W SMC ściśle współpracujemy z naszymi klientami, aby opracować rozwiązania oparte na rzeczywistych projektach, które bezpośrednio pokrywają się z ich celami. Takie podejście zapewnia nam solidne podstawy do rozwoju optymalnych rozwiązań, które wdrażamy z korzyścią dla całego przemysłu. Przykładem takich działań jest nowy system zarządzania sprężonym powietrzem, który nie tylko pomaga zmniejszyć zużycie sprężonego powietrza do 62%, ale także obniża emisję CO2 dzięki mniejszemu zapotrzebowaniu na powietrze w okresach niskiego lub zerowego zapotrzebowania.
Dan Ives, Starszy Menadżer ds. Projektów, Europejskie Centrum Techniczne
STYCZEŃ 2023
Podjęliśmy się wyzwania współpracy z dużym graczem na rynku, klientem, którego wspieramy w realizacji zarówno celów rozwoju społecznego (SDG's), jak i celów transformacji cyfrowej. Klient poszukiwał rozwiązania, które mogłoby dostarczyć dane o wysokiej rozdzielczość, aby pomóc w monitorowaniu wykorzystywania powietrza (ciśnienia, przepływu i temperatury) w swoich maszynach, a jednocześnie zapewnić ekonomiczną kontrolę nad dostawą powietrza. Rozwiązanie musiało nadawać się do montażu w istniejących maszynach oraz do planowanych nowych inwestycji. Dalsze wymagania obejmowały łatwy dostęp do danych i proste uruchomienie. W oparciu o te warunki wstępne, nasz zespół inżynierów przystąpił do opracowania systemu zarządzania powietrzem.
System zarządzania sprężonym powietrzem SMC – Podnieś poziom zarządzania sprężonym powietrzem
Dążenie do zrównoważonego rozwoju
Standardowe linie produkcyjne u klientów składają się z około 10 różnych typów maszyn produkujących minimum 180 butelek na minutę. Każda maszyna wykonuje różne operacje z użyciem sprężonego powietrza, w tym nadmuchiwanie i utrzymywanie podciśnienia, co powoduje duże zużycie powietrza, a tym samym wysokie koszty energii. Ze względu na duże różnice pomiędzy poszczególnymi maszynami, koncepcja naszego systemu zarządzania sprężonym powietrzem skupia się na uniwersalnych warunkach pracy maszyny, takich jak zatrzymanie, praca, oczekiwanie i błąd. Urządzenia typu PackML, uważane jako uniwersalny standard, które dostarczają właśnie tych warunków pracy użytkownikowi.
Aby przedstawić przykład działania systemu zarządzania sprężonym powietrzem, przyjmijmy, że maszyna do odkręcania butelek jest bezczynna z powodu problemu z maszyną do etykietowania butelek znajdującą się na końcu linii. Przed montażem systemu zarządzania sprężonym powietrzem maszyna do odkręcania nie była inteligentna i nadal zużywała powietrze. Jednak wspomniany system zarządzania powietrzem wykorzystuje sygnał "oczekiwania" maszyny jako pozwolenie na podjęcie dalszych działań. Przykładowo, jeśli sygnał oczekiwania przekroczy czas określony przez klienta, system zarządzania sprężonym powietrzem redukuje ciśnienie w układzie pneumatycznym po stronie wtórnej na niższe, np. na 4 bary, zamiast utrzymywać układ pod głównym ciśnieniem 7 bar, które jest po stronie pierwotnej. W rezultacie natężenie przepływu ulega zmniejszeniu, zwykle o ponad połowę, co zapewnia radykalne zmniejszenie zużycia energii i emisji CO2. System zarządzania sprężonym powietrzem firmy SMC posiada również opcjonalny zawór odcinający dla trybu pełnej izolacji (odcięcie zasilania sprężonego powietrza). Po przekroczeniu określonego przez klienta czasu ta sama maszyna może całkowicie zatrzymać całkowicie niepotrzebne użycie sprężonego powietrza, co jeszcze bardziej zmniejsza jej zapotrzebowanie na energię.
Cyfryzacja na poziomie zasobów
System zarządzania sprężonym powietrzem jest niezwykle elastyczny pod względem opcji połączeń: można wdrożyć komunikację przewodową lub skorzystać z naszej opatentowanej łączności bezprzewodowej, można wykorzystać jedno komunikacyjne połączenie przewodowe z jednostką bazową, która zbiera dane z maksymalnie 10 urządzeń zdalnych. Można również zdecydować się na podłączenie systemu do sieci Fieldbus lub po prostu skorzystać ze zintegrowanego interfejsu serwera OPC UA urządzenia, co eliminuje wpływ i złożoność komunikacji z maszynami wyposażonymi w różne protokoły Filedbus.
System jest całkowicie "Dark factory ready", co daje możliwości zdecentralizowanego sterowania i monitorowania. Oprócz oszczędności energii analiza danych stanowi podstawę do zdefiniowania wzrostu wydajności i prewencyjnych działań konserwacyjnych.
Nasz system zarządzania sprężonym powietrzem ułatwia gromadzenie danych o wysokiej rozdzielczości (10Hz), umożliwiając śledzenie trendów ciśnienia, przepływu i temperatury każdej maszyny wyposażonej w ten produkt. Dane te pozwalają klientowi mierzyć i monitorować swoje zasoby oraz podejmować świadome decyzje dotyczące czasu konserwacji maszyn na podstawie rzetelnych danych. Użytkownicy mogą również przekazywać zebrane dane do innych usług, takich jak zautomatyzowany system wspierający utrzymanie ruchu CMMS (z ang. Computerised Maintenance Management System) lub jako pakiety danych do uczenia maszynowego AI.
Szybki zwrot z inwestycji
W przypadku systemu zarządzania sprężonym powietrzem oszczędności są zazwyczaj niewielkie w przeliczeniu na jedną interwencję. Jednak w ciągu rocznego cyklu pracy maszyny, pomnożonego przez kilka maszyn i linii produkcyjnych, nasz klient uzyskał wyjątkowo szybki zwrot z inwestycji (ROI).
We wszystkich zastosowaniach systemu zarządzania sprężonym powietrzem nie ma potrzeby uzyskiwania dostępu do sterownika PLC maszyny. Zamiast tego, system działa z każdą maszyną indywidualnie i uniwersalnie, wymagając tylko jednego zasilania w postaci napięcia 24V DC. Integracja cyfrowa jest również łatwa, ponieważ jeden bezprzewodowy moduł systemu zarządzania sprężonym powietrzem umożliwia połączenie z 10 zdalnymi jednostkami w promieniu 100 m, co zapewnia bardziej ekonomiczny koszt i mniejsze nakłady na integrację.
