案例研究：湯姆遜RCA（美國(guó)無(wú)線電公司）———Opto 22能耗監(jiān)控通過(guò)改善空氣壓縮系統(tǒng)幫助公司減少開(kāi)支
背景
法國(guó)通信、媒體、娛樂(lè)界巨商Thomson SA 從美國(guó)通用電氣公司將RCA（美國(guó)無(wú)線電公司）買下后，Thomson保留了歐洲的總部，但他掌管了包括印第安納州Indianapolis在內(nèi)的許多RCA辦公園區(qū)。之后，當(dāng)這些辦公園區(qū)被轉(zhuǎn)移到城市北部并配備新的設(shè)備后，他們計(jì)劃出租空地。這塊空地非常大，中間有個(gè)鍋爐廠，用于液體冷藏、空氣壓縮、加熱、以及周圍80英畝內(nèi)大樓的熱水供應(yīng)。為了租借這片土地，Thomson需要一種追蹤及識(shí)別各種系統(tǒng)、大樓內(nèi)部設(shè)備能耗使用情況的方法，這樣公司就可精確地查看成本，了解承租人的能源賬單。為了獲得數(shù)據(jù)， Thomson-RCA公司采用由Holmes Energy公司設(shè)計(jì)的，使用Opto 22軟硬件的AutoPilot能源信息系統(tǒng)。使用人機(jī)界面，通過(guò)多通道I/O模塊，將Opto 22 I/O處理器與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備相連，AutoPilot系統(tǒng)監(jiān)控108個(gè)不同設(shè)備點(diǎn)。被監(jiān)控的物體與設(shè)備包括空氣、電子儀表、冷凍機(jī)、冷卻塔、鍋爐、液體加熱設(shè)備。AutoPilot系統(tǒng)也監(jiān)控設(shè)備的空氣壓縮系統(tǒng)。依次追蹤兩臺(tái)500碼Centac壓縮機(jī)及一臺(tái)350碼Worthington壓縮機(jī)的耗電量、消耗功率，以及系統(tǒng)壓力、氣流。
空氣壓縮系統(tǒng)
基于Opto 22公司的AutoPilot系統(tǒng)，最初只負(fù)責(zé)監(jiān)控能耗情況，提供每個(gè)受控點(diǎn)的實(shí)時(shí)狀態(tài)信息，包括個(gè)別部件及一組系統(tǒng)中的某一部分。但是系統(tǒng)也提供人機(jī)界面（HMI），顯示存檔數(shù)據(jù)集歷史記錄，每隔15分鐘通過(guò)圖表顯示消耗、能源需求，以及每月每年總數(shù)據(jù)。Thomson當(dāng)時(shí)正遭遇內(nèi)部重組階段，公司再三強(qiáng)調(diào)減少成本。根據(jù)AutoPilot系統(tǒng)顯示的能耗記錄，應(yīng)當(dāng)詳細(xì)檢查空氣壓縮系統(tǒng)，它過(guò)度消耗能源，需采取行動(dòng)抑制它?；仡櫾露葓?bào)告，Thomson注意到空氣壓縮系統(tǒng)運(yùn)作效率的顯著變化，最明顯的不同是Worthington壓縮機(jī)（最小的壓縮機(jī)）在第三檔獨(dú)自運(yùn)行、每個(gè)周末需要壓縮的空氣減少。另一個(gè)驚人的發(fā)現(xiàn)是AutoPilot系統(tǒng)報(bào)告有時(shí)空氣壓縮系統(tǒng)工作效率波動(dòng)很大，從最低每千瓦148立方英尺到最高191立方英尺，相差30%。
實(shí)況調(diào)查
為了更好地定義三臺(tái)壓縮機(jī)的差別，識(shí)別每臺(tái)壓縮機(jī)消耗的千瓦數(shù)、解釋它們工作效率的差異，找到每臺(tái)空氣壓縮機(jī)在不同環(huán)境下最適宜的操作參數(shù)，需將不同壓縮機(jī)組合、負(fù)載，進(jìn)行試驗(yàn)。在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，第一臺(tái)Centac空氣壓縮機(jī)需要380kW，第二臺(tái)Centac壓縮機(jī)略低于350kW，Worthington壓縮機(jī)低于250Kw。通過(guò)大量的數(shù)據(jù)（AutoPilot系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)），清楚了解到Worthington空氣壓縮機(jī)在周末獨(dú)自運(yùn)行，便可最大節(jié)約成本。但是除了Worthington在低需求時(shí)段獨(dú)自運(yùn)行比Centacs有優(yōu)勢(shì)，也發(fā)現(xiàn)在所有情況下，第二臺(tái)Centac空氣壓縮機(jī)比第一臺(tái)Centac更節(jié)能。“發(fā)現(xiàn)如下結(jié)論：通過(guò)進(jìn)一步測(cè)試機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)控，可創(chuàng)造節(jié)省巨大費(fèi)用的機(jī)會(huì)”AutoPilot系統(tǒng)設(shè)計(jì)及集成人員Bill Holmes說(shuō)。“但是在考慮如何減少成本、在任何可控或演習(xí)、能耗使用習(xí)慣改變之前，首先應(yīng)該進(jìn)一步觀察、精確測(cè)試。”
結(jié)論
