Energooszczędne procesy produkcji
O nowych procesach przemysłowych i nowatorskich sposobach prowadzenia istniejących procesów mówi się na całym świecie w kontekście wyższej wydajności energetycznej i obniżenia emisji dwutlenku węgla. W szczególności kontrola i obsługa procesu, maszyny przepływowe i sprzęt elektryczny stają się zdecydowanie bardziej zintegrowane. Oferuje to nowe możliwości w zakresie oszczędności energii za sprawą lepszego zarządzania sprzętem, automatyzacji i optymalizacji. Potrzebne są dalsze szkolenia i działania badawcze, aby uzupełnić obecne luki w technologii. W tym kontekście naukowcy zainicjowali projekt ENERGY-SMARTOPS (Energy savings from smart operation of electrical, process and mechanical equipment) mający na celu przeszkolenie w tej dziedzinie kohorty inżynierów na początkowym etapie kariery. Badacze z powodzeniem opracowali nowe metody pomiaru i algorytmy w celu zwiększenia zaufania do technik monitorowania warunków oraz umożliwienia konserwacji w oparciu o panujące warunki. Bieżące metody nie są w stanie właściwie diagnozować kondycji synchronicznych maszyn. Nowo opracowane metody umożliwiają identyfikację wad maszyn synchronicznych, rozróżniając między wadami elektrycznymi a mechanicznymi. Pozwala to zmniejszyć potrzebę prowadzenia okresowych prac konserwacyjnych, zapewniając wyższą wydajność procesu. Zastosowanie danych pochodzących z wielu czujników w łączeniu wyników monitorowania uzyskanych z rozmaitych podsystemów pozwala na zidentyfikowanie najbardziej prawdopodobnego źródła błędu, co prowadzi do ograniczenia czasu przestoju i dokładniejszej diagnozy. Badacze opracowali nową strukturę optymalizacji, która wykorzystuje informacje pochodzące z monitorowania i sugestie dotyczące optymalnej konfiguracji obiegowej sprężarki gazów, zwiększając w ten sposób wydajność systemu i obniżając ogólne koszty operacyjne. Przede wszystkim podejście oparte na szeregowaniu w procesach produkcyjnych może prowadzić do 10% redukcji kosztów operacyjnych i zmniejszenia zużycia energii nawet do 37%. Inne osiągnięcia projektu obejmują ulepszone algorytmy na potrzeby predykcyjnego monitorowania procesu, które może dostarczyć informacji na temat obecności wad, ich pochodzenia oraz ich wpływu na osiągi systemu/sprzętu. Ponadto badacze stworzyli zaawansowane techniki kontroli do napędów elektrycznych, uwzględniając straty w żelazie i saturację maszyny, zmienność w parametrach modelu oraz wymogi procesu. Opracowano też narzędzie do optymalizacji szeregowania, zapewniające gładkie włączenie danych i informacji oraz ich dostępność na całym terenie huty żelaza. Narzędzie to umożliwia także interakcję z użytkownikiem, gdy dochodzi do zachwiania stabilności w procesie produkcji, zużyciu energii lub dostępności surowców. Projekt ENERGY-SMARTOPS jest zgodny ze strategią europejską w zakresie redukcji zużycia energii o co najmniej 20% do roku 2020.
Słowa kluczowe
Proces produkcji, oszczędność energii, kontrola procesu, maszyna synchroniczna, sprężarka gazów
