Энергосбережение в промышленных процессах с использованием современного сбора данных

Интеллектуальное управление моделями, нейронные сети и гибкие сенсорные технологии являются одним из наиболее эффективных процессов для улучшения производственных процессов. Современные производственные компании, использующие инновационные системы управления процессами и мониторинга, обеспечивают на 20-30% более низкие производственные затраты, чем аналогичные заводы, на которых такие системы не используются. Идея этой работы состоит в том, чтобы оценить потенциал когнитивных систем управления производственными процессами для оптимизации деятельности компании для повышения энергоэффективности и экономии ресурсов. Для этого используются передовые методы анализа и сбора данных, мониторинга и контроля данных.

Оптимизация процесса включает в себя следующие этапы:

Data Aquision может быть достигнуто с использованием различных методов. Наиболее используемый метод добычи данных — это использование аппаратных датчиков. Это самый простой способ контролировать процесс, если нет системы мониторинга. Если система сбора данных (пример SCADA) уже установлена, можно использовать полученные данные SCADA или, если SCADA не собирает все необходимые данные, можно объединить данные приобрел SCADA с данными, собранными с помощью дополнительных датчиков.

Полученные данные обычно должны быть переданы для дальнейшей обработки. Существует два основных типа передачи данных: проводной, беспроводной и программный. Как правило, скорость передачи данных не важна для систем сбора данных, потому что данных не так много. Проводная и беспроводная передача данных используется для передачи данных с датчиков оборудования. Необработанные и обработанные данные могут быть переданы для сбора. В системе можно использовать различные типы методов передачи данных. Ссылки на программное обеспечение используются для сбора данных из других уже установленных систем, таких как SCADA, с использованием стандартных протоколов передачи данных, таких как OPC и сокет DATA.

Для обработки данных В основном мы используем стандартное программное обеспечение для обработки данных. Самым популярным программным обеспечением является MatLab, другие программные решения — Profisignal, LabView и специальное программное обеспечение, созданное для конкретных задач.

Существует 2 основных типа алгоритмов управления сложными системами.

1. Модель прогнозирующего контроля.

2. Расширенный контроль процесса.

Предиктивный контроль модели Системы (MPC) собирают информацию о процессах, изучают типичную последовательность изменений параметров, прогнозируют их и изменяют системные параметры для обеспечения плавной работы системы. MPC используются в системах, которые отслеживают и контролируют несколько переменных.

Расширенное управление процессом (APC) контролирует сложные процессы со многими контролируемыми переменными и контролируемыми выходами. По сравнению с MPC, APC требует гораздо больше обработки данных.

В этой статье мы повышаем эффективность производственных процессов у производителей целлюлозной бумаги, совершенствуя систему сжатого воздуха в линии упаковки продукции. Эта система содержит 3 воздушных компрессора и 217 пользователей (приводы, клапаны и т. Д.). Давление в системе должно быть между 6,5 и 7,9 бар. Среднее давление в системе — 7,2 бар. Перепад давления в системе составляет ± 0,7 бар. Наиболее требовательным пользователям давления требуется давление воздуха 6 бар.

Повышение эффективности включает в себя следующие этапы:

1. Анализ существующей системы.

2. Контролировать систему сжатого воздуха с помощью регистратора данных.

3. Анализ данных регистратора данных.

4. Обновите систему сжатого воздуха с помощью дополнительных контроллеров, датчиков (при необходимости) и создания APC.

5. Создание алгоритма для APC.

Современный регистратор данных и датчики тока, давления, точки росы и потребления используются для временного мониторинга производственных процессов. Собранные данные используются, чтобы найти слабые места системы сжатого воздуха, составить список необходимых обновлений и создать эффективный алгоритм управления для контроллера, который будет установлен на следующем этапе. Результаты испытаний показали, что средняя производительность системы составляет 39,2% от ее максимальной производительности.

Давление выше 6 бар в системе излишне высокое. Это увеличивает количество утечки воздуха из системы, износ компонентов пневматической системы и потребление энергии.

Для улучшения системы сжатого воздуха были сделаны следующие улучшения:

1. Установите на контроллер APC системы.

2. Установка датчиков давления и расхода.

3. Установка контроллеров воздушных компрессоров.

Установка контроллера APC в системе сжатого воздуха даст больше гибкости для контроля всех параметров системы и эффективного увеличения.

В оригинальной системе воздушные компрессоры не имели прямого управления, их можно было активировать только на 100% их мощности или отключить. Мы добавили в системные контроллеры, которые могут управлять воздушным компрессором от 20% до 100% от общей мощности. Это обновление увеличит гибкость управления и эффективность системы сжатого воздуха.

Для первого модернизированного контроллера системы и для добавления датчиков контроллеры воздушного насоса были отключены, давление в системе было установлено на 7,2 бар с возможными отклонениями ± 0,1 бар, так что зазор в 7 раз ниже исходного. система, в то время как целевое давление системы оставалось таким же, как и в базовой конфигурации. Система работала хорошо и по сравнению с оригинальной системой экономия электроэнергии составила 2,1%.

Во втором тесте были активированы контроллеры воздушного компрессора, давление в системе было установлено на уровне 6,25 бар с отклонением ± 0,1 бар. Результаты испытаний очень стабильны и позволяют сэкономить 15,1% энергии по сравнению с оригинальной системой.

Вся система очень компактна. Срок службы различных компонентов системы, по оценкам, увеличится на 5-10%. Система, использующая контроллер APC сэкономить 15% энергии и от 5 до 10% износа материала. Системы APC Allso можно обслуживать удаленно, чтобы сэкономить на расходах на техническое обслуживание. Общая экономия системы составляет не менее 25%. Разработанная и установленная система APC будет приобретена менее чем за 6 месяцев.



Source by Rolandas Obsta

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *