能源需求因行業和製造過程而異,ARC是位於美國馬薩諸塞州-戴德鎮的顧問谘詢公司,其市場調查表明,在受成本影響的行業,例如鋼鐵、造紙或化工行業將能源視為主要成本參數,而在受可靠性影響的行業,例如製藥和半導體行業,將能源視為質量工藝參數,,為了保持正常的產品生產,提供可靠的能源。 拋開行業因素,能源和需求的成本對企業最後收益都會產生明顯的影響。為了增強企業競爭力,控製成本、提高能源使用效率,企業正在改變它原有的做法。 對(dui)能(neng)源(yuan)使(shi)用(yong)提(ti)前(qian)估(gu)算(suan)是(shi)企(qi)業(ye)控(kong)製(zhi)成(cheng)本(ben)的(de)一(yi)個(ge)好(hao)方(fang)法(fa)。具(ju)有(you)前(qian)瞻(zhan)性(xing)的(de)廠(chang)商(shang)正(zheng)在(zai)通(tong)過(guo)收(shou)集(ji)和(he)分(fen)析(xi)數(shu)據(ju),綜(zong)合(he)考(kao)慮(lv)與(yu)生(sheng)產(chan)和(he)管(guan)理(li)相(xiang)關(guan)的(de)天(tian)氣(qi)等(deng)可(ke)變(bian)因(yin)素(su),從(cong)而(er)監(jian)控(kong)和(he)管(guan)理(li)能(neng)源(yuan)的(de)效(xiao)率(lv)和(he)使(shi)用(yong)。 能源優化軟件、能源監控設備、能源管理服務支持與控製係統、通訊網絡和可視化技術的結合使用,可使生產商提前管理負載要求、增強係統性能、降低成本。 能源問題解決方案 製造商都在努力獲知其操作在何時、何地消耗了能源以及具體消耗量。 Paul Stiller先生是羅克韋爾自動化動力與能源管理係統工程師團隊的領導者,他介紹到,有效的能源管理包括三個主要的步驟,監視、分析和控製,“簡言之,監視就是查看能源的供給、消耗和工廠使用的效率,分析就是決定如何提高性能並實施相應的控製解決方案。” Stiller 先生認為羅克韋爾自動化在上述方麵都有相應的產品,可以提供廣泛的能源管理服務,“我們可以幫助製造商決定安裝哪些儀表和硬件、使用哪種軟件,最重要是知道什麼樣的報表能夠傳遞重要的信息。”
合理規劃監視功能
監(jian)視(shi)階(jie)段(duan)考(kao)慮(lv)的(de)是(shi)電(dian)子(zi)和(he)機(ji)械(xie)係(xi)統(tong)中(zhong)的(de)能(neng)源(yuan)消(xiao)耗(hao)。首(shou)先(xian),製(zhi)造(zao)商(shang)都(dou)在(zai)努(nu)力(li)獲(huo)知(zhi)能(neng)源(yuan)使(shi)用(yong)和(he)負(fu)載(zai)的(de)信(xin)息(xi),以(yi)便(bian)提(ti)高(gao)能(neng)源(yuan)的(de)使(shi)用(yong)率(lv),確(que)定(ding)能(neng)源(yuan)談(tan)判(pan)價(jia)格(ge)。其(qi)他(ta)目(mu)標(biao)包(bao)括(kuo)識(shi)別(bie)和(he)驗(yan)證(zheng)操(cao)作(zuo)和(he)主(zhu)要(yao)的(de)投(tou)資(zi)項(xiang)目(mu),減(jian)少(shao)能(neng)源(yuan)消(xiao)耗(hao)以(yi)及(ji)有(you)效(xiao)控(kong)製(zhi)成(cheng)本(ben),確(que)保(bao)能(neng)源(yuan)管(guan)理(li)項(xiang)目(mu)的(de)持(chi)續(xu)性(xing) 。依照Stiller先生的介紹,“能源計量”工作包括安裝儀表、收集數據,組織這些數據形成容易獲得的能源信息。數字化電能監測設備是這個過程中的主要器件。 羅克韋爾自動化Powermonitor™ 1000 和 3000 dianlijianshichanpinnenggoushoujihechuandinenghaohedianlizhiliangfangmiandexinxi。