能源管理:制造业的下一步是什么?

每家公司都可以成为能源公司。餐馆需要能源来为我们准备食物的烤箱和冰箱供电。加油站用电来运行为我们的车辆提供服务的工具。当然，食品和汽车制造商使用水、空气、煤气、电和蒸汽(工资)来生产日常生活所需的商品。

根据美国能源情报署(Energy Information Administration)发布的《2011年国际能源展望》(International Energy Outlook)，未来20年工业能源消耗将增长约50%，从2008年的191千万亿英热单位增长到2035年的288千万亿英热单位。根据2011年MPI制造业研究，随着能源使用的持续攀升，能源成本也在同样的上升轨道上，63%的制造工厂在过去的一年里报告了更高的公用事业和能源成本。五分之一的工厂能源成本上涨超过10%。

为了应对这些挑战，大多数工业公司开始跟踪某些产能的能源消耗，无论是在整个工厂还是特定生产线上。通过监测消耗，这些公司可以进行操作变更，以减少能源消耗和成本，例如更智能地安排生产，减少就地清洁操作，或对资产启动进行排序以减少峰值负载的影响。访问历史数据还允许管理人员解决间歇性或持续性的电能质量问题，例如电压下降或谐波，从而节省损坏机器或来自这些机器的劣质产品的数千美元，并避免与电网上的功率因素问题相关的罚款。

虽然这种类型的数据监控和分析对于改进至关重要(无法测量的东西就无法改进)，但许多公司开始问:“下一步是什么?”一旦收集到数据，解决了容易解决的问题，工业能源消费者还能做些什么来继续减少消耗和提高效率呢?

除了收集有关机器要求和产品消耗的能耗数据外，精明、有能源意识的公司还积极响应内部和外部条件，将实时能源使用与生产过程同步。

例如，很少有工厂“熄灯”(即在没有任何人工干预的情况下运行)，但成千上万的工厂严重依赖自动化设备和流程。许多生产环境不可能以其他方式存在。然而，自动化通常要求设备遵循严格的调度和程序，很少改变以适应不同的零件或产品。在一个班次中，生产修改只可能发生在解决威胁产品质量或工厂安全的异常情况时(例如，当设备停止和维护干预时)。

无论一家公司在迈向更节能的生产基础设施的道路上走到了哪里，水、空气、天然气、电力和蒸汽(工资)资源的每一个工业消费者都可以得到改善。

自动化可以在改进操作、影响安全性和整体设备效率(OEE、质量、产量和正常运行时间)以及影响能耗方面发挥新的关键作用。通过内部仪表板使工资信息可见，使管理人员和员工专注于获取进一步的能源管理改进，并产生显著的成本、合规性和性能优势。如果没有定期的测量、评审和修订——系统的PDCA(计划、执行、检查、调整)——持续改进的努力就会失去组织的利益。

可见和可操作的工资数据提供了一个PDCA循环，使员工能够不断地看到和解决问题。尤其重要的是要确保持续的收益，因为改进的能源消耗管理不一定会立即带来实质性的改善。能源管理是一场马拉松，而不是短跑，要以每小时和每天的增量来衡量节约:一台机器何时以及为什么会超过典型的能源消耗?为什么设备转换会导致启动浪涌?为什么一个部件的改变会把生产周期延长到一个高峰抽取期?

可见性是跟踪条件(成功和失败)并衡量实践、流程、设备和设备在最小化能源消耗方面的有效性的唯一实用方法。但与PDCA循环不同的是，PDCA循环是基于人类的观察和干预——包括管理人员和团队成员来执行计划、执行、检查和调整等活动——能源改善的关键在于进出设备的数据流。过程自动化强化了PDCA能源管理。

节省运动:四条能量小贴士

为了实现这一目标，变频驱动(vfd)、伺服和直线运动设备等工业技术是将能源智能转化为能源使用行动的必要条件。vfd作为固定速度控制器和节流装置的替代方案，主要通过以下四种方式提高操作性能、控制能力和节能:

1.避免高峰需求收费:在高峰需求期间，坡道电机逐渐提高速度。

2.根据负载优化功率:使用设备所需的精确(不过量)能量来满足需求。

3.发电:许多变频器能够再生电力，这些电力可以被输送回系统或出售给公用事业公司。

4.优化性能:智能电机控制集成了先进的网络和诊断功能，以优化性能，提高生产力，减少能源使用。

此外，Allen Avery在ARC咨询小组的报告中写道:“愿意应用最先进的信息和自动化技术可以对能源管理项目的成功产生重大影响。先进的过程控制、能源管理软件包和决策支持等应用程序可用于优化过程和协调工厂各功能区域的能源管理活动。从我们的调查来看，领导者(一组高绩效公司的基准)更有可能将新技术应用于能源管理问题，并投资于锅炉控制系统、数字控制系统和智能现场设备等技术升级。他们也更有可能利用信息技术来收集、管理和分析能源管理信息。领导者还试图设想从根本上改变流程本身以减少能源消耗的方法，并且更愿意让他们的研发部门致力于解决这个问题。”

自动化的数据收集和管理，加上电机控制和变频器的使用，使制造商能够在流程和设备的运行方式上进行渐进式的改变——慢慢地增加机器的容量——所有这些微小的改变加起来可以节省数百万美元的能源消耗。

无论一家公司在朝着更节能的生产基础设施发展的道路上走到哪一步，每个使用WAGES资源的工业消费者都有机会改进。

- Mary Burgoon，罗克韦尔自动化可持续生产、发电和能源管理市场开发经理。编辑:马克T.霍斯克，内容经理，CFE媒体，控制工程和设备工程，mhoske@cfemedia.com．

也可参阅罗克韦尔自动化的工业能源管理市场研究报告．

www.rockwellautomation.com

www.odva.org

您是否具有本内容中提到的主题的经验和专业知识?您应该考虑为我们的CFE媒体编辑团队做出贡献，并获得您和您的公司应得的认可。点击在这里开始这个过程。