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网络化的热源实现了最大的能源效率

作者:时间:2016-12-19来源:网络收藏
用于楼宇和生产的通用自动化技术

现代的包装设计必须满足不断变化的高要求。例如,硬纸板包装已经不只是在运输中用于处理和保护的一种方法;它们还必须执行其它重要的任务,比如说,售卖场所(POP)广告和促销。相关制造过程必须相应地有效和灵活 — 但是,很不幸的是,这些过程也是能源密集型的。这个问题已经延伸到了机械设备之外,还包含了用于厂房设施的 HVAC。例如在 Friedrich Wenner Vollpappen-Verarbeitungswerk,已经证明使用通用的开放式楼宇自动化系统,诸如加热器的智能控制,可在楼宇采暖时大大提高能源效率。系统供应商 Bruggemann 通过使用 200 多个 Beckhoff 总线端子模块实现了节能的解决方案、基于需要的控制和其它功能。

“Friedrich Wenner Versmolder Vollpappen-Verarbeitungswerk GmbH”(实木板处理)于 1930 年在德国 Versmold 成立,原名“Friedrich Wenner Holzkistenfabrik”(木箱工厂)。借助于首批冲压机,工厂于 20 世纪 60 年代开始生产折叠纸盒。作为客户化的营销和产品介绍手段,食品包装纸箱日益重要;而该公司现在已经成为了使用现代胶印法印刷的高质量实木硬纸板食品包装纸箱的领先制造商之一。背后的过程不仅非常复杂,而且还非常耗能。在 Wenner,自动冲压机以及打印、折叠和上胶机每年会消耗大约 150 万 kWh 的能源。

具有高效潜力的现有结构

“制造个性化的包装,”总经理 Stephan Potthoff-Wenner 说,“需要非常密集的产品开发。为了满足全新且不断改变的客户要求,这就需要不断更改技术和投资新的机械。长期以来,我们都仅仅是通过采购器械来满足这个目的,当空间不够时,我们就新建其它的厂房。”然而,在 2009 年,当涉及到投资新的机械用于印制厚度达 1.5 mm 的实心硬纸板时,我们考虑到能源,就有了新想法和战略转移。Stephan Potthoff-Wenner 评论说:“此类机械具有需要事先检查的连接负载。额外的
电源需求直接让我们想到:‘增加能耗是我们唯一的方向吗?’”

这个问题使 Wenner 引入楼宇自动化项目,由工程技术人员 Nils Ellwart 监管:“我们很快便注意到,当时没有我们想要购买的现成解决方案。但是,项目不得不尽快开始。没有用于正确解决方案的‘榜样’,却有大量关于能耗的良莠不齐的信息需要筛选。”答案很快就变得豁然明朗,这种复杂的能源效率任务只有借助于自动化技术才能实现。同样位于 Versmold 的系统供应商 Bruggemann,作为专家合作伙伴。负责电子部的 Volker Herden 解释说:“为了找到最佳控制策略,我们需要过滤大量的信息以聚焦于最重要的信息,这是非常有必要的。然而,每家能源和热能供应商,甚至包括光伏系统和地下水辅助空调,都不得不注重能源效率。”需要集成的项目包括顶棚空气加热器、控制柜中的测量单元、热量计、综合供热供电设备、高峰负荷单元、空气压缩机和热泵。

自动化技术在运行中升级

这些性能规范对控制技术提出了很高的要求,特别是在统一和通用实施方面。Nils Ellwart 说:“我们想要在厂房运营期间进行调试,但是我们不想有太大风险。Beckhoff 的开放式系统在这里非常适用 — 特别是当生产机械自身在很大程度上已经被 Beckhoff 技术控制时。各种载荷和能源都可通过将接口标准化的 Modbus 良好地集成。相反,专有的解决方案会使能源系统无限复杂。”

Wenner 能源效率系统还具有创新性解决方案的特点,比如相连能源的先行控制。例如,如果可以预期热量将被提供 — 无论来源是什么 — 那么其它热发生器的功耗就可以相应地降低。Beckhoff 系统合作伙伴 Brüggemann 现在的任务就是设计出一套可将所有组件和机械和谐相连的控制系统。Volker Herden 评论说:“本项目的创新点在于,安装是在运行期间进行的。但是,智能联网要求单独数据点的相互依赖性是已知的。此外,为了根据经验值来调整厂房参数,数据的文件记录也是很重要的。”

尽管高度复杂,但操作性良好

联网结构引发了一个基本问题,即 Nils Ellwart 如下提出的:“怎样才能确保厂房是可完全操作的?”因为在 Wenner,不是每种能源都是单独优化的,但却总是与其它载荷和能源相关。因此,Kaeser 空气压缩机和大厅供暖的空气循环互相结合。为此,基本前提就是所选的 Modbus 耦合可轻易扩展。例如,如果添加另外一个单元,那么另外一个总线端子模块就需要被轻送地插入控制柜中且相应的驱动程序也需要写入或拷贝。

原则上,厂房是中央结构型的。只有数字打印区中独立运行的通风系统使用其自己的 Beckhoff CX9010 嵌入式控制器,其通过光纤电缆与中央服务器相连。除此之外,一台带 Intel® Celeron® M-ULV 处理器的无风扇型 C6925 工业 PC 用作中央
PLC。一台 BC9020 以太网总线端子模块控制器用于控制真空系统;13 台 BC9050 紧凑型以太网控制器负责采集运行数据。六件 BK9000 总线耦合器、两件 BK9050 和两件 BK9100 用于以太网 TCP/IP 连接。

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