能源监测4.0-数字化简化了能源数据的收集和监测过程

作者:Tim Schrodt,就职于德国Endress+Hauser公司 发布时间:2021-09-07
慕尼黑皇家啤酒厂认为自己对环境和客户有特别的义务:承担气候保护的责任,为其他公司树立榜样。为了实现环境保护的目标以及挖掘蒸汽、水和压缩空气的节约潜能,在Endress+Hauser公司的支持下,这家啤酒厂安装了一个数字化的能源监测系统。

每年约有130万的游客会在“世界上最著名的酒馆”——位于国际大都市慕尼黑中心地带的Hofbräuhaus am Platzl啤酒屋饮用啤酒,而啤酒厂到啤酒屋的距离只有11km。每年约有160万升的酒在啤酒屋被喝掉。啤酒厂产余的32.5万升啤酒则要走更远的路,才能让消费者享受到纯正的巴伐利亚美味。慕尼黑皇家啤酒厂是德国首家全面确定自身碳足迹后主动控制碳排放的啤酒厂。通过规划行程路线减少运输车柴油消耗是该啤酒厂设定的10个环境目标之一。而事实上,酿造过程中所消耗的能量明显更多,他们希望减少特定的热量损失以及降低酒厂运行产生的CO2排放。环境保护专员控制着所有成文的措施和文件,并通过一个复杂的环境管理系统对其进行记录和评估。这是计量能源消耗的核心。

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数据整合的自动化概念

与Endress+Hauser合作的20多年,使得电气部门主管Silvio DiTano对其设备参数了如指掌。但是除了需要对设备进行配置外,还必须将数据集成的自动化概念加以整合——能够完整地记录能源使用量,且易于集成到酿酒厂现有的控制系统中,并将数据传输到现有的软件平台上进行分析和报告。在此基础上,最好能够以远程访问的方式获取数据。Endress+Hauser的销售工程师Rudi Schmid参与了整个方案商讨,并最终确定了方案的核心,即Memograph M。以一个数据管理器作为现场设备和过程控制层之间的接口,进而控制现场总线。Profinet是Memograph M的重要组成部分,会将传感器的当前测量值传递给控制系统。

Memograph M是一种搭载了智能算法的数据管理器,在直接计算热量后,会通过以太网TC/IP协议将其发送到软件平台。这种方式综合了现场的能源使用量(例如,综合考虑了工艺压力和温度因素),能够消除能源监测过程中潜在的错误来源。

将多功能集成于一身的网络服务器使数据管理器和记录器真正具备了工业4.0的能力——使得操作人员能够远程访问现场设备,并允许其方便地配置参数或检索存储数据。

Field-Xpert实现了Silvio DiTano远程获取能源数据的愿望。这款功能强大的工业平板电脑预装了所有重要工业协议的设备驱动库,只需点击即可自动识别设备。有了这台装备,电气工程师就能通过WLAN或蓝牙与所有Endress+Hauser设备相连,无论身处啤酒厂的任何位置,也能对当前的能源消耗状态和历史走势一目了然。

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记录能源使用量

完整的批次记录对于酒的生产至关重要,为此酿造车间的每一个糖化锅和热交换器都配备了能耗表。此外,安装有能源表的能耗点还包括为粉碎机和过滤槽控制水温的混水阀。即使是内部用水的水耗,也会被持续记录。在啤酒厂的蒸汽锅炉和水房中,同样设有测量点。热流计记录了气动运输麦糟的过程中所需的压缩空气量。共计有31个流量计、7个压力传感器和16个温度传感器,用以收集水、蒸汽和压缩空气的能源消耗数据。

这些数据是由3台Memograph M在4~20mA电流下通过脉冲信号进行收集的。“大量分布的测量点对数据整合和能耗记录工作造成了相当大的困扰,但好在Memograph M能够轻松化解这一问题。”Silvio DiTano解释并补充道,“Endress+Hauser仅仅花费了3天时间便完成了厂区设备的调试,除了水房以外。”

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建立能源监测系统网络

能源测量点的安装和更换是由啤酒厂的建造方进行管理的。提供的数据记录器是在控制柜中已接线好的顶盖轨道装置。啤酒厂的规划引起了建造方的注意,他们甚至还派出IT负责人参加了一次经验交流会。通过评估迄今为止收集到的数据,发掘系统的节约潜力是啤酒厂下一步的工作计划。对能耗记录的扩展是可以预见的。在任何情况下,为该系统配备与工业4.0兼容的组件都是正确的决定,在与现有基础设置加以整合的基础上,实现任何时间和任何地点的远程数据访问。这样一来,慕尼黑皇家啤酒厂不仅在环境保护方面,也在数字化方面发挥了模范作用。

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