使用AutoPilot數(shù)據(jù)，Thomson的鍋爐廠工作人員開(kāi)始改變?nèi)_(tái)空氣壓縮機(jī)的操作順序，保證系統(tǒng)在各種操作中，以最高效率運(yùn)行。改變控制方法，使Worthington空氣壓縮機(jī)作為主運(yùn)行設(shè)備，而Centacs壓縮機(jī)自動(dòng)備用。最終數(shù)據(jù)（及一些快速數(shù)學(xué)分析計(jì)算）顯示，正確管理空氣壓縮機(jī)運(yùn)行，可減少大約175kW能耗，而設(shè)備的空氣壓縮需求仍舊能夠滿足。一旦實(shí)行新的操作程序（Worthington壓縮機(jī)占主導(dǎo)地位），空氣壓縮報(bào)告顯示減少175kW能耗需求，導(dǎo)致每月功耗降低近64000kW。空氣壓縮電力成本減少近20%，每年節(jié)省超過(guò)$35,000。產(chǎn)生如此積極的效果，歸功于當(dāng)初 Thomson采用的AutoPilot系統(tǒng)。“除了追蹤大樓能源使用情況，我們也開(kāi)始監(jiān)控發(fā)電站及其他系統(tǒng)所有獨(dú)立的設(shè)備，”能源維護(hù)經(jīng)理John Munchel說(shuō)。“掌握這些信息，我們可以精確控制每項(xiàng)支出，空氣壓縮、制冷、蒸器機(jī)，然后在我們租借場(chǎng)地的各部門、各公司精確分配成本。”
關(guān)于Holmes Energy公司
Holmes Energy公司始建于1979年，創(chuàng)始人Bill Holmes，一個(gè)開(kāi)發(fā)工程師、機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)師、熱力學(xué)專家，電力系統(tǒng)及能源存儲(chǔ)專家，畢業(yè)于Purdue大學(xué)。Holmes公司的知名客戶包括General Electric，Dupont ，Honda，GenCorp和Hoover，而他本人被印第安納州能源工程師協(xié)會(huì)、美國(guó)能源組織授予許多獎(jiǎng)項(xiàng)與認(rèn)證。欲知更多信息，請(qǐng)關(guān)注www.holmesenergy.com。
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選擇OPTO 22公司
SNAP PAC系統(tǒng)的
六大理由
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1 簡(jiǎn)單易操作
SNAP PAC系統(tǒng)由四個(gè)部分統(tǒng)一整合而成：軟件、控制器、智能處理器和I/O。系統(tǒng)建立、調(diào)試程序，以及故障維護(hù)都更簡(jiǎn)便，大大減少了系統(tǒng)開(kāi)發(fā)及投入運(yùn)行的時(shí)間。
2 更低的長(zhǎng)期成本
SNAP PAC系統(tǒng)的成本低于許多PLC系統(tǒng)，并且由于軟件是免費(fèi)的，您不需要投入高昂的費(fèi)用，便可投入使用該系統(tǒng)。我們?yōu)槟峁┟赓M(fèi)的培訓(xùn)以及技術(shù)支持，因此對(duì)于設(shè)備的整個(gè)使用期來(lái)測(cè)試，系統(tǒng)成本會(huì)大幅降低。
3 適用于多類自動(dòng)應(yīng)用的SNAP PAC系統(tǒng)
SNAP PAC系統(tǒng)功能強(qiáng)大。一套系統(tǒng)，便可用于多個(gè)自動(dòng)化項(xiàng)目中，幫助您完成過(guò)程控制、離散自動(dòng)化、能耗管理、數(shù)據(jù)采集，甚至遠(yuǎn)程集中監(jiān)控。
分布式智能，幫助您隨時(shí)隨地方便地添加I/O。擁有了有線/無(wú)線控制器及I/O，您就可根據(jù)實(shí)際所需，將有線網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換到無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，或者立即實(shí)現(xiàn)兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)的通訊。
靈活的硬件讓您無(wú)需浪費(fèi)更多的投資，節(jié)省了金錢及時(shí)間。
4 高級(jí)編程工具
SNAP PAC系統(tǒng)的編程方式采用直觀的流程圖，也可運(yùn)用更高級(jí)的腳本語(yǔ)言，或者結(jié)合兩者一起使用。這兩種方法所包括的指令，用于標(biāo)準(zhǔn)的過(guò)程控制以及離散自動(dòng)化的功能塊、浮點(diǎn)型數(shù)字、串行處理、排列、子程序、指針變量等，其他的高級(jí)工具用于復(fù)雜的應(yīng)用。
5 連接到第三方軟件及設(shè)備
SNAP PAC控制器及智能處理器，支持OPC、Modbus/TCP、EtherNet/IP?？珊?jiǎn)易地將數(shù)據(jù)導(dǎo)入到SQL數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，并直接從硬件發(fā)送郵件。該系統(tǒng)也可以簡(jiǎn)單地使用Modbus、DNP、BACnet、CAN或任意基于串口的設(shè)備、儀器，進(jìn)行通訊。
