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2020年10月7日

蛋盒生产将压缩空气系统能耗降低 45%,提高设备的可用性

基于 PC 的控制技术助力为工业压缩空气系统实施支持 Web 的紧凑型标准控制器

美国工业压缩空气系统专家 iZ Systems 公司主要提供能源审计等服务,帮助企业降低能源消耗。公司利用基于 PC 和 EtherCAT 的开放式自动化技术,研发出一款紧凑型标准控制器,能够远程监控和优化压缩空气系统。帮助食品包装制造商 Pactiv 在设备升级后实现了巨大的能源节约,并确保节能长效性。

倍福的紧凑型 EtherCAT 端子模块和 CX5140 嵌入式控制器可以在大多数情况下帮助 iZ Systems 将控制柜尺寸减少三分之二。
倍福的紧凑型 EtherCAT 端子模块和 CX5140 嵌入式控制器可以在大多数情况下帮助 iZ Systems 将控制柜尺寸减少三分之二。

很多公司都声称自己的产品或服务物有所值,而 iZ Systems 用实际行动证明了这一点。该公司位于乔治亚州梅肯市,由 Dean Smith 于 1990 年创立,主要提供能源审计服务和控制系统,帮助企业通过节约能源的方式快速实现投资回报。

七年来,iZ Systems 一直为食品包装制造商 Pactiv 公司位于梅肯的模制纤维蛋盒生产工厂提供这些服务。据 Pactiv 公司的维护经理 David Powell 介绍,他们的合作始于一个更换给低压鼓风机供风的压缩空气系统的项目。“对于我们测试的每台鼓风机,哪怕只是调整一个喷嘴,压力也会发生非常大的变化。而 iZ Systems 团队承诺,即使关闭了所有的喷嘴,压力也不会发生变化,而且他们的系统能够完美运行。”Powell 说道。iZ Systems 还在 Pactiv 公司安装了标准控制系统,通过它的数据采集和远程监测功能确保压缩空气系统能够长期得到优化。

开放、透明的技术带来有价值的见解

为了确保客户的系统性能达到最大,iZ Systems 必须能够远程监测数据,并在必要时作出调整。除了审计之外,公司还通过将自动化控制器、I/O 和人机界面组合在一个控制柜中并安装了定制软件的交钥匙型 iZ 压缩空气自动化和数据采集系统实现这些目标。系统采用倍福的开放式控制技术,多年来一直为客户的各种网络提供连接。

大约 15 年前,当倍福和 iZ Systems 首次合作时,TwinCAT 自动化软件帮助该公司实现了压缩空气自动化和数据采集系统的远程监控。据 iZ Systems 公司总经理兼技术经理 Dean Smith 介绍,通过 Modbus TCP 横向连接工厂内的各个压缩机控制系统,以及通过 OPC UA 进行纵向连接,充分体现了基于 PC 的控制系统的良好开放性。PC 控制技术通过采集和监测客户工厂设备的数据,提供了性能和潜在优化方面的透明度。

iZ Systems 实施了新型低压鼓风机,以减少对能源的需求。
iZ Systems 实施了新型低压鼓风机,以减少对能源的需求。

如果要对分布在整个工厂内的多台压缩机和设备进行可视化,很容易让人机界面变得杂乱无章,因此,iZ Systems 统一使用 CP2924 多点触控控制面板。项目应用经理 Allen King Jr. 表示,24 英寸宽屏面板安装在控制柜的开孔中,便于识别现场组件。

一台搭载四核、1.91 GHz Intel Atom® E3845 处理器、适合 DIN 导轨安装的 CX5140 嵌入式控制器用作设备控制器。这款性能强大的嵌入式控制器尺寸只有 142 x 100 x 92 毫米,不但减少了控制柜中的空间需求,同时还提供传统 PLC 不具备的高级功能。

一台搭载四核、1.91 GHz Intel Atom® E3845 处理器、适合 DIN 导轨安装的 CX5140 嵌入式控制器用作设备控制器。这款性能强大的嵌入式控制器尺寸只有 142 x 100 x 92 毫米,不但减少了控制柜中的空间需求,同时还提供传统 PLC 不具备的高级功能。

平流层节能有保障

iZ Systems 的工程团队通过实施这些基于 PC 的开放式解决方案履行了他们对 Pactiv 的承诺。Pactiv 通过对鼓风机设备进行升级改造,将压缩空气的能耗降低了 45%。“通过使用鼓风机空气,我们用 50 马力(37 千瓦)的空气压缩机取代了之前使用的近 400 马力(300 千瓦)的空气压缩机。这样每年可以节省近 25 万美元的成本。我们对空气压缩机的设计进行了改进,让压力变得稳定,而远程监测让我们高枕无忧。” David Powell 说道。

iZ Systems 项目应用经理 Allen King, Jr.(左)与倍福区域销售工程师 Mark Olton 密切合作。
iZ Systems 项目应用经理 Allen King, Jr.(左)与倍福区域销售工程师 Mark Olton 密切合作。

更重要的是,配备倍福组件的系统实现了最大的可靠性。通过 OPC UA 与客户设备安全地通信,使得 iZ Systems 能够监测性能上出现的任何变化,并在需要时及早启动维护措施。这一点以及出色的技术支持对 Pactiv 来说至关重要,Powell 说道:“一旦压缩机出现任何异常,系统会提示我们,而且 iZ 也会收到告警,他们的工程师通常在我们致电他们之前就已经在努力解决问题。”

为客户和最终用户打造双赢解决方案

除了提高可靠性之外,iZ Systems 公司还通过采用倍福控制组件将控制柜的占地面积平均减少了三分之二。我们的旧控制柜要大得多,因为以前使用的 PLC 产生的热量过多,增加了我们的散热需求和能耗。使用倍福硬件后,发热不再是问题,我们提高了自身的能效,就像我们为客户所实现的一样。”Allen King 说道。此外,倍福组件的灵活性和可扩展性使得 iZ Systems 能够建造和存放标准控制柜,以供将来使用,而不是为每个客户单独定制设计控制柜。

通过创建支持多厂商架构的开放式系统,iZ Systems 拥有独一无二的机会,将一个行业的节能解决方案应用到另一个行业领域。Dean Smith 总结道:“我们努力让初始采购成本对客户具有吸引力,同时保证大幅减少能耗,而倍福平台在我们实现这些目标的过程中发挥了巨大作用。

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