Z integracijo procesorjev Intel Core™2 Quad v kompaktni industrijski krmilnik velikosti 3U ponuja družba National Instruments prednosti arhitekture Intel znanstvenikom in načrtovalcem, ki zahtevajo več jeder za razvoj zmogljivih in učinkovitih vzporednih preizkusnih in krmilnih sistemov, je povedal Jonathan Luse, direktor trženja za skupino za vgnezdene procesorje in komunikacijo pri družbi Intel.

Za podrobnejše informacije o štirijedrnih vgnezdenih krmilnikih PXI-8110 obiščite spletni naslov www.ni.com/pxi.

Članek: Zmanjšanje porabe energije in povečanje učinkovitosti postopkov s programirljivimi krmilniki za avtomatizacijo

Avtor: Dave Brandt, Nucor Corp

Izziv:
Razvoj sistema za avtomatizacijo v objektu za recikliranje jekla, ki bi zmanjšal porabo energije, da bo skladna z državnimi predpisi o porabi energije, hkrati pa izboljšal varnost in učinkovitost obrata.

Rešitev:
Uporaba programirljivih krmilnikov za avtomatizacijo (PAC) družbe National Instruments in grafičnega programskega okolja NI LabVIEW za razvoj rešitev za avtomatizacijo obrata, ki natančno merijo potrebno energijo za recikliranje jekla in izboljšujejo varnost v objektu.

Pri programiranju z LabVIEW in PAC smo v primerjavi s programiranjem s PLC-ji in lestvično logiko opazili 10-kratno povečanje učinkovitosti in drastično zmanjšanje stroškov avtomatizacije objekta.

Dva od vsakih treh kilogramov jekla sta izdelana iz že uporabljenega jekla, tako da je to najbolj pogosto recikliran material v Severni Ameriki. Za recikliranje jekla porabimo med 60 in 74 odstotkov manj energije kot pri proizvodnji novega jekla iz surovin, kar je enako količini energije za 18 milijonov domov za eno leto.

Izboljšanje recikliranja jekla
Jeklarska podjetja nenehno izboljšujejo svoje postopke recikliranja, da bi naredila postopke učinkovitejše in prijaznejše okolju. V podjetju Nucor nam veliko pomeni, da varujemo okoljske vire, zato smo postali največje podjetje za recikliranje v Severni Ameriki. V letu 2005 smo kupili podjetje Marion Steel v mestu Marion v Ohiu, ki je na središču območja, kjer se porabi skoraj 60 odstotkov jekla v Združenih državah Amerike. Ohraniti želimo svoje visoke standarde, zato smo pri prevzemu nemudoma ugotovili potrebo po izvedbi sistema za avtomatizacijo objekta, da bi izboljšali učinkovitost in varnost obrata.

Zmanjšanje porabe energije s programsko in strojno opremo NI
Vobratu Marion proizvajamo široko paleto rešetk, opornikov za znake in stebričkov ter sisteme pregrad za kable z uporabo recikliranega jekla. Med postopkom recikliranja jekla v obločni peči segrevamo odpadne kovine, pri tem pa, odvisno od vrste jekla, ki ga proizvajamo, gostemu jeklu dodajamo kombinacijo elementov, da dobimo primerno jekleno leguro. Ta postopek zahteva veliko energije, ki je močno odvisna od količine odpadne kovine v peči. Ko smo kupili obrat Marion, so se upravljavci pri ugotavljanju količine jekla v peči pogosto zanašali na ocene, zato se je kovina dostikrat pregrela. Posledica tega je nezadovoljiv končni izdelek, ki ga je treba znova reciklirati, kar zahteva čas, denar in energijo. Da bi zmanjšali število vnovičnih segrevanj, smo s pomočjo okolja LabVIEW in krmilnikov NI Compact FieldPoint razvili cenovno ugodno tehtnico in sistem tehtanja, ki natančno izračunata količino jekla pri vsakem segrevanju. Z natančnimi podatki o količini odpadne kovine v peči smo lahko natančno izračunali potrebno električno moč za segrevanje peči. Pred izvedbo tega sistema je bilo naše merjenje količine jekla uspešno le del časa. Pred pričetkom uporabe novega sistema nismo imeli metode beleženja števila vnovičnih segrevanj, vendar smo v letu 2007 pri več kot 6.000 serijah izvedli samo 10 vnovičnih segrevanj, kar je precej manj kot v letu 2006.

Odprava utripanja z okoljem LabVIEW in platformo NI CompactRIO
Eno izmed tveganj pri dovajanju velikih moči za segrevanje peči za recikliranje je povzročanje utripanja v električnem omrežju. Poleg denarnih kazni, ki smo jih plačevali zaradi prekomerne porabe električne energije, je utripanje električnega omrežja motilo prebivalce mesta Marion. Za zmanjšanje porabe električne energije smo z modulom LabVIEW FPGA in platformo CompactRIO razvili stalno delujoči reaktor, ki je zaporedno vezan s pečjo in meri električno moč, ki jo zahtevamo iz električnega omrežja. Če se peč približa predpisani omejitvi, lahko sistem hitro spremeni metodo regulacije, da zmanjša zahtevano moč.

Izboljšanje varnosti objekta z okoljem LabVIEW
Ena glavnih vrednot podjetja Nucor je varnost zaposlenih, zato je bil eden izmed ciljev izboljšanja objekta tudi izboljšanje varnosti delovnega okolja. Odločeni smo bili, da posodobimo metodo vklapljanja in izklapljanja obločne peči. Pred obnovo sistema je moral upravljavec ročno potegniti vklopno stikalo, zaradi česar je bil izpostavljen telesnim poškodbam v primeru, da pregori varovalka. Odločili smo se za PAC Compact FieldPoint in HMI, da smo ustvarili daljinsko vodeno močnostno stikalo, ki upravljavcev ne postavlja v potencialno nevarne situacije.

Prednosti avtomatizacije obrata z uporabo rešitev NI PAC
Z uporabo programske in strojne opreme NI smo razvili več sistemov avtomatizacije, ki so občutno zmanjšali porabo električne energije in odpravili potencialne nevarnosti v objektu v mestu Marion, Ohio. Pri programiranju v okolju LabVIEW in z uporabo sistemov PAC smo v primerjavi s programiranjem krmilnikov PLC z lestvično logiko opazili 10-kratno povečanje učinkovitosti in drastično zmanjšanje stroškov avtomatizacije objekta. Poleg tega smo s proaktivnim pristopom k nadzoru porabe električne energije na osnovi platforme National Instruments zmanjšali vpliv obrata na prebivalce mesta Marion, saj smo odpravili utripanje v električnem omrežju.

National Instruments,
Instrumentacija, avtomatizacija in upravljanje procesov d.o.o.
Kosovelova ulica 15, 3000 Celje, Slovenija
Tel: + 386 3 425 4200, Fax: +386 3 425 4212
E-mail: ni.slovenia@ni.com
www.ni.com/slovenia

HR, MC, BA, RS, ME: + 386 3425 4200
SLO: 080 080 844