Innowacyjne rozwiązania w produkcji sprężonego powietrza

Predyktywne i zapobiegawcze wykrywanie nieszczelności w systemach sprężonego powietrza przekłada się na ciągłe monitorowanie zużycia gazu, co pozwala na szybką identyfikację obszarów wycieków. Konserwacja jest zaplanowana tak, aby zminimalizować przestoje. Inwestycja kapitałowa w nową sprężarkę może zostać odłożona w czasie na wiele lat. Wszystko za sprawą łatwo dostępnych systemów i oszczędnych rozwiązań z gamy innowacyjnych technologii dedykowanych także dla polskiego przemysłu.

Czwarta rewolucja przemysłowa i rozwój technologiczny sprawiły, że rola sprężonego powietrza we współczesnym przemyśle jest nie do przecenienia. Sprężone powietrze znalazło zastosowanie niemal we wszystkich gałęziach gospodarki. Jest podstawowym elementem produkcji w branży automatycznej, motoryzacyjnej, spożywczej, medycznej czy papierniczej, ale również w rolnictwie czy przemyśle ciężkim. Fundamentem jego zastosowania jest wysoka praktyczność oraz wiele użytecznych właściwości. Mogą one być stosowane zarówno w małych zakładach oraz olbrzymich fabrykach. Na pozór bardzo kosztowne wykorzystanie tego gazu w produkcji można jednak prowadzić w sposób całkowicie kontrolowany i oszczędny. Wszystko za sprawą nowoczesnych rozwiązań dla przemysłu, które są dostępne także na rynku krajowym.

Zmodernizowana wydajność

Wiele firm pomija fakt, że sprężone powietrze nie jest darmowe. Z badania „Ocena rynku usług związanych z wydajnością sprężonego powietrza – Energy.gov”, przeprowadzonego przez Departament Energii Stanów Zjednoczonych wynika, że systemy sprężonego powietrza generują nawet 10 procent całej energii elektrycznej zużywanej w przemyśle. Aż 7 na 10 wszystkich zakładów produkcyjnych w USA posiada system sprężonego powietrza. Jednak tylko połowa z nich ma możliwości uzyskania dużych oszczędności energii przy niskich kosztach projektu.

Zdaniem ekspertów to dlatego, że w zakładach produkcyjnych świadomość efektywności sprężonego powietrza wciąż jest niska. Głównym celem jest wyłącznie zapewnienie niezawodnego i stałego źródła dostaw tego gazu. Mniej niż połowa zajmuje się wydajnością, mając na przykład umowy serwisowe na sprzęt. Jednak tylko 35 procent producentów prowadzi programy zapobiegania wyciekom, a 43 procent podjęło choć jedno działanie optymalizacyjne istniejącej instalacji.

Tymczasem wycieki sprężonego powietrza marnują od 20 do 30 procent wydajności sprężarki. Profesjonaliści wskazują jednak, że 4 na 5 zaleceń dotyczących zmiany funkcjonowania sprężarek nie wymaga inwestycji w nowe maszyny. Zamiast tego warto je modernizować i unowocześniać poprzez tanie systemy i rozwiązania oraz skuteczne programy monitorowania wycieków i kontroli napraw.

– Od momentu, gdy dzięki monitorowaniu siłowników zaczęliśmy wykrywać wycieki sprężonego powietrza, każdego dnia notujemy dodatkowe oszczędności i możemy zapewnić najwyższą jakość naszych produktów – mówi kierownik ds. konserwacji i montażu końcowego w jednej z wiodących firm produkujących sprzęt AGD.

Oszczędna optymalizacja – wykorzystanie sprężonego powietrza

– Zmiany klimatu, ograniczone zasoby energii z paliw kopalnych i rzeczywistość geopolityczna zwiększają znaczenie energooszczędnych zakładów produkcyjnych bardziej niż kiedykolwiek wcześniej. Ponadto lepsza efektywność energetyczna poprawia również konkurencyjność firmy. Choć sprężone powietrze jest dziś bazą w procesie produkcyjnym, to już wysokie koszty jego wytwarzania są często zaniedbywane. To prosty i bardzo kosztowny błąd, skutkujący niepotrzebnymi stratami czasu i energii – zauważa Aleksandra Banaś, prezes ifm electronic, lidera na rynku nowoczesnych rozwiązań dla Industry 4.0.

Praktycznym przykładem może być produkcja zgrzewanych kołków. Tam regularnie pojawiają się problemy, ponieważ te zacinają się podczas podawania i nie można ich transportować dalej. Aby zapewnić ich bezproblemowe przenoszenie, w różnych punktach maszyny wdmuchiwane jest sprężone powietrze. To jednak przyczynia się do wzrostu zużycia gazu i wraz z wyciekami na dalszych etapach produkcji wpływa na niekontrolowany wzrost zużycia sprężonego powietrza, co skutkuje wysokimi kosztami energii.

