How to implement IoT to create a smart factory
如何實施物聯網創建智慧工廠
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如果你經營一家製造工廠，你只有少數幾個變量可以提供削減成本的選項。其中最主要的是能源使用。
維奈·內森
節能省錢。這個事實並不新鮮。什麼是新的物聯網。
在節能方面投入了大量精力 —— 使用運動感應燈泡、限時使用空調以及減少班次和工作時間，就是一些例子。但這些行動需要提高設施的生產力/OEE，而不是影響節能。節能是這些努力的副產品。
另一方面，添加物聯網 (IoT) 可以為當今的智慧工廠實現直接節能。
許多專家推薦基於物聯網的即時監控系統，來優化能源利用。但這個問題比這更微妙。當然，即時監控可以幫助你追踪能源消耗，但這可能不會直接導致節能。為此，即時能源監控應能更好地預測能源使用情況，並成為實施正確負載級別能源設備的指南。
電能計費的兩個組成部分
讓我們以電能為例。通常，電能計費有兩個組成部分：需求費用和運行時間/消耗相關費用。需求負荷通常是電力服務提供商從電網提供的峰值負荷。這通常有一個硬性和快速的限制。越過它會導致通常罰款約 20 倍的罰款。
避免這種情況通常歸結為兩個選項：減少機器所需的總負載，或確保永遠不會達到閾值限制。
電機問題
工廠用電的主要來源之一，是電動機和 HVAC 系統。當電機處於效率隨負載降低，而顯著下降的範圍內時，則認為電機負載不足。大多數電動機設計為在額定負載的 50% 到 100% 下運行。最大效率通常接近 75%。低於 50% 的額定負載，效率往往會急劇下降。
在許多情況下，運行中的電機要嘛過載，導致過熱，要嘛負載不足，最多只能在其容量的 40% 下工作。這導致了能源消耗的巨大峰值。超大電機的初始成本較高，而且維修和維護費用非常昂貴。尺寸過小的電機性能不佳，並且比尺寸合適的電動機產生更高的損耗。空調也是如此。如果它們的噸位和房間大小或房間動態不合適，則會導致更高的能源消耗。
解決廣泛的能源消費者
除了電機和暖通空調的常規電力消耗外，物聯網還可以解決眾多能源和資源的問題。這些包括：
空氣壓縮機 —— 整個工廠的空氣來源。
作為整個工廠使用的蒸汽的主要來源的鍋爐。
備用發電機，在主發電機發生故障時提供替代電源。
燃料，包括柴油、煤炭、木材、太陽能和用於在系統上方運行的電池。
物聯網如何提供幫助
在前物聯網時代，傳統的能源管理系統會每隔一段時間，收集能源使用情況的樣本。傳統系統可以很好地獲取能源消耗數據，但它無法幫助你在出現尖峰值時，發出警報、管理使用模式、預測季節性需求，或建議適當的配置。
同樣在前物聯網時代，電機負載測試是一項漫長而繁瑣的工作。工程師使用數位頻閃儀，進行滑動測試和電氣測試。他們不得不在設備上花費數小時，才能獲得樣品。即便如此，收集的數據也只是一個樣本，而不是即時的。
有了物聯網，就可以對來自電機的即時數據進行分析。這使分析變得快速、輕鬆且更準確。物聯網帶來即時警報、預測能源需求的能力、使用模式以及優化能源消耗的方法。
借助合適的 IoT 平台，你可以推薦電機所需的合適尺寸，從而節省原始投資。基於物聯網的條件監控，可確保電機永遠不會達到其閾值限制，這意味著電機的使用壽命更長，故障更少。
基於物聯網的監控系統，可對電動機振動/溫度問題發出預警。狀態監控可節省計劃外生產中斷的時間。並且可以避免進行緊急維修的不必要壓力。
此外，設計合理的物聯網系統，不僅可以追踪整個智慧工廠中配電點的能源消耗，而且在智慧電錶的幫助下，他們可以從源頭到消耗點追踪能源消耗。此外，它可以幫助預測節點處的洩漏或電壓降（如果發生）。
智慧工廠的最終目標，是生成傳統能源監控系統無法提供的即時能源審計。支持物聯網的能源監控，可以解決許多阻礙工廠進行真正節能工作的核心問題。這不僅節省了資金，而且為真正實施工業 4.0 鋪平了道路。如果你經營一家工廠，並希望降低能源成本，那麼物聯網值得仔細研究。
Vinay Nathan 是工業物聯網公司Altizon Systems的聯合創始人兼首席執行官。
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