Die Bedeutung des industriellen IoT
Da das Land weiterhin den Ausbau der Infrastruktur und die digitale Wirtschaft vorantreibt, das industrielle Internet der Dinge rückt zunehmend in den Fokus der Öffentlichkeit. Statistischen Daten zufolge wird das Marktvolumen der chinesischen Industrie-IoT-Branche im Jahr 2021 die Marke von 800 Milliarden Yuan überschreiten und 806 Milliarden Yuan erreichen. Entsprechend den nationalen Planungszielen und dem aktuellen Entwicklungstrend des industriellen Internets der Dinge in China wird der Umfang der chinesischen Industrie für das industrielle Internet der Dinge in Zukunft weiter zunehmen, und die Wachstumsrate des Marktvolumens dieser Branche wird sich allmählich beschleunigen. Es wird erwartet, dass das Marktvolumen der chinesischen Industrie-IoT-Branche bis 2023 eine Billion Yuan überschreiten wird, und Prognosen zufolge soll das Marktvolumen der chinesischen Industrie-IoT-Branche im Jahr 2024 auf 1,25 Billionen Yuan anwachsen. Die Aussichten für die Industrie-IoT-Branche in meinem Land sind sehr optimistisch.
Chinesische Unternehmen haben zahlreiche Anwendungsbeispiele für das industrielle Internet der Dinge (IIoT) auf den Weg gebracht. Bemerkenswert ist, dass zwar fast 60% der befragten Führungskräfte chinesischer Unternehmen angaben, eine Entwicklungsstrategie für das Internet der Dinge formuliert zu haben, jedoch nur 40% angaben, entsprechende Investitionen getätigt zu haben. Dies könnte mit den relativ hohen Anfangsinvestitionen im Bereich des industriellen Internets der Dinge zusammenhängen, wobei die tatsächliche Wirkung noch ungewiss ist. Daher wird in diesem Artikel anhand eines praktischen Beispiels zur intelligenten Umgestaltung von Luftkompressorräumen erläutert, wie das industrielle Internet der Dinge Fabriken dabei helfen kann, Kosten zu senken und die Effizienz zu steigern.
Ein Luftkompressor ist ein Gerät, das Hochdruckluft für bestimmte industrielle Anlagen erzeugen kann, die Hochdruckluft im Bereich von 0,4 bis 1,0 MPa benötigen, wie beispielsweise Reinigungsmaschinen, verschiedene pneumatische Messgeräte usw. Der Stromverbrauch von Luftkompressorsystemen macht etwa 8 bis 10% des industriellen Energieverbrauchs aus. Der nationale Stromverbrauch von Luftkompressoren beträgt etwa 226 Milliarden kW·h/a, wovon der effektive Energieverbrauch nur 66% ausmacht; die restlichen 34% an Energie (etwa 768,4 Milliarden kW·h/a) gehen verloren.
Die Nachteile herkömmlicher Kompressorräume lassen sich wie folgt zusammenfassen:
1. Hohe Arbeitskosten
Eine herkömmliche Druckluftkompressorstation besteht aus N Kompressoren. Das Starten, Stoppen und die Zustandsüberwachung der Druckluftkompressoren in Druckluftkompressorstationen erfolgen durch das vor Ort tätige Personal, was mit hohen Personalkosten verbunden ist.
Darüber hinaus ist es im Instandhaltungsmanagement zeitaufwendig und arbeitsintensiv, wenn zur Fehlerbehebung am Luftkompressor anschließend manuelle regelmäßige Wartungsarbeiten und Vor-Ort-Inspektionen durchgeführt werden; zudem kommt es zu Verzögerungen bei der Fehlerbehebung, was die Produktion behindert und wirtschaftliche Verluste verursacht. Tritt ein Geräteausfall auf, führt eine übermäßige Abhängigkeit von Dienstleistern, die zur Behebung des Problems vor Ort kommen müssen, zu Produktionsverzögerungen sowie zu Zeit- und Geldverschwendung.
2. Hohe Energiekosten
Im manuellen Betrieb ist der tatsächliche Gasbedarf am Ende unbekannt. Um den Gasverbrauch sicherzustellen, ist es in der Regel erforderlich, weitere Luftkompressoren einzuschalten. Der Luftbedarf am Ende schwankt jedoch. Bei geringem Luftverbrauch laufen die Anlagen im Leerlauf oder müssen Druck ablassen, was zu einer Verschwendung von Energie führt.
Zudem sind manuelle Zählerablesungen weder zeitnah noch genau, und es findet keine Datenanalyse statt. Rohrleckagen, übermäßige Druckverluste im Trockner usw. führen zu Zeitverschwendung und lassen sich nicht beurteilen.
3. Geringe Anlageneffizienz
Im Einzelbetrieb kann der Produktionsbedarf durch bedarfsgerechtes Einschalten der Maschine gedeckt werden, um einen konstanten Gasverbrauch zu gewährleisten. Wenn jedoch mehrere Anlagen parallel betrieben werden, kommt es vor, dass sich Größe und Leistung der Anlagen unterscheiden und der Gasverbrauch sowie die Verbrauchszeiten in den verschiedenen Produktionshallen uneinheitlich sind, was sich auf die gesamte Gasversorgung auswirkt. Die Station hat höhere Anforderungen an die wissenschaftlich fundierte Steuerung des Ein- und Ausschaltens, der Zählerstandserfassung, der Energieeinsparung und des Stromverbrauchs gestellt.