zhexieshebeiyonglaiceliangshebeidianlifenzhixitongzhongzhidingmuxiandefuzaidianlicanshu。tamenkeyihenengyuanguanliruanjianjieheshiyong,liruRSEnergyMetrix®,可以使製造商參看、跟蹤能源的使用。 電力監視器的一般功能包括生成負載檔案、分析電力質量和實現分布式係統監控。負載檔案可以繪製能耗圖表,電力質量監測能夠識別電力係統的異常情況 ,分布式係統監控可以提供電能流動、係統組態和設備狀態的信息。 例如,在一個典型的負載檔案係統中,電力監視可遍及整個工廠測量和傳輸需要的電力參數和能量數據――從設備的信息網絡到能源管理軟件。一個負載檔案係統可以快速產生大量的數據,這些數據將被分析、相互聯係,並精簡為有用的信息來預測、阻止和反映相關的電力問題。 電機、驅動器和傳感設備的電力質量數據壞點分析可以優化設備性能,還可用來識別功率因素和諧波濾波器的要求。 電力質量監視係統從分散的電力監視器集中電能質量數據,此係統收集電壓偏移、瞬時功率消耗、相位翻轉和諧波的信息,然後以監控界麵、 趨勢圖、報表和報警的形式體現這些信息。 分布式係統監視可使操作者和工程師集中掌握分布式係統中設備的電力情況,包括趨勢、報警和目標的信息 。通過電力分布式係統的監測,工程師可以識別設備可能發生的故障、從新組態電力係統構成、降載、手動限製電能需求,以及增大發電機輸出功率。 中心鐵路是組成印度鐵路網的九個帶狀鐵路之一,它應用了有效的電力和能源管理方案。通過在Talwadiya分站和Bhopal Division線路上安裝羅克韋爾自動化的 Powermonitor 3000監視器,中心鐵路每年節省能源費用近兩百萬美元。 中心鐵路要求電力監視係統能夠準確的測量當前電能使用情況以及需要的最大用電量。自動化係統集成商 SOLPRO 公司與羅克韋爾自動化當地銷售部門推薦了基於Powermonitor 3000的電力監視解決方案並在一台設備上進行了安裝實驗。 經過三個月對測試係統的近距離觀察,鐵路官員又為Bhopal Division額外訂購了八台Powermonitor 3000監視器。結果,中心鐵路將功率因素提高了十幾個百分點,同時還避免了“突發電力需求”,滿足了政府規定的電能使用的上限,減少了企業超限而麵臨的嚴重處罰。
準確分析
第二步――分(fen)析(xi),用(yong)來(lai)提(ti)高(gao)設(she)備(bei)利(li)用(yong)率(lv),從(cong)而(er)提(ti)高(gao)電(dian)能(neng)效(xiao)率(lv)。監(jian)視(shi)係(xi)統(tong)首(shou)先(xian)完(wan)成(cheng)能(neng)源(yuan)數(shu)據(ju)的(de)采(cai)集(ji)並(bing)製(zhi)成(cheng)圖(tu)表(biao),之(zhi)後(hou)再(zai)對(dui)這(zhe)些(xie)信(xin)息(xi)進(jin)行(xing)分(fen)析(xi)就(jiu)可(ke)使(shi)工(gong)廠(chang)更(geng)加(jia)有(you)效(xiao)的(de)控(kong)製(zhi)成(cheng)本(ben)。 製造商可以查看應用成本, 特別是使用時間、需求負荷及比率。此外, 他們可以測量和記錄能源使用情況,然後根據部門、加工過程和設備,分配能源並分析能源比率結構。 Stiller先生介紹到,RSEnergyMetrix軟件可提供全麵的分析功能。“它可遍及整個網絡,從電力監視器設備獲得信息”。該軟件為全部電力參數提供中心數據庫 ,可單獨訪問某台設備或處在不同地點的所有設備。它可以分離數據、生成圖表和問題報告,幫助分析和處理問題。 能夠“看到”問wen題ti,經jing常chang賦fu予yu來lai源yuan於yu原yuan始shi數shu據ju額e外wai的de意yi義yi,依yi據ju這zhe些xie信xin息xi可ke做zuo出chu正zheng確que的de調tiao整zheng。