Giải pháp tự động hóa và giám sát giúp tối ưu hoá chi phí cho quá trình đúc khuôn kim loại
12.10.2021
Giới thiệu
Đúc khuôn là một quá trình trong chế tạo kim loại bao gồm ép kim loại nóng chảy dưới áp suất cao thành khuôn kim loại có thể tái sử dụng. Quá trình xử lý kim loại nóng chảy tiêu tốn nhiều năng lượng, và khoảng 1/4 chi phí của các sản phẩm đúc có thể bắt nguồn từ một số dạng tiêu thụ năng lượng. Quy trình càng sử dụng nhiều năng lượng thì chi phí của quy trình càng lớn, do đó, tiết kiệm năng lượng là điều quan trọng hàng đầu đối với các nhà sản xuất.
Có một số kỹ thuật và phương pháp để tiết kiệm năng lượng như nâng cấp thiết bị. Quản lý hiệu quả năng lượng đòi hỏi đầu tư vào các thiết bị mới, nhưng kết quả hiệu quả năng lượng tốt nhất chỉ có thể đạt được nếu hệ thống quản lý và điều khiển quá trình được tối ưu hóa thông qua tự động hóa. Với sự trợ giúp của công nghệ tự động hóa, các nhà sản xuất có thể giảm một số chi phí của quá trình đúc khuôn. Tự động hóa cũng cung cấp các kết quả nhất quán hơn, có nghĩa là ít sai sót hơn, do đó tăng hiệu quả.
Yêu cầu dự án
Dự án này liên quan đến việc thiết kế một giải pháp giám sát tự động cho Network Corporation (NWC), một công ty đi đầu trong lĩnh vực IT / IoT, cung cấp các sản phẩm, phần mềm và hệ thống để tự động hóa các tòa nhà thông minh. Họ chuyên về các hệ thống giám sát và điều khiển được tối ưu hóa tập trung trên khắp Nhật Bản. Đối với dự án này, NWC đã hợp tác với một công ty đang nỗ lực cải thiện khả năng quản lý chất lượng, chi phí và giao hàng cho khách hàng sản xuất các sản phẩm đúc hợp kim nhôm. Khách hàng phải đối mặt với thách thức trong việc kiểm soát và giám sát thủ công đầu ra của năm lò luyện kim loại, chiếm một không gian tương đương với một phòng tập thể dục của trường học. Bất kể ngày hay đêm và không có ngoại lệ, quá trình kiểm soát đòi hỏi phải điều chỉnh nhiệt độ liên tục theo yêu cầu.
Mô tả hệ thống
Thiết bị đầu cuối từ xa thông minh ADAM-3600 được lựa chọn để điều khiển và giám sát nhiệt độ của lò nung kim loại dựa trên sự hỗ trợ của nó cho các chương trình soft-logic và khả năng tự động hóa và điều khiển từ xa dữ liệu đầu ra thông qua WISE-EdgeLink. ADAM 3600 được kết nối với một bộ điều khiển biến tần và ba bảng điều khiển khác. Nó cũng cung cấp khả năng theo dõi nhiệt độ nước, nhiệt độ lò và phát hiện ngọn lửa. Ba thiết bị ADAM 3600 được sử dụng để điều khiển từ xa năm lò nung kim loại. Thông tin tham số được thu thập từ mỗi lò luyện kim loại, sau đó được tổng hợp trên đám mây. Dữ liệu được lưu trữ trên mạng LTE khép kín của Internet Initiative Japan (IIJ) và dịch vụ đám mây của IIJ có tên GIO.
Hệ thống tổng thể bao gồm:
- Nền tảng đám mây trung tâm
- 3 x thiết bị đầu cuối từ xa ADAM 3600
- 5 lò nung kim loại
- Bộ điều khiển biến tần
- 3 x bảng điều khiển
- Khí LPG
Ngoài ra, hệ thống giám sát cần hỗ trợ giao tiếp không dây như LTE. Điều này cho phép thu thập dữ liệu dễ dàng từ lò nung kim loại. Hơn nữa, tính năng theo dõi thời gian thực sẽ gửi thông tin trực tiếp tới các nhân viên vận hành để cảnh báo trong trường hợp có bất kỳ bất thường nào xảy ra.
Triển khai dự án
Hệ thống giám sát tự động cần đáp ứng các tiêu chí sau:
- Hoạt động từ xa để điều khiển và giám sát
- Chức năng tự động
- Hỗ trợ các chương trình soft-logic
- Hỗ trợ giao thức truyền thông linh hoạt
- Tiết kiệm chi phí
Kết luận
Chi phí năng lượng đã tăng lên hàng năm. Mặc dù đúc khuôn là một quá trình sản xuất hiệu quả cao, nhưng nó cũng tiêu tốn nhiều năng lượng. Một quy trình đúc hiện đại điển hình bao gồm sáu giai đoạn khác nhau: nấu chảy, tạo hợp kim, đúc, đổ, đông đặc và hoàn thiện. Giai đoạn nấu chảy kim loại tiêu thụ hơn một nửa năng lượng trong toàn bộ quá trình đúc. Do đó, cần phải có độ chính xác cao để kiểm soát quá trình để đảm bảo tối ưu hoá việc tiêu thụ năng lượng trong quá trình đúc.
Giải pháp được triển khai đòi hỏi việc sử dụng ba thiết bị ADAM 3600 (thiết bị đầu cuối từ xa thông minh không dây tất cả trong một) được gắn vào năm lò nung kim loại, thiết bị này thu thập và gửi thông tin về các lò nung lên nền tảng đám mây. Giải pháp cung cấp một giải pháp thu thập dữ liệu mà không yêu cầu các chuyến đi kiểm tra và bảo trì tại chỗ thường xuyên. Người dùng có thể giám sát các tài sản quan trọng, theo dõi hiệu suất thiết bị, nhận thông báo cảnh báo, thực hiện quản lý và cấu hình hệ thống bằng các thiết bị cầm tay. Điều này sẽ làm giảm đáng kể chi phí và đảm bảo hệ thống thiết bị và cơ sở hiện trường được giám sát và kiểm soát tốt hơn.
/ADAM-3600_6_S20151015173647.png)