Ohne eine sinnvolle und wissenschaftlich fundierte Abstimmung und Planung lässt sich der erwartete Energiespareffekt nicht erzielen: So werden beispielsweise Nachbehandlungsanlagen wie energieeffiziente Luftkompressoren der ersten Stufe und Kältetrockner eingesetzt, doch der nach Inbetriebnahme erzielte Energiespareffekt entspricht nicht den Erwartungen.
4. Die Datenverwaltung erfolgt nicht zeitnah
Sich auf manuell erstellte Statistiken aus den Gas- und Stromverbrauchsberichten der Anlagenverantwortlichen zu verlassen, ist zeitaufwendig und arbeitsintensiv und geht mit einer gewissen Zeitverzögerung einher. Die Betreiber von Unternehmen können auf der Grundlage von Stromverbrauchs- und Gasproduktionsberichten keine zeitnahen Managemententscheidungen treffen. So kommt es beispielsweise bei den täglichen, wöchentlichen und monatlichen Datenberichten zu Datenverzögerungen, und jede Werkstatt muss separat berechnet werden, sodass die Daten nicht einheitlich sind und die Ablesung der Zähler umständlich ist.
Der Aufbau eines digitalen Luftkompressorstationssystems auf Basis der IoT-Technologie wird die Luftkompressorstation digital und intelligent machen:
1. Personalverschwendung vermeiden
Visualisierung der Station: 100% stellt durch Konfiguration den Gesamtüberblick über die Luftkompressorstation wieder her, einschließlich, aber nicht beschränkt auf die Echtzeit-Datenüberwachung und Echtzeit-Fehlermeldungen von Luftkompressoren, Trocknern, Filtern, Ventilen, Taupunktmessgeräten, Stromzählern, Durchflussmessern und anderen Geräten. Um eine unbemannte Verwaltung der Anlagen zu ermöglichen, werden alle erforderlichen Parameter der Luftkompressoren in Echtzeit digital angezeigt.
Geplante Konfiguration: Automatisches Starten und Stoppen der Anlagen durch Festlegen der geplanten Zeit, wodurch ein planmäßiger Gasverbrauch gewährleistet wird und keine Mitarbeiter mehr vor Ort für die Inbetriebnahme erforderlich sind.
2. Intelligentes Anlagenmanagement
Rechtzeitige Wartung: Passen Sie den Zeitpunkt der Wartungserinnerung individuell an. Das System berechnet die fälligen Wartungsmaßnahmen auf der Grundlage des letzten Wartungszeitpunkts und der Betriebszeit der Anlage und erinnert Sie daran. Führen Sie die Wartung rechtzeitig durch, wählen Sie die Wartungsmaßnahmen sinnvoll aus und vermeiden Sie übermäßige Wartungsarbeiten.
Intelligente Steuerung: Durch präzise Strategien werden die Anlagen optimal gesteuert, um Energieverschwendung zu vermeiden. Dies trägt zudem dazu bei, die Lebensdauer der Anlagen selbst zu verlängern.
3. Echtzeit-Datenanalyse
Datenanzeige: Auf der Startseite können Sie auf einen Blick das Gas-Strom-Verhältnis und den Energieverbrauch der Station pro Einheit erkennen.
Datenübersicht: Mit einem Klick können Sie die detaillierten Parameter jedes beliebigen Geräts einsehen.
Historische Rückverfolgbarkeit: Alle Parameter lassen sich auf der Ebene von Jahr, Monat, Tag, Stunde, Minute und Sekunde mit den entsprechenden Kurven anzeigen; zudem wird der Tabellenexport mit einem Klick unterstützt.
Energiemanagement: Die Auffälligkeiten beim Energieverbrauch der Anlagen gründlich untersuchen, um deren Effizienz auf ein optimales Niveau zu steigern.
Analysebericht: Zusammenführung von Betrieb und Wartung, Steuerung und Betriebseffizienz, um denselben Analysebericht und denselben Plan zur Analyseoptimierung zu erhalten
Darüber hinaus verfügt das System über eine Alarmzentrale, die Fehlerhistorien aufzeichnen, Fehlerursachen analysieren, Probleme lokalisieren und versteckte Gefahren beseitigen kann.
Zusammenfassend
Insgesamt sorgt das digitale Luftkompressorstationssystem dafür, dass die Luftkompressorstation sicherer und effizienter arbeitet, und vor allem kann es auch Kosten senken und die Effizienz steigern. Anhand der erfassten Echtzeitdaten werden automatisch verschiedene Maßnahmen ausgelöst, wie beispielsweise die Steuerung der Anzahl der in Betrieb befindlichen Luftkompressoren und die Sicherstellung eines Niederdruckbetriebs der Luftkompressoren, um unnötigen Energieverbrauch zu vermeiden. Es ist bekannt, dass eine große Fabrik, nachdem sie dieses System eingeführt hatte, zwar mehrere Millionen in die anfängliche Umrüstung investiert hatte, die eingesparten Kosten jedoch bereits nach einem Jahr “amortisiert” waren und sie danach jedes Jahr weiterhin mehrere Millionen einsparen wird. Eine solche Investition – als ich davon erfuhr, war ich ein wenig beeindruckt.
Anhand dieses praktischen Beispiels wird wohl jedem klar werden, warum das Land die digitale und intelligente Transformation von Unternehmen vorantreibt. Vor dem Hintergrund der CO₂-Neutralität kann die digitale und intelligente Transformation von Unternehmen nicht nur zum Umweltschutz beitragen, sondern auch das Produktionsmanagement ihrer Fabriken sicherer und effizienter gestalten und ihnen so echte wirtschaftliche Vorteile verschaffen.
