Почему чем больше автоматизации, тем больше потребности в сжатом воздухе

Анализ технологической связи между повышением автоматизации и ростом спроса на сжатый воздух

В процессе промышленной автоматизации потребность в сжатом воздухе имеет положительную корреляцию с уровнем автоматизации, что происходит из глубокой взаимосвязи между динамическими характеристиками автоматизированной системы, логикой управления и структурой энергоэффективности.Теперь проанализируем его внутреннюю логику с технического измерения:

Эффект замещения источника энергии

1. Распространение пневматических компонентов
   • Пневматические исполнительные элементы (например, цилиндры, пневматические двигатели) составляют более 60%, их удельная мощность в 1,5 – 2 раза больше, чем электрические элементы.
   • Типичный шестиосевой робот для одноосевого привода требует 0,1 – 0,3 м3 / мин сжатого воздуха, на каждое увеличение коэффициента автоматизации на 10%, потребление газа в одном устройстве увеличивается на 15%.
2. Требования к точности контроля
   • Системы точного позиционирования (например, пневматическое сервопозиционирование) требуют стабильного давления 0,2 – 0,5 МПа, колебания давления должны контролироваться в пределах ± 0,01 МПа
   • Высокоскоростный сортировщик работает 120 раз в минуту, мгновенный расход газа в 3 раза больше среднего расхода.

Второе, характеристики системы связи

1. Свойства нагрузки трубопроводной сети
   • Газ на автоматизированной производственной линии имеет характеристики «высокочастотных импульсов», колебания давления трубопроводной сети в 2 – 3 раза больше, чем на неавтоматизированной станции
   • Для поддержания стабильности системы требуется 30 – 50 процентов резервирующей подачи газа, что приведет к увеличению общего спроса
2. Энергопотребление вспомогательных систем
   • Система охлаждения автоматического оборудования: 0,05 м3 / мин сжатого воздуха на 1 кВт мощности охлаждения
   • Система вакуумной адсорбции: для одного всасывания требуется постоянное подачу воздуха 0002м3 / мин, автоматизированная установка по погрузке обычно оснащена 50 – 200 всасываниями

III. Структурные изменения в области энергоэффективности

1. Потребление энергии в единице продукции
   • Производственная линия с коэффициентом автоматизации 70%, потребление сжатого воздуха в 1,8 раза больше, чем на неавтоматизированной производственной линии.
   • Повышение энергоэффективности на 30% – 40%, поскольку время отклика пневматической системы (< 0,1 секунды) значительно ниже, чем в гидравлической системе (> 0,5 секунды)
2. Регулируемая способность пика долины
   • Разница пика и долины газа для автоматизированной производственной линии может достигать 4: 1, необходимо предусмотреть большой газовый резервуар (≥10м3) для буферного использования.
   • Интеллектуальная система газоснабжения сокращает пиковые потребности на 15% -20% с помощью алгоритмов прогнозирования давления

IV. Тенденции в области технологического развития

1. Инновации в пневматической технологии
   • Энергоэффективность новой пневматической сервосистемы повышается на 40% по сравнению с традиционными цилиндрами, но требует подачи воздуха высокого давления от 0,6 до 0,8 МПа
   • Интеллектуальные воздушные когниты используют управление замкнутым циклом, потребление газа в одном изделии уменьшается на 20%, но частота управления увеличивается в 3 раза
2. Оптимизация системной интеграции
   • Технология цифрового двойника позволяет моделировать распределение давления в трубопроводной сети, оптимизировать время пуска и остановки оборудования и сократить неэффективное газоснабжение на 10 – 15%
   • Установка рекуперации энергии может преобразовать энергию давления выхлопных газов в электрическую энергию, эффективность рекуперации достигает 20% – 30%

V. Данные о промышленной практике
Типичные примеры модернизации автоматизации предприятий автомобильных компонентов:

• Перед обновлением: ручная линия, коэффициент автоматизации 30%, объем потребления газа на единицу продукта 0,2 м3
• После модернизации: Коэффициент автоматизации 85%, объем потребления газа на единицу продукта 0,45 м3
• Сравнение энергоэффективностиУвеличение энергопотребления на 125% для одного продукта, повышение эффективности производства на 300%, снижение энергопотребления на 40% на единицу продукции

Предприятие должно создать модель прогнозирования спроса на сжатый воздух на автоматизированной производственной линии, разработать точную схему газоснабжения в сочетании с частотой работы оборудования, характеристиками сопротивления трубопроводной сети, разницей в пиковой и долиной потребления воздуха и другими параметрами.Используя такие энергосберегающие технологии, как управление полосой пропускания давления, рекуперация избыточной тепла, интеллектуальный пуск и остановка, можно повысить энергоэффективность системы сжатого воздуха на 25 – 35% при обеспечении потребностей в автоматизированном производстве, достигнув сбалансированного развития расширения производственных мощностей и контроля за потреблением энергии.