更geng為wei重zhong要yao是shi,在zai進jin行xing安an裝zhuang新xin設she備bei係xi統tong等deng重zhong要yao的de投tou資zi之zhi前qian,可ke以yi通tong過guo分fen析xi進jin行xing方fang案an驗yan證zheng ,從而節省大筆的費用。 在美國洛杉磯的Hyperion 汙水處理廠,羅克韋爾自動化與該廠工程師合作,優化了電能的使用。RSEnergyMetrix 在識別電力消耗趨勢,尋找節約能源成本辦法中都起到了關鍵的作用。 Hyperion汙水處理廠現有的數據采集方法都已經過時。現場的每個儀表都需要人工讀取,隻通過一個簡單的軟件管理圖表和報表 ,需要在現場116個子站使用兩台便攜式儀表手動檢測每個點的電力質量情況。 了解Hyperion汙水處理廠的需求之後,羅克韋爾自動化推薦使用Allen-Bradley® Powermonitors、PLC、 SLC™-5/05s、RSView®、 RSEnergyMetrix 和RSPower™32,並構建了一個全新的監控和數據采集係統,包括116 台電力監視器來測量電能消耗。 現在,從電力監視器采集到的信息傳送給RSView 和 RSEnergyMetrix 服務器進行控製和分析。 Hyperion汙水處理廠使用RSEnergyMetrix 跟蹤現場能源的使用,同時參考曆史趨勢數據,監視工廠的節能情況。 使用來自監控和數據采集係統的信息,RSEnergyMetrix可以自動生成報表,跟蹤電力消耗的每個細節,例如需要的千瓦數,所選設備的最壞峰值需求。工程師也可以選擇儀表,跟蹤負荷、細化消耗的能源與使用時間。 yijingzhengmingxindexitongkekuaisujieshengnengyuanchengben。nengyuanrizhixianshixitongzhongyitaichengqingqixiaohaoleqitachengqingqiliangbeidedianneng,gongchengshilijifaxianzhetaiyichangchengqingqidesudushezhiyaogaoyuqitachengqingqi。tiaozhengcisuduhou,meinianweigaichangjiesheng33,000美元。 此外, Hyperion汙水處理廠還利用此係統估計通過升級可以節省的能耗。例如,工程師發現他們隻需要訂購先前計劃一半數量的 100 HP變頻器,縮小定單使公司節省了220,000美元。 實施控製
第三步――控製,主要處理能源需求和消耗問題。對數據分析後,工廠可以製定行動計劃,應用各種控製係統選項建立自動化係統來節省能源。 選擇之一就是進行需求管理。它使工廠可以自動規劃將來的能源需求以及控製消耗以保證峰值不會超限。 負(fu)載(zai)管(guan)理(li)係(xi)統(tong)用(yong)來(lai)監(jian)視(shi)已(yi)選(xuan)設(she)備(bei)的(de)電(dian)能(neng)消(xiao)耗(hao),根(gen)據(ju)操(cao)作(zuo)者(zhe)選(xuan)擇(ze)的(de)順(shun)序(xu)開(kai)或(huo)關(guan)設(she)備(bei),最(zui)小(xiao)化(hua)能(neng)源(yuan)的(de)峰(feng)值(zhi)需(xu)求(qiu)。使(shi)用(yong)者(zhe)可(ke)以(yi)組(zu)態(tai)順(shun)序(xu)卸(xie)載(zai)和(he)恢(hui)複(fu)某(mou)些(xie)負(fu)載(zai),這(zhe)種(zhong)負(fu)載(zai)轉(zhuan)換(huan)可(ke)使(shi)能(neng)源(yuan)的(de)使(shi)用(yong)長(chang)時(shi)間(jian)保(bao)持(chi)在(zai)同(tong)一(yi)水(shui)平(ping),這(zhe)樣(yang)可(ke)以(yi)降(jiang)低(di)能(neng)源(yuan)使(shi)用(yong)需(xu)求(qiu)、避免超負荷。 