6 業(yè)界最好的I/O
憑借著業(yè)內(nèi)最佳的保障：多數(shù)SNAP I/O模塊終身保用。每個(gè)模塊出廠前都經(jīng)過(guò)獨(dú)立測(cè)試，而不是抽樣測(cè)試。SNAP PAC系統(tǒng)可以配置從幾個(gè)I/O點(diǎn)到數(shù)千個(gè)I/O點(diǎn)。您可按需，根據(jù)信號(hào)類型，選擇高可靠性的模擬量、數(shù)字量、串口模塊。電壓、電流、交流、直流、熱電偶、RTD、電源檢測(cè)器、RS-232、RS-485、Profibus、運(yùn)動(dòng)控制、應(yīng)變測(cè)試等等，都可與SNAP PAC系統(tǒng)一同連接。
關(guān)于SNAP PAC系統(tǒng)
SNAP PAC系統(tǒng)是Opto 22公司出品，軟硬件集成的系統(tǒng)，用于工業(yè)控制、遠(yuǎn)程監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集等應(yīng)用。簡(jiǎn)化了對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)了解、選擇和采購(gòu)的復(fù)雜過(guò)程，SNAP PAC系統(tǒng)由以下四部分組成：
PAC Project 軟件套件－－－－簡(jiǎn)單易用的基于流程圖的編程方式、HMI（人機(jī)界面）、可選的OPC客戶端以及數(shù)據(jù)庫(kù)連接軟件。
SNAP PAC控制器－－－－獨(dú)立式和基于機(jī)架式的工業(yè)控制器；有線/無(wú)線模塊可選。
SNAP PAC智能處理器－－－－智能I/O處理器，用于分布式控制。也可選擇有線/無(wú)線模塊。
SNAP I/O－－－－模擬量、數(shù)字量、串口量、特殊功能I/O模塊，可與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、儀器、傳感器相連接。所有I/O模塊可交替與標(biāo)準(zhǔn)的以及有線/無(wú)線智能處理器一同工作。
這四個(gè)簡(jiǎn)單，又具有很大靈活性的系統(tǒng)組成部件，可處理任何情況，從最基本的設(shè)備監(jiān)控到完整的工廠自動(dòng)化。
通訊網(wǎng)絡(luò)及協(xié)議
SNAP PAC系統(tǒng)自帶Ethernet網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，因此您無(wú)需擔(dān)心成本，以及額外添加網(wǎng)絡(luò)通訊卡的麻煩。系統(tǒng)中的分布式I/O可運(yùn)行在以太網(wǎng)或串行網(wǎng)絡(luò)，也可同時(shí)運(yùn)行于兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)。另外，您可以與大量的串行設(shè)備通訊，例如條形碼閱讀器、RFID閱讀器、串口顯示器、modem等。
由于SNAP PAC系統(tǒng)運(yùn)行于標(biāo)準(zhǔn)的Ethernet網(wǎng)絡(luò)，可直接與計(jì)算機(jī)、基于Ethernet的設(shè)備相互通訊，使用標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議包括TCP/IP、UDP/IP、郵件傳輸協(xié)議SMTP、網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議SNMP、Modbus/TCP、及用于Allen-Bradley PLC系統(tǒng)的EtherNet/IP等。
關(guān)于OPTO 22
Opto 22公司研發(fā)并制造應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化、能耗管理、遠(yuǎn)程監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集的軟硬件設(shè)備。Opto 22的產(chǎn)品是標(biāo)準(zhǔn)化的，用于商業(yè)網(wǎng)絡(luò)及計(jì)算機(jī)技術(shù)中，以簡(jiǎn)單易用、創(chuàng)新、高品質(zhì)、高可靠性而聞名世界。Opto 22的輸入/輸出以及控制系統(tǒng)，允許客戶從所有的設(shè)備、電子儀器儀表監(jiān)測(cè)、控制、采集數(shù)據(jù)，這些都是項(xiàng)目運(yùn)行的關(guān)鍵。Opto 22產(chǎn)品適用于自動(dòng)化終端用戶、OEM，信息技術(shù)及操作人員已經(jīng)為全球10,000套設(shè)備安裝了該產(chǎn)品。公司始建與1974年，總部位于美國(guó)加州的Temecula。Opto 22的產(chǎn)品通過(guò)全球網(wǎng)絡(luò)的分銷商及系統(tǒng)集成商出售。預(yù)知更多信息，請(qǐng)聯(lián)系Opto 22上海代表處，電話：021-58358249，郵箱：optochina@opto22.com。網(wǎng)址：www.opto22.com.cn。
