網(wǎng)絡化的熱源實現(xiàn)了最大的能源效率
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現(xiàn)代的包裝設計必須滿足不斷變化的高要求。例如，硬紙板包裝已經(jīng)不只是在運輸中用于處理和保護的一種方法；它們還必須執(zhí)行其它重要的任務，比如說，售賣場所（POP）廣告和促銷。相關制造過程必須相應地有效和靈活 — 但是，很不幸的是，這些過程也是能源密集型的。這個問題已經(jīng)延伸到了機械設備之外，還包含了用于廠房設施的 HVAC。例如在 Friedrich Wenner Vollpappen-Verarbeitungswerk，已經(jīng)證明使用通用的開放式樓宇自動化系統(tǒng)，諸如加熱器的智能控制，可在樓宇采暖時大大提高能源效率。系統(tǒng)供應商 Bruggemann 通過使用 200 多個 Beckhoff 總線端子模塊實現(xiàn)了節(jié)能的解決方案、基于需要的控制和其它功能。
“Friedrich Wenner Versmolder Vollpappen-Verarbeitungswerk GmbH”（實木板處理）于 1930 年在德國 Versmold 成立，原名“Friedrich Wenner Holzkistenfabrik”（木箱工廠）。借助于首批沖壓機，工廠于 20 世紀 60 年代開始生產(chǎn)折疊紙盒。作為客戶化的營銷和產(chǎn)品介紹手段，食品包裝紙箱日益重要；而該公司現(xiàn)在已經(jīng)成為了使用現(xiàn)代膠印法印刷的高質量實木硬紙板食品包裝紙箱的領先制造商之一。背后的過程不僅非常復雜，而且還非常耗能。在 Wenner，自動沖壓機以及打印、折疊和上膠機每年會消耗大約 150 萬 kWh 的能源。
具有高效潛力的現(xiàn)有結構
“制造個性化的包裝，”總經(jīng)理 Stephan Potthoff-Wenner 說，“需要非常密集的產(chǎn)品開發(fā)。為了滿足全新且不斷改變的客戶要求，這就需要不斷更改技術和投資新的機械。長期以來，我們都僅僅是通過采購器械來滿足這個目的，當空間不夠時，我們就新建其它的廠房。”然而，在 2009 年，當涉及到投資新的機械用于印制厚度達 1.5 mm 的實心硬紙板時，我們考慮到能源，就有了新想法和戰(zhàn)略轉移。Stephan Potthoff-Wenner 評論說：“此類機械具有需要事先檢查的連接負載。額外的電源需求直接讓我們想到：‘增加能耗是我們唯一的方向嗎？’”
這個問題使 Wenner 引入樓宇自動化項目，由工程技術人員 Nils Ellwart 監(jiān)管：“我們很快便注意到，當時沒有我們想要購買的現(xiàn)成解決方案。但是，項目不得不盡快開始。沒有用于正確解決方案的‘榜樣’，卻有大量關于能耗的良莠不齊的信息需要篩選。”答案很快就變得豁然明朗，這種復雜的能源效率任務只有借助于自動化技術才能實現(xiàn)。同樣位于 Versmold 的系統(tǒng)供應商 Bruggemann，作為專家合作伙伴。負責電子部的 Volker Herden 解釋說：“為了找到最佳控制策略，我們需要過濾大量的信息以聚焦于最重要的信息，這是非常有必要的。然而，每家能源和熱能供應商，甚至包括光伏系統(tǒng)和地下水輔助空調(diào)，都不得不注重能源效率。”需要集成的項目包括頂棚空氣加熱器、控制柜中的測量單元、熱量計、綜合供熱供電設備、高峰負荷單元、空氣壓縮機和熱泵。
自動化技術在運行中升級
這些性能規(guī)范對控制技術提出了很高的要求，特別是在統(tǒng)一和通用實施方面。Nils Ellwart 說：“我們想要在廠房運營期間進行調(diào)試，但是我們不想有太大風險。Beckhoff 的開放式系統(tǒng)在這里非常適用 — 特別是當生產(chǎn)機械自身在很大程度上已經(jīng)被 Beckhoff 技術控制時。各種載荷和能源都可通過將接口標準化的 Modbus 良好地集成。相反，專有的解決方案會使能源系統(tǒng)無限復雜。”
Wenner 能源效率系統(tǒng)還具有創(chuàng)新性解決方案的特點，比如相連能源的先行控制。例如，如果可以預期熱量將被提供 — 無論來源是什么 — 那么其它熱發(fā)生器的功耗就可以相應地降低。Beckhoff 系統(tǒng)合作伙伴 Brüggemann 現(xiàn)在的任務就是設計出一套可將所有組件和機械和諧相連的控制系統(tǒng)。Volker Herden 評論說：“本項目的創(chuàng)新點在于，安裝是在運行期間進行的。但是，智能聯(lián)網(wǎng)要求單獨數(shù)據(jù)點的相互依賴性是已知的。此外，為了根據(jù)經(jīng)驗值來調(diào)整廠房參數(shù)，數(shù)據(jù)的文件記錄也是很重要的。”
盡管高度復雜，但操作性良好
聯(lián)網(wǎng)結構引發(fā)了一個基本問題，即 Nils Ellwart 如下提出的：“怎樣才能確保廠房是可完全操作的？”因為在 Wenner，不是每種能源都是單獨優(yōu)化的，但卻總是與其它載荷和能源相關。因此，Kaeser 空氣壓縮機和大廳供暖的空氣循環(huán)互相結合。為此，基本前提就是所選的 Modbus 耦合可輕易擴展。例如，如果添加另外一個單元，那么另外一個總線端子模塊就需要被輕送地插入控制柜中且相應的驅動程序也需要寫入或拷貝。
原則上，廠房是中央結構型的。只有數(shù)字打印區(qū)中獨立運行的通風系統(tǒng)使用其自己的 Beckhoff CX9010 嵌入式控制器，其通過光纖電纜與中央服務器相連。除此之外，一臺帶 Intel® Celeron® M-ULV 處理器的無風扇型 C6925 工業(yè) PC 用作中央 PLC。一臺 BC9020 以太網(wǎng)總線端子模塊控制器用于控制真空系統(tǒng)；13 臺 BC9050 緊湊型以太網(wǎng)控制器負責采集運行數(shù)據(jù)。六件 BK9000 總線耦合器、兩件 BK9050 和兩件 BK9100 用于以太網(wǎng) TCP/IP 連接。
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