Inteligentny i zautomatyzowany system sterowania jest nieodzowny w celu zapewnienia funkcjonowania, bezpieczeństwa i efektywności energetycznej urządzeń odciągowych i filtracyjnych.
Żeby dogłębniej zająć się techniką automatyzacji, firma SCHUKO wyodrębniła w połowie 2014 r. dział elektryczny i założyła w Bad Laer nową spółkę zależną – LS-Automation.
Inteligentny i zautomatyzowany system sterowania jest nieodzowny w celu zapewnienia funkcjonowania, bezpieczeństwa i efektywności energetycznej urządzeń odciągowych i filtracyjnych. Komunikacja między maszynami oraz wynikające z niej automatyczne reakcje opierają się na najnowocześniejszym i inteligentnym oprogramowaniu sterującym oraz inteligentnej technice sterowania.
Schuko korzysta z opracowanego systemu sterowania WEBCONET®, który został zaprojektowany zgodnie z indywidualnymi wymaganiami klientów. Łączenie i komunikacja maszyn podłączonych do urządzenia odciągowego, w tym niezbędna wymiana danych, jest również realizowana poprzez ten system sterowania.
Optymalizacja i oszczędność energii
Podstawą programów zarządzania jest gromadzenie danych produkcyjnych obrabiarek. W przypadku zastosowania obrabiarki, żąda ona od instalacji odciągowej odciągu materiału pyłowego i wiórowego. Żądania obrabiarek są rejestrowane i liczony jest zarówno czas żądania, jak i liczba żądań. Powoduje to utworzenie profilu użytkownika dla każdej obrabiarki. Dane każdej obrabiarki są ujmowane jako dane historyczne. Profil użytkownika każdej obrabiarki jest dostępny jako dane historyczne za bieżący miesiąc, miesiące bieżącego roku i ostatnie 3 lata.
Początek dnia produkcyjnego rozpoczyna się poprzez włączenie pierwszej obrabiarki, natomiast koniec produkcji sygnalizowany jest poprzez wyłączenie ostatniej maszyny. System oblicza i archiwizuje dzienny czas produkcyjny dla każdej obrabiarki – również w ujęciu procentowym. Na wydajność pracy maszyny ma także wpływ częstotliwość przełączeń. Czas pracy i liczba żądań przełączeń są porównywane, co pozwala na określenie częstotliwości tego zjawiska. Zebrane dane służą do oceny wykorzystania i efektywności parku maszynowego. Aby program mógł funkcjonować, nie trzeba instalować żadnych dodatkowych urządzeń.
Rozkład kosztów energii dla każdej obrabiarki
Program zarządzający odpowiada także za gromadzenie danych dotyczących energii. W tym przypadku całkowite zapotrzebowanie instalacji na energię jest określane według grup funkcyjnych. Grupy funkcyjne systemu odciągowego to separator wstępny, wentylatory podciśnieniowe oraz odciąg i usuwanie przefiltrowanego materiału pyłowego i wiórowego.
Na podstawie danych charakterystycznych każdego indywidualnego odbiorcy w odpowiednich grupach funkcyjnych i godzinach pracy obliczana jest aktualna wydajność, a następnie określa się zużycie energii. Całkowite zużycie energii przez instalacje jest dodatkowo liczone za pomocą niezależnego licznika energii. Obliczone i zliczone wartości są stale porównywane i odpowiednio synchronizowane. Dla poszczególnych grup funkcyjnych instalacji odciągowej określane jest prawidłowe zużycie energii i możliwy jest dokładny rozkład kosztów. Wszystkie ustalone dane są obliczane i przechowywane w tym samym cyklu gromadzenia danych produkcyjnych. Zebrane dane są wystarczające do określenia rozkładu kosztów zużycia energii grup funkcyjnych systemu odciągowego. Aby program mógł funkcjonować, należy zainstalować licznik energii elektrycznej.
Określenie rozkładu kosztów energii pozwala poprawić transparentność kosztów całej produkcji. Na podstawie zgromadzonych danych produkcyjnych i danych dotyczących energii oraz ostatecznie ustalonych wartości dla systemu odciągowego poszczególnych obrabiarek w odniesieniu do wymaganej prędkości przepływu powietrza i wynikającej z tego ilości powietrza, uzyskuje się dokładny udział procentowy całkowitych kosztów systemu odciągowego.