另ling外wai一yi個ge選xuan項xiang是shi負fu載zai緊jin急ji脫tuo網wang。在zai發fa電dian機ji或huo設she備bei失shi效xiao時shi,自zi動dong減jian少shao整zheng個ge工gong廠chang的de負fu載zai,保bao持chi工gong廠chang主zhu要yao操cao作zuo的de正zheng常chang進jin行xing。這zhe些xie係xi統tong持chi續xu觀guan察cha電dian力li係xi統tong的de組zu成cheng,估gu計ji一yi旦dan發fa生sheng能neng源yuan丟diu失shi時shi,哪na些xie設she備bei可ke以yi脫tuo網wang。 發fa生sheng能neng源yuan丟diu失shi時shi,係xi統tong快kuai速su斷duan開kai斷duan路lu器qi,保bao持chi整zheng個ge電dian力li係xi統tong的de穩wen定ding。負fu載zai緊jin急ji脫tuo網wang係xi統tong在zai發fa生sheng電dian力li緊jin缺que時shi,可ke以yi根gen據ju需xu要yao啟qi用yong現xian場chang的de發fa電dian機ji,同tong時shi自zi動dong關guan閉bi不bu重zhong要yao的de機ji械xie設she備bei,保bao證zheng重zhong要yao設she備bei的de電dian力li供gong應ying,避bi免mian發fa電dian機ji或huo變bian壓ya器qi損sun壞huai帶dai來lai的de損sun失shi。 最大化能源管理
最大化能源管理的關鍵在於將電力監視和控製器件、通tong訊xun網wang絡luo和he可ke視shi化hua技ji術shu集ji成cheng在zai統tong一yi的de係xi統tong內nei。方fang案an一yi定ding要yao基ji於yu開kai放fang式shi的de標biao準zhun,允yun許xu使shi用yong者zhe在zai任ren何he地di方fang都dou可ke以yi傳chuan遞di能neng源yuan信xin息xi,羅luo克ke韋wei爾er自zi動dong化hua集ji成cheng架jia構gou就jiu能neng夠gou做zuo到dao! 製造商還可以發揮原有設備和網絡的作用,使用以太網、 DeviceNet™ 和 ControlNet™ 這(zhe)樣(yang)的(de)開(kai)放(fang)式(shi)網(wang)絡(luo)進(jin)行(xing)通(tong)訊(xun),快(kuai)速(su)傳(chuan)輸(shu)數(shu)據(ju)並(bing)進(jin)行(xing)集(ji)成(cheng)。大(da)部(bu)分(fen)設(she)備(bei)都(dou)具(ju)備(bei)以(yi)太(tai)網(wang)通(tong)訊(xun)能(neng)力(li),這(zhe)樣(yang)可(ke)以(yi)減(jian)少(shao)安(an)裝(zhuang)成(cheng)本(ben)。普(pu)通(tong)通(tong)訊(xun)接(jie)口(kou)對(dui)確(que)保(bao)反(fan)應(ying)速(su)度(du)、數據支持和整個係統性能都很重要。 可編程控製器對電力管理係統中從斷路器、kaiguanhebaohujidianqifachudelisanshurujinxingchuli,takeyihegerendiannaoyiqishiyong,yunxingrenjijiemianherizhijiluruanjian,zidongcaijishujubingyasuodianlijianshishuju。 這樣一個統一的係統可以使製造商有效控製能耗和成本 ,“依靠羅克韋爾自動化獲得其所需的、最有效的能源管理策略,實現最大的投資回報” ! 欲獲取更多關於電力和能源管理的信息,請瀏覽:http://www.ab.com/PEMS 、