Tymczasem optymalizacja tego procesu jest możliwa za sprawą systemu monitorowania wraz z implementacją czujników pomiarowych w liniach sprężonego powietrza. Do tego celu można wykorzystać specjalne mierniki sprężonego powietrza oraz programowanie diagnostyczne moneo.

Dzięki takim rozwiązaniom dane procesowe zużycia sprężonego powietrza są dostępne dla użytkownika za pomocą oprogramowania do wizualizacji. Nieustanne monitorowanie przepływu natychmiast wykrywa wszelkie odchylenia od normalnego zużycia i daje szansę na podjęcie środków zaradczych. Np. zainstalowanie nowych dysz powietrza oraz eliminację nieszczelności wykrywanych właśnie przez ultraczułe czujniki ifm.

Ekonomiczna instalacja – wykorzystanie sprężonego powietrza

Po wprowadzeniu tych działań optymalizacyjnych średnie zużycie sprężonego powietrza w maszynach produkcyjnych można zmniejszyć nawet o 46 procent. Jeden z wiodących liderów branży produkującej sprzęt spawalniczy po zamontowaniu 68 czujników i urządzeń, odnotował oszczędności w procesie wytwórczym. Oszacowano je na poziomie ponad 33 tysięcy euro rocznie. Zwrot unowocześnienia i modernizacji parku maszyn osiąga się po około 19 miesiącach i to bez wymiany jakiejkolwiek sprężarki na nową.

Zastosowanie czujników umożliwia bardziej energooszczędny i ekonomiczny proces produkcji wielu elementów. Przykładowo – duży zakład produkcyjny wykorzystujący sprężone powietrze do urządzeń mocujących, tłoczników, zasilania narzędzi i czyszczenia, borykał się z częstymi wyciekami. Powodowały one nieefektywną pracę narzędzi. Uszkodzone produkty nie nadawały się do dalszego użytku i generowały utratę zysków. Potrzebny był więc system identyfikujący wycieki w czasie rzeczywistym, konwertujący wartości czujników oraz obniżający roczne wydatki na energię bez znacznych inwestycji kapitałowych.

W obliczaniu tych oszczędności sprawdził się system monitoringu w czasie rzeczywistym moneo firmy ifm. Zmniejsza on koszty energii związane z wyciekami sprężonego powietrza, maksymalizuje wydajność maszyny przy odpowiednim zasilaniu gazem oraz odciąża zespół konserwacyjny. Wówczas zespół wykonywać inne wartościowe prace zamiast kontroli pracy każdej z maszyn.

– moneo konwertuje wartości ciśnienia czy przepływu powietrza na odpowiednie informacje, aby zwiększyć przejrzystość działania procesu. Zapewnia analizę i sygnalizuje trendy zmian, rejestruje całkowite zużycie oraz identyfikuje potencjalne oszczędności, jako niezależny system z fabrycznie załadowanym, łatwym w użyciu oprogramowaniem bez potrzeby stosowania dodatkowego sterownika. Możliwe są też obliczenia rocznego kosztu energii i ustawienia odpowiednich progów alarmowych poprzez e-mail lub alerty sms – tłumaczy Piotr Szopiński, kierownik działu technicznego ifm electronic.

Czytaj też >> Polskie Forum Hartownicze i Forum Mycia Przemysłowego już wkrótce!

Systemowa diagnostyka

Czym jeszcze jest monitorowanie i konserwacja układów sprężonego powietrza w zależności od stanu technicznego? To diagnostyka w trybie ciągłym, dająca pełne pokrycie rzeczywistych godzin pracy. To również wczesne wykrywanie nieprawidłowości w działaniu i uszkodzeń poszczególnych elementów maszyny. Efektem jest maksymalna wydajność, bo ciągły nadzór zapewnia zawsze najwyższą jakość. Gwarantowana jest również łatwa integracja. W ofercie są dostępne rozwiązania dla różnych części maszyn i urządzeń czy rozmaitych zastosowań dla układów sprężonego powietrza.

– Monitorowanie maszyn produkcyjnych i istotnych odbiorników sprężonego powietrza oznacza konserwację elementów w oparciu o stan techniczny, identyfikację czynników kosztowych, skalowalne ulepszenia, obniżenie kosztów sprężonego powietrza oraz wyznaczanie rzeczywistej wydajności eksploatacyjnej poszczególnego siłownika. W rezultacie zapobiega się nieplanowanym przestojom, wymianę części można zaplanować, wydajność maszyny można kontrolować dzięki pomiarom w sieci. Zapewnione są także obniżone koszty przy jednoczesnej niezmiennej jakości wytwarzanych produktów oraz optymalizacji całego procesu – dodaje Piotr Szopiński.

To dlatego, że konserwacja zależy od aktualnego stanu. Ma miejsce tylko wtedy, kiedy to niezbędne. Nie realizuje się jej cyklicznie podczas stałych interwałów serwisowych. Wdrożenie systemu jest możliwe niezależnie od działu IT. Pakiet aplikacyjny jest dedykowany nie tylko dla jednego czujnika, ale całej sieci narzędzi. Daje tym samym możliwość rozszerzenia na inne systemy lub aplikacje.