Өнеркәсіптік нысандардың электрленуі артып келеді, бұл зауыттарды жобалау, пайдалану және кеңейту тәсілдерін өзгертуде. Электр инфрақұрылымын өндірісті автоматтандырудан бөлек дербес жүйе ретінде қарастыруға енді болмайды. Осы өзгерісті ескере отырып, Hitachi Energy мен Rockwell Automation электр қуаты инфрақұрылымын өндіріске жауапты автоматтандыру және цифрлық жүйелермен байланыстыратын, желіден процеске дейінгі интеграцияланған архитектураға бағытталған ынтымақтастықты жариялады.
Жекелеген жүйелерден желіден процеске дейінгі архитектураға
Дәстүрлі түрде электр энергиясын тарату, қуат сапасы, қорғаныс, энергияны басқару, процестерді басқару және өндірісті автоматтандыру көбіне жеке инженерлік бағыттар ретінде жобаланып келді. Мұндай тәсіл энергиямен қамтамасыз ететін жүйелер мен оны тұтынатын жүйелердің арасында шекаралар туғызуы мүмкін.
Hitachi Energy мен Rockwell Automation ұсынған тәсіл үйлесімді архитектураға көшуге бағытталған. Ол желіге қосу, қуат сапасы, қорғаныс пен басқару, энергияны басқару, процестерді автоматтандыру және цифрлық операциялар салаларындағы тәжірибені біріктіреді.
Инженерлік тұрғыдан алғанда, бұл тұжырымдаманың құндылығы — жүйелерді бір желіге көбірек қосудың өзінде ғана емес. Елеулі өзгеріс — электрлік жағдайлар мен өндірістік талаптарды ортақ жоспарлау және пайдалану моделінің бір бөлігіне айналдыру мүмкіндігі.
Электрлендіру неліктен өндірістің мәселесіне айналып келеді
Өнеркәсіпті электрлендіру енді тек энергетика немесе тұрақты даму жобасы ретінде емес, өндірістік қуатпен тығыз байланысты құбылыс ретінде қарастырылады.
Электр энергиясына сұраныстың артуы қосалқы станциялардың қуатына, тарату архитектурасына, қуат сапасына, қорғанысты үйлестіруге, қозғалтқыш жүйелеріне, жетектерге және өндірістік жабдықтың қолжетімділігіне әсер етуі мүмкін. Сонымен қатар өндірістік процестердегі өзгерістер электр жүктемесі мен жұмыс талаптарын тікелей өзгерте алады.
Осылайша, екіжақты байланыс қалыптасады: электр жүйесі өндіріске әсер етеді, ал өндіріс электр жүйесінің қалай жобаланып, пайдаланылуы керегін айқындайды.
Сондықтан желіден процеске дейінгі архитектура жобалау, іске қосу және зауытты пайдалану кезінде осы өзара тәуелділіктерді ескеруге арналған ортақ негіз бола алады.
Алғашқы қолдану саласы — тау-кен өндірісі мен металлургия
Ынтымақтастықтың бастапқы бағыты тау-кен өндірісі мен металлургия болады. Бұл сала электр инфрақұрылымы мен автоматтандыруды неге бірге қарастыру керегін айқын көрсетеді.
Ұсақтау, ұнтақтау, тасымалдау және кенді өңдеу сияқты процестер көп электр қуатын тұтынады. Сондықтан электрмен жабдықтаудағы үзіліс немесе қуат сапасының нашарлауы жабдықтың пайдаланылуына, өндірістің үздіксіздігіне және пайдалану шығындарына әсер етуі мүмкін.
Тау-кен компаниялары қолданыстағы нысандарды жаңғырта отырып, өндірістік қуатты арттыруға да қысым көріп отыр. Электрлендіру капиталға, инфрақұрылымға және іске қосу талаптарына байланысты шектеулері бар жобаларға тағы бір инженерлік фактор қосады.
Компаниялар алдағы онжылдықта жаңа тау-кен өндірістік қуатын құруға арналған өсу инвестициялары шамамен 1 триллион долларға жетуі мүмкін деген есепті келтіреді.
Қуат сапасы — автоматтандыру тиімділігінің бір бөлігі
Инженериядағы маңызды мәселелердің бірі — қуат сапасы.
Автоматтандыру инженерлері көбіне контроллерлердің қолжетімділігіне, желінің резервтелуіне, енгізу-шығару өнімділігіне, аспаптарға және басқару логикасына назар аударады. Алайда бұл жүйелер тиісті кернеу сапасын, қорғаныс пен электрмен жабдықтау үздіксіздігін қамтамасыз етуі тиіс инфрақұрылымға тәуелді.
Үлкен қозғалтқыштар, айнымалы жылдамдықты жетектер, түрлендіргіштер және басқа қуат электроникасы жабдықтары электрлік кедергілер туғызуы немесе жүктемеге жоғары талап қоюы мүмкін. Керісінше, электрлік жағдайлардың тұрақсыздығы автоматтандыру жабдықтары мен өндірістік процестерге әсер етуі ықтимал.
Сондықтан қуат сапасы туралы ақпаратты автоматтандыру және пайдалану деректерімен біріктіру зауыт жұмысының толық көрінісін алуға көмектеседі.
Қорғаныс пен басқаруға операциялық жағдай туралы толығырақ ақпарат қажет
Қорғаныс жүйелері дәстүрлі түрде электрлік параметрлер мен алдын ала белгіленген қорғаныс сұлбаларына сәйкес жұмыс істейді. Ал процестерді автоматтандыру өндірістегі жағдайлар мен жабдықтың күйіне жауап береді.
