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恒耀:通过工业4.0实现能源效率

检查制药生产环境中的IoT技术安装可以帮助说明IoT如何有助于节能工作,提供机器和制造过程的预测分析,并帮助制药公司达到ISO 50001目标。

物联网(IoT)和工业4.0是具有广泛意义的流行语,大多数人在高层都可以理解。但是,工业4.0可以将哪些相关的实用数据和知识带入您的公司的日常运营中,例如监视压缩空气消耗,过程优化,提高能效并提供预防性诊断?

让我们从查看压缩空气开始,压缩空气是现代制药设施中自动化的必要组成部分,最终用户需要仔细管理。它被认为是清洁,安全且易于获得的自动化能源,通常用于制药,生物和化妆品生产。从环境的角度来看,需要电力来产生压缩空气,因此有助于环境足迹。仅在必要时负责任地使用压缩空气是绿色操作的最佳实践。

从收入的角度来看,压缩空气的产生确实会影响公用事业成本。因此,基准测试的使用可确保在设备使用寿命内控制未来的公用事业需求。在确保系统中没有压缩空气泄漏的情况下,可以进一步节省成本,这会导致空气浪费,设备维护和停机,并降低生产率。

监视压缩空气的标准约定是在空气处理装置上安装压力传感器。当压缩空气压力降至所需水平以下时,设备将向控制器(可编程逻辑控制器[PLC]或分布式控制系统[DCS])发送警报,让最终用户知道存在问题。从那里开始,系统会做出反应并经常关闭。工程或维护部门检查设备,诊断问题并执行纠正措施。

E2M模块

但是,测量气压仅解决方程式的一部分。空气流速和体积消耗在业界已被广泛忽略。Festo的E2M模块是一个新组件,为流程制造商带来了气流监测和测量功能,进一步提高了现有水平,并提供了新的效率提高机会,并增强了能源和收益节省。

E2M与需要压缩空气才能运行的任何现有或新制造设备无缝集成。该装置既用作压力传感器又用作压缩空气的流量传感器,可在规定的时间内测量实时流量和体积消耗。随着时间的流逝,这些数据可用于提高机器效率并减少压缩空气消耗。

要了解E2M的工作原理,请考虑一个制造环境,在该环境中E2M显示一个系统,该系统使用27升的压缩空气在标准大气压下进行特定的,可重复的过程作为基准。但是在路上,E2M使用每分钟33升的压缩空气显示了相同的过程。尽管系统没有发生故障,但很容易推断出压缩空气回路已损坏,并且系统正在泄漏空气。这也是预测性维护的出色指标。E2M提供了有关空气流量和消耗量的预测诊断所需的数据,从而阻止了制造效率低下的风险。

E2M还能够在两个周期之间向下游执行泄漏检查。该装置将对气动回路加压并测量压力下降,以确定空气是否泄漏以及泄漏率。此外,当系统处于空闲或关闭状态时,E2M充当主开关阀,可防止滴流造成的空气损失。

CPX IoT网关

E2M模块中的数据被带到基于云的标准化仪表板中,可通过Festo IoT Gateway(集成到Festo CPX电气终端中)轻松进行监视和基准测试。这使用户可以分析趋势,发出预警并建立事件通知。

可以从任何具有Internet访问权限的设备在Web浏览器中安全地访问仪表板。预先设计的标准仪表板上提供了简单的交通信号灯指示以及能源使用情况的图形描述,性能数字和历史数据。

网关将自动发现以太网上的E2M。采取了安全措施,例如手动开关来控制数据流以使用安全协议。它将使用行业标准AMQP协议聚合数据并将其发送到Festo云。该仪表板可通过Festo云进行订阅获得,并可共享给其他仪表板。

应该注意的是,Festo E2M模块还可以直接与其他第三方云接口,例如Siemens MindSphere和Rockwell Automation的FactoryTalk / Shelby平台。

结果是一个真正的工业4.0解决方案,可以为制药,生物或美容设施带来直接的收益。

安装概念

物联网网关对于制药设备的重要属性是它不从云中接收输入。它仅在推送数据,因此不会对经过验证的过程或打滑产生任何风险。基于此,有两个安装选项:1)独立或2)完全集成。

在现有PLC / DCS外部的独立安装中,IoT Gateway收集信息并将其推送到云中。这是实现能源效率和预防性诊断益处而又不影响现有经过验证的过程的理想选择。在这里,E2M通常安装在过程,滑道或工厂的前面,通常直接在负责压力调节和过滤压缩空气的空气处理单元之前。它可以直接供电,并通过Modbus TCP连接到IoT网关,它将自动识别E2M并配置要推送到云的数据。IoT网关安装在以自主模式运行的独立CPX终端中。

在这种情况下,因为它没有连接到PLC或DCS,所以E2M的某些好处不能完全实现。例如,无法触发测量过程之间的空气损失的漏气功能,并且将无法实现设备闲置时的自动空气切断。

但是,好处是安装简单,不会影响经过验证的过程和设备,并且为组织提供了一种无风险的方式来评估数据收集的运营效率。同样,在PLC / DCS上不需要编程或调试更改。

在完全集成的安装中,IoT网关连接到PLC / DCS,从而为E2M带来了更多功能。另外,可在PLC / DCS上获得数据以进行本地处理和分析。

这种完全集成的安装非常适合新设计,可以通过一个独立的CPX电气端子或功能齐全的CPX端子进行设置,其中包括用于电气I / O,IO-Link或气动阀的操作模块。在后一种情况下,它使用标准工业以太网协议(如EtherNet / IP,Profinet和EtherCAT)连接到PLC / DCS。功能块和附加指令(AOI)也可用于快速访问控制软件中的E2M数据和功能。

对于具有分散自动化概念的工厂,使这些电气端子靠近过程非常普遍。因此,物联网网关在新设计中的集成不是很复杂。

完全集成的安装的好处与自动安装的好处相同,还有一些附加功能,例如压力变化的测量和系统不在生产或过程中时的自动关闭。这些是可配置的参数,可以从功能块或AOI访问这些参数,从而可以针对过程要求进行自定义。人机界面(HMI)也可以访问所有能量和诊断数据,以用于本地仪表板和故障处理。

行业趋势

监视和测量压缩空气是在制药生产中使用IoT / I4.0的相关实用方法。许多大型制药公司的生产计划(为GMP(良好生产规范)生成和使用数据,能源消耗和节约改进,生产效率和效率以及收益和利润的提高)与压缩空气的使用直接相关。

ISO 50001是最新的标准,该标准在能源管理系统的指导下定义了要求。该标准基于建立,维护和改善能源使用量。这已被采用并集成到大多数大型制药公司中。测量,检测和报告空气消耗趋势和损失的能力是达到该标准和改善公司能源绩效的关键部分。

与E2M和IoT网关相关的易于安装可帮助公司达到此标准。E2M直接适合新的和现有的流程制造设备的现有空气制备和过滤单元。IoT Gateway模块直接安装在阀岛,Festo I / O模块或两者的组合中。两种产品均可在现场总线,HMI,本地网络,Festo云和第三方云上运行。他们还协同工作,以解决制造效率低下的问题,同时提供有用和有意义的数据。

轻松,实时地访问压缩空气消耗数据,为改善环境足迹,降低能源成本,通过有计划的维护并最终提高利润的效率铺平了道路。另一个长期的好处是,这是一个简单的I4.0应用程序,用于数据收集,可以从整体上理解操作,它将帮助组织识别和量化实际价值,并允许有效地定义进一步的数字化策略和投资。

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发布: admin 分类: 智能自动化 评论: 0 浏览: 1
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