
Działania pomiarowe
Zaawansowane cyfrowe systemy zarządzania sprężonym powietrzem, takie jak SMC AMS20/30/40/60, wspierają tę funkcję biznesową, zapewniając możliwość pomiaru i pobierania danych cyfrowych za pośrednictwem różnych protokołów komunikacyjnych, w tym EtherNet/IPTM, Profinet i EtherCAT®. Co więcej, zintegrowane bezpośrednie połączenie ze zintegrowanym serwerem OPC UA umożliwia pominięcie sterownika PLC i wysyłanie danych bezpośrednio do chmury lub systemu pamięci masowej, gotowych do przetwarzania przez algorytmy AI.
System zarządzania sprężonym powietrzem SMC serii AMS20/30/40/60
W systemie zarządzania sprężonym powietrzem zbieramy dane z częstotliwością 10 Hz, ale pakujemy je i przesyłamy za pośrednictwem protokołu OPC UA z częstotliwością 1 Hz. Dlaczego? Cóż, jeśli wyobrazisz sobie autostradę jako reprezentację sieci, z każdym Hz reprezentującym jedną osobę w jednym samochodzie, oznaczałoby to posiadanie 10 samochodów na drodze. Zamiast tego umieszczamy to w pakiecie i przesyłamy z częstotliwością 1 Hz; w istocie mamy teraz jeden minibus z 10 osobami w środku, aby zminimalizować ruch na autostradzie (w sieci).
Czas na skalowanie
Możemy eskalować to jeszcze bardziej, ponieważ dzięki imponującej skalowalności najnowszych cyfrowych modułów zarządzania sprężonym powietrzem: możliwe jest bezprzewodowe podłączenie do 10 jednostek zdalnych do każdej jednostki bazowej systemu zarządzania sprężonym powietrzem. Aby ponownie użyć analogii do autostrady, mamy teraz kolejne 100 zestawów danych (10 x 10 Hz), które wymagają przesyłu. Aby uniknąć 110 samochodów na drodze i kolejnych incydentów z powodu niewystarczającej przepustowości, ponownie pakujemy te dane. Mamy teraz jeden bardzo duży "autobus" przewożący 110 osób bez wpływu na przepustowość autostrady lub konieczność rozbudowy systemu (oraz czas i koszty z tym związane).
Kolejnym krokiem w kierunku skalowalności cyfryzacji jest myślenie o systemie zarządzania sprężonym powietrzem jako o autostradzie, ale nie tylko o autostradzie dla danych SMC, ale o wszystkim, co ma możliwość przesyłania danych za pośrednictwem protokołu IO-Link. Ta zdolność sprawia, że koncepcja jest niezwykle potężna, ponieważ nie musimy budować różnych autostrad, aby pomieścić dane od każdego producenta - przesyłamy je wszystkie na jednej autostradzie w naszej dużej magistrali. Jest to możliwe, ponieważ każdy system zarządzania sprężonym powietrzem ma jeden zapasowy port IO-Link na odwrocie jednostki centralnej, co pozwala nam dodać kolejne 10 urządzeń do naszej sieci (autostrady). W ten sposób mamy możliwość dodania kolejnych 100 pasażerów do naszej magistrali, więc teraz przewozimy 210 zestawów danych na naszej autostradzie informacyjnej.
Zapanuj nad swoim przeznaczeniem
Ale to nie koniec. Możemy nawet wprowadzić do sieci bezprzewodową jednostkę IO-Link (zupełnie nowe rozwiązanie), zapewniając możliwość dodawania kolejnych urządzeń SMC lub innych firm i dalszej eskalacji architektury cyfrowej bez kabli. Możliwości te oznaczają, że obecnie rozszerzamy działalność na więcej obszarów niż tylko sprężone powietrze. Pomyśl o wszystkich punktach danych, które można wykorzystać z wibracji, energii elektrycznej (przekładnik prądowy), zużycia wody i innych kosztownych danych wejściowych do procesu.
Kompaktowy system bezprzewodowy SMC, jednostka zdalnego podłączenia I/O serii EXW1-RL
Dzięki odpowiednim wyborom technologicznym możemy teraz łączyć i dopasowywać urządzenia, aby zbierać większość lub wszystkie dane, które zakład musi mierzyć, oraz wszystkie dane wejściowe procesu. Co najważniejsze, pobieramy i przesyłamy te dane za pośrednictwem jednego połączenia bez uszczerbku dla przepustowości lub konieczności dodatkowych modernizacji infrastruktury sieciowej w zakładzie: jest to wyjątkowa oferta rynkowa z ogromną korzyścią dla klientów.