Poza gromadzeniem informacji produkcyjnych dla każdej obrabiarki, dodatkowo pozyskiwane są następujące dane: zużycie energii systemu odciągowego za bieżący miesiąc, zsumowane wartości z ubiegłych miesięcy roku oraz zsumowane wartości z ubiegłych 3 lat. Dzięki określeniu tych danych dostępne są zatem koszty pracy systemu odciągowego każdej pojedynczej obrabiarki.
Optymalizacja ilości powietrza
Program automatycznie steruje wszystkimi zasuwami maszyn podłączonych do instalacji odciągowej. Zasuwy maszyn niepracujących są zamykane, dzięki czemu optymalizuje on ilość zużywanego powietrza. Wymagana ilość powietrza wynika z wymaganej prędkości przepływu powietrza i średnicy króćców odsysających. Wartość zadana podciśnienia jest teraz stopniowo zwiększana aż do momentu zmierzenia wymaganej ilości powietrza w systemie powietrza powrotnego. Odpowiednie pomiary w przewodach odciągowych i kanałach nie są możliwe, ponieważ prowadzą one materiał pyłowy i wiórowy. Pomiar w systemie powietrza powrotnego odbywa się przy nieobecności materiału i reprezentuje dokładnie takie same wartości jak w przewodzie odciągowym. Po określeniu wymaganego podciśnienia, obliczana jest, na podstawie średnicy przewodu głównego linii odciągowej, prędkość przepływu powietrza. Jeśli ustalona prędkość spadnie poniżej określonych wartości granicznych, istnieje ryzyko odkładania się materiału w przewodzie głównym – nie zostanie on w całości odprowadzony do instalacji filtracyjnej. W takim przypadku podprogram wymusza otwarcie jednej lub więcej zasuw w celu zwiększenia ilości wyciąganego powietrza, co powoduje wzrost prędkości powietrza w przewodzie głównym. Procedura ta jest stosowana w celu sprawdzenia systemu odciągowego każdej pojedynczej obrabiarki w układzie. Celem jest obsługa całej instalacji przy użyciu tylko jednej ważnej wartości zadanej podciśnienia, która jest optymalnie określona dla wymagań każdej obrabiarki i powinna być jak najniższa.
Moc odsysania zależy wyłącznie od prawidłowej prędkości przepływu powietrza bezpośrednio w króćcu odciągowym obrabiarki. Zastosowanie tego programu i wynikające z tego adaptacje w rurociągach mogą prowadzić do znacznych oszczędności energii, szczególnie w przypadku rozbudowy istniejących instalacji o dodatkowe króćce odsysające lub dodatkowe linie odciągowe. Jeżeli tylko dla jednej obrabiarki wartość zadana podciśnienia musi zostać zwiększona, powoduje to również wzrost mocy odsysania i wynikających z tego kosztów innych aktywnych obrabiarek, chociaż ten wzrost mocy nie jest konieczny.
Gromadzenie danych produkcyjnych i danych dotyczących energii dla instalacji odciągowo-filtracyjnej z maksymalnie 32 obrabiarkami odbywa się równolegle do programów sterowania i regulacji na kontrolerze instalacji, w połączeniu z panelem dotykowym w szafie sterowniczej.
Kontroler danych i optymalizacji
Do użytkowania programów optymalizacyjnych wymagany jest dodatkowy kontroler danych i optymalizacji. Kontroler ten może przetwarzać wszystkie programy nawet przy dużej liczbie obrabiarek i kilku instalacjach odciągowo-filtracyjnych. Interfejsy do systemów ERP wyższego poziomu są w fazie opracowywania. Prezentacja danych oparta jest na technologii WEB. Z każdego komputera w sieci lub przez Internet wizualizacja odbywa się za pośrednictwem odpowiedniej przeglądarki. Oprócz programów zarządzania i optymalizacji, kontroler danych i optymalizacji służy do wizualizacji i zarządzania komunikatami o błędach. Możliwe jest również podłączenie systemów zewnętrznych, między innymi grzewczych, wentylacyjnych czy techniki oświetleniowej. W rezultacie powstaje centralny punkt kontrolny dla całej techniki budynków.
~Tomasz Bogacki