Осы бағыттардың интеграциясын арттыру пайдалану топтарына электрлік оқиғаларды өндірістік активтер тұрғысынан түсінуге мүмкіндік береді. Мысалы, электрлік кедергіні тек қорғаныс оқиғасы ретінде ғана емес, оның қай өндірістік жүйелерге әсер еткені, жабдықты пайдалану деңгейі қалай өзгергені және өндірісті қалпына келтіру қажет пе деген тұрғыдан да бағалауға болады.
Бұл дербес қорғаныс функцияларынан бас тартуды білдірмейді. Керісінше, қорғаныс, электрлік басқару, процестерді автоматтандыру және бақылау жүйелері арасында ақпарат алмасуды жақсартуға мүмкіндік береді.
Цифрлық операциялар байланыстырушы қабат қалыптастырады
Өнеркәсіптік нысан жұмыс істей бастағанда, электрлендіру, автоматтандыру және цифрлық технологиялар энергия тұтыну, өндіріс тиімділігі мен активтерді пайдалану туралы ақпаратты аша алады.
Бұл ақпарат операциялық талдауға көмектесіп, электр жүктемесі мен өндіріс барысының өзара байланысын анықтауға негіз болады.
Меніңше, бұл ынтымақтастықтың ең практикалық тұстарының бірі. Цифрлық интеграция инженерлік деректерді операторлар мен техникалық қызмет көрсету топтары пайдалана алатын ақпаратқа айналдырғанда ғана пайдалы. Деректерді жабдықтың күйімен, өндірістік талаптармен және операциялық шешімдермен байланыстырмай, оларды жай ғана көбірек жинау зауыттың жұмысын жақсартпайды.
Болашақтағы қуаттылықты жоспарлау
Өнеркәсіптік электр жүйелері сирек өзгеріссіз қалады. Өндіріс қуаты артуы, қосымша жетектер орнатылуы, жаңа технологиялық жабдық енгізілуі, ал болашақта нысанға баламалы энергия көздері қосылуы мүмкін.
Электр және автоматтандыру жүйелерін бөлек жобалау кейінгі кеңейтуді қиындатуы мүмкін, өйткені әрбір өзгеріс инженерияның бірнеше бағыты бойынша түзетулерді қажет етуі ықтимал.
Үйлестірілген архитектура қосымша өндірістік қуатқа, электрлендіруді арттыруға және жаңа энергия көздерін интеграциялауға арналған ауқымдалатын негіз қалыптастыра алады.
Бұл әсіресе тау-кен жобалары үшін маңызды, өйткені нысанның пайдалану мерзімі бойы инфрақұрылым елеулі өзгерістерге бейімделуі мүмкін.
Инженерлік артықшылық: шекаралар азаяды
Ынтымақтастықтың ең маңызды техникалық негізі — электр инженериясы мен автоматтандыру инженериясы арасындағы шекараларды азайту.
Заманауи өнеркәсіптік нысанда орта және төмен кернеулі тарату жүйелері, қорғаныс және басқару жабдықтары, қозғалтқыштар мен жетектер, PLC немесе DCS жүйелері, өнеркәсіптік желілер, аспаптар, энергияны басқару платформалары және активтерді бақылау қолданбалары болуы мүмкін. Олар бөлек жобаланып, басқарылғанымен, іс жүзінде өзара әрекеттесіп тұрады.
Желіден процеске дейінгі тұжырымдама осы физикалық өзара әрекеттесуді мойындап, инженерлік жобалау мен пайдалану үшін үйлесімдірек негіз ұсынуға тырысады.
Жоба топтары үшін бұл жүйелерді жобалау, іске қосу, ақауларды жою және болашақта кеңейту кезіндегі үйлестіруді жақсартуы мүмкін.
Тау-кен өндірісі мен металлургиядан тыс салалар
Алғашқы мақсатты сала тау-кен өндірісі мен металлургия болғанымен, дәл осы инженерлік қағидаларды энергияны көп қажет ететін өзге салаларда да қолдануға болады.
Өндіріс зауыттары, деректер орталықтары, химия нысандары, көлік инфрақұрылымы және басқа да ірі өнеркәсіптік нысандар жоғары деңгейдегі электрмен жабдықтау сенімділігіне және қатаң бақыланатын өндірістік процестерге барған сайын көбірек тәуелді.
Электрлендіру кеңейген сайын, пайдалану тұрғысынан «электр жүйесі» мен «өндіріс жүйесінің» арасындағы айырмашылықтың мәні азая береді.
Өнеркәсіптік автоматтандыру үшін бұл нені білдіреді
Hitachi Energy мен Rockwell Automation ынтымақтастығы өнеркәсіптік инженериядағы кең ауқымды үрдісті көрсетеді: электр инфрақұрылымы өндіріс тиімділігіне барған сайын айқын әсер етуде.
Ұзақ мерзімді мүмкіндік — қуат жабдығын автоматтандыру желілеріне жай ғана қосу емес. Ол электрлік жағдайларды, өндірістік талаптарды, активтерді пайдалану деңгейін және энергия тұтынуды біртұтас қарастыруға мүмкіндік беретін архитектура құруда.
Өнеркәсіптік автоматтандыру инженерлері үшін бұл болашақтағы зауыт архитектуралары электр энергиясын тарату, қорғаныс, жетектер, PLC/DCS платформалары, өнеркәсіптік желілер, энергияны басқару және цифрлық операциялар арасында тығыз үйлестіруді қажет етуі мүмкін дегенді білдіреді.
Іс жүзіндегі нәтиже компаниялардың бұл тұжырымдаманы нақты архитектуралар мен өнеркәсіптік шешімдерге қалай айналдыратынына байланысты болады. Дегенмен, техникалық бағыт айқын: өнеркәсіптік процестер электрленген сайын, электр энергетикасы мен автоматтандыру инженериясын бір жүйенің бөліктері ретінде жобалау қажеттігі арта түседі.
