工業4.0需要自動化電源
制定工業4.0戰略的決策者必須考慮如何確保他們的生產設施在電力中斷期間保持運行。一種可能性是探索自動化智能電源。許多企業已經使用了大量的智能制造解決方案,因此將技術升級擴展到電源是有意義的。
這一領域的研究相對較新,因此將自動化應用于電源的方法很廣泛。一些努力還涉及制造自動化產品,使電力供應更高效或更可靠。
研究人員追求自動化控制發電機
許多智能電源解決方案仍停留在實驗室。然而,研究人員現在所了解的無疑將加速商業選擇的產生,并幫助研發團隊避免代價高昂的障礙。
俄羅斯莫斯科國立技術大學鮑曼分校的研究人員開發了一種解決方案,探索如何自動化控制使用可再生能源和傳統能源的發電機。他們的解決方案是使用逆變器,根據給定發電機的特定特性將直流電轉換為交流電。他們的解決方案也適用于混合電源,使其適用于尚未完全依賴可再生能源的地區。
研究人員的解決方案創造了一種自主混合動力供電系統,該系統與柴油發電機、風力渦輪機和太陽能電池板相結合。它根據與電網相關的參數將直流電轉換為交流電。他們還制作了一個具有自動模式切換功能的逆變電路,可以影響逆變控制信號。
研究人員測試了這種裝置,發現它通過微處理器技術實現了自動發電和消耗。此外,該系統確保了可再生能源的最大效率。
像這樣的解決方案成為主流可能還需要一段時間。然而,工業4.0的決策者應該意識到這些早期的努力。這樣,一旦解決方案在商業上可用,以支持他們的智能制造需求,他們就會盡可能地了解情況。
自動化技術創造智能電力系統
一些自動化技術并不直接供電,但可以改善供電設備的管理。智能傳感器可以讓人們監測變壓器的幾個參數,包括跟蹤故障的前三個原因。
跟蹤電力設備的運行情況可以幫助人們阻止即將發生的故障。或者,如果他們知道一件設備可能很快就會達到使用壽命,他們就會有更多的時間來考慮他們的選擇。修理可能是其中之一。然而,再制造產品通常比新產品更早上市,并且仍然具有定制潛力。物聯網傳感器無需持續輸入即可收集數據,讓人們享受自動化設備監控的好處。
一些企業還使用無人機等自動化技術來管理太陽能電池板。盡管這些方法不會產生自動化的電源供應,但它們部署了自動化來增加意外停電的可能性。比利時初創公司ARTRobotics公司發明了HELIOS,它將六軸飛行器和機器人結合在一起,用于自動清潔太陽能電池板。然而,該公司試圖通過Kickstarter活動籌集額外資金,但以失敗告終。
另一個項目是由西班牙電網運營商Iberdrola公司的一項技術挑戰實現的,該項目使用自動化對電線周圍的鳥類進行管理。這種自動設備依靠智能電網的剩余電力運行,不需要電池。它有一個集成傳感器,可以探測鳥類并把它們嚇跑。目標是消除可能傷害鳥類的電線事故,并降低電力供應的可靠性。
自動電網監測產品幫助技術人員識別傾斜或倒下的電桿或電力線路中斷等問題,節省寶貴的故障排除和勞動時間。這些是自動化如何改善現有電力系統的許多例子中的一些,即使不產生能源。智能制造工廠的員工受益于這種解決方案,因為它們使停電不太可能發生。
法國電力運營商測試工業電池自動化管理
一些電力運營商已經開始使用電池來補充電網電力,使其更具彈性。英國和其他地方的許多電池存儲供應商最近都享受到了需求的激增。
隨著電力供應變得更加不穩定,對可再生能源的依賴增加,電池存儲技術可以使電力供應更加穩定。法國電力傳輸系統運營商RTE公司最近演示了如何部署依賴于自動化的智能電力解決方案。
RTE創建了Ringo試驗場,利用自動化技術控制可再生能源在電網中的流動。該裝置的一個重要組成部分是儲能解決方案。當電網產生的電量不足時,它會釋放能量,并在過剩時儲存能量。
該系統的自動化組件收集有關電流的實時數據,并使用這些信息來優化Ringo工廠的儲能決策。許多智能制造解決方案利用實時數據來輔助決策。企業高管可以對自己的選擇更有信心,并對意外情況做出迅速反應。
現在說Ringo站點項目是否會導致智能電力使用的持久變化還為時過早。然而,一項為期三年的試驗正在進行中,其結果應有助于領導人確定下一步措施。自動化電池系統對于在智能工廠工作的人來說尤其有利,因為電網壓力容易導致停電。
智能制造工廠的早期步驟
電網運營商是許多智能電力解決方案的主要目標用戶。然而,制造工廠的商業用戶仍然可以通過在工廠內的任何電氣設備上部署智能傳感器而受益。改進的監控降低了與電源相關的故障發生的可能性。
人們還可以通過其他方式追求智能電源,比如安裝帶有運動傳感器的燈具。這樣,就不會有人在離開某個區域后忘記關燈,從而增加電費。
制造業決策者還應及時了解電力供應商提供的任何信息。一些市場的公司為客戶提供智能電表或其他福利,鼓勵他們更多地了解整體使用量,并在可能的情況下減少使用量。
最后,在意外停電期間保持運行的最佳實踐是投資于發電機和備用電力系統,在主電網發生中斷后自動啟動。對于身處氣候控制地區的制造商或其他生產特殊情況的制造商來說,這些措施至關重要,因為電力中斷對這些生產特殊情況來說,破壞性和代價特別大。