來(lái)源：機電商報

    節能增效，是當前自動(dòng)化各領(lǐng)域關(guān)注的重要方向。到今天，自動(dòng)化節能已經(jīng)從概念推廣進(jìn)化到應用市場(chǎng)拓展的階段，從針對電機節能的變頻器產(chǎn)品，到著(zhù)眼于廠(chǎng)級、廠(chǎng)際能效管理的大型節能監測系統，可以為各行業(yè)的用戶(hù)帶來(lái)不同的節能效果。與此同時(shí)，新技術(shù)也在不停滲入這一領(lǐng)域。

    隨著(zhù)中國自動(dòng)化應用環(huán)境的不斷改善，新的節能技術(shù)在不斷地被引入中國，例如源于歐洲汽車(chē)制造業(yè)的PROFIenergy技術(shù)，就巧妙地將節能的理念培植于現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)之上，借助于PROFIBUS&PROFINET應用的普及性，使總線(xiàn)技術(shù)成為了節能管理“聯(lián)姻”的新對象。

    PROFIenergy是指PROFINET用戶(hù)組織定義的一個(gè)與制造商無(wú)關(guān)的行規，這一行規提供了靈活的、智能的、在短期內關(guān)閉一個(gè)耗能組件或整個(gè)生產(chǎn)單元的方法。與傳統的方法相比，PROFIenergy行規通過(guò)網(wǎng)絡(luò )途徑來(lái)協(xié)調耗電設備的運行狀態(tài)，并采集相關(guān)的能量數據，為企業(yè)的靈活節能帶來(lái)了新的選擇。

    利用工業(yè)間歇 實(shí)現靈活節能

    無(wú)論是自動(dòng)化設備制造商，還是機械設備制造商及用戶(hù)，都可以根據自身的情況參與到PROFIenergy的應用中。對于自動(dòng)化設備制造商，可以從產(chǎn)品的接口做起；而機械設備制造商和生產(chǎn)設備的用戶(hù)，則可以將PROFIenergy融入生產(chǎn)實(shí)踐中的各種方案。

    其實(shí)，PROFIenergy節能的中心任務(wù)和原理，就是在間歇時(shí)間里關(guān)閉所有不需要的耗電器。而在實(shí)際應用中，隨著(zhù)工業(yè)場(chǎng)合的不同，間歇的狀態(tài)和原因也多種多樣。為了適應間歇的多樣性，PROFIenergy定義了多種應用模式。

    首先，是短暫暫停期間關(guān)閉耗能設備的模式。短期暫停的時(shí)間范圍從幾分鐘到一個(gè)小時(shí)，最常見(jiàn)的例子比如午間休息。在短期暫停時(shí)可以?xún)H關(guān)掉耗能設備的一部分。通過(guò)設定，在節能的同時(shí)并不會(huì )影響車(chē)間的可用性，如果用戶(hù)要求暫停結束時(shí)具備完全生產(chǎn)能力，就可以無(wú)延遲地實(shí)現。其次是長(cháng)期暫停期間關(guān)閉耗能設備的模式。這類(lèi)暫停最常見(jiàn)的情況是夜間及周末，因為這種暫停時(shí)間相對長(cháng)得多，便有更多的耗能裝置可切換到節能模式，甚至可以將整個(gè)車(chē)間區域置于節能模式，這類(lèi)暫停期間實(shí)現的節能量也最大。
   
    還有一種不時(shí)發(fā)生的情況，屬于非計劃的暫停期間關(guān)閉耗能設備，這種情況的特點(diǎn)就是非預期性，其中斷時(shí)刻與長(cháng)度不可預知。例如，當材料流暫時(shí)中止時(shí)就會(huì )發(fā)生這樣的暫停。在這種情況下，即使車(chē)間單元中存在復雜依存的耗能部件，使用PROFIenergy也能夠實(shí)現協(xié)調處理，所以在這種非計劃的情況下也可以實(shí)現節能。

    而為了實(shí)現用戶(hù)對能源需求的測量與可視化，PROFIenergy也能夠提供信息方面的支持。PROFIenergy允許以統一格式從設備讀取、記錄電能等能耗數據，并以人機界面等設備媒介對這些數據進(jìn)行顯示，以備進(jìn)一步處理。PROFIenergy的這些功能通過(guò)提供運行期間的負載及管理數據，為進(jìn)一步的節能和節約成本提供基礎。

    基于PROFINET機制 應用簡(jiǎn)便可靠

    PROFIenergy接口以可靠的PROFINET機制為基礎，結構可謂既清楚又簡(jiǎn)單，便于在自動(dòng)化設備中得到迅速實(shí)現。而其對現有程序兼容的擴展性和可靠性，則是獲得用戶(hù)高度認同的根本保證。

    例如，生產(chǎn)設備的操作者最清楚對設備運行的需求情況，同時(shí)也最了解生產(chǎn)設備的負荷運轉狀況以及計劃內安排的停機時(shí)間。他可以非常恰當地協(xié)調各個(gè)設備的關(guān)閉與重啟。而機器制造商則掌握了切削、粘接或焊接等相關(guān)生產(chǎn)工藝，可以妥善設定如何在間歇過(guò)程中最佳地利用可使用的時(shí)間，而避免出現工藝邏輯上的沖突。這樣，操作者不需要掌握下端技術(shù)與工藝，只需要掌握自己熟悉的現場(chǎng)生產(chǎn)狀況和時(shí)間計劃，就可以從容地協(xié)調節能。

    注重開(kāi)放性集成 降低節能成本

    PROFIenergy使用現有的PROFINET機制，保證了快速、簡(jiǎn)單地實(shí)現節能。PROFIenergy命令通過(guò)PROFINET網(wǎng)絡(luò )傳輸，使得單個(gè)現場(chǎng)設備或整個(gè)現場(chǎng)單元能夠靈活地參與智能能源管理策略。而眾多現場(chǎng)設備無(wú)論支持還是不支持PROFIenergy功能，都可以工作在同一個(gè)PROFINET線(xiàn)纜上，所以將其集成到現有系統中并不復雜。

    在大多數情況下，靠用戶(hù)手動(dòng)關(guān)閉不需要的能耗設備比較復雜和繁瑣。而一些自動(dòng)化方案要求在控制柜中有附加的硬件、額外的空間和分散的布線(xiàn)。而PROFIenergy則是將切換功能集成到設備內，使所有的命令在現有的網(wǎng)絡(luò )上傳播。對用戶(hù)來(lái)說(shuō)，這種簡(jiǎn)便且節省的方式無(wú)疑是節能的良好選擇。

    點(diǎn)評
   
    目前PROFIenergy既有的應用主要集中于汽車(chē)行業(yè)與制造業(yè)。但從各行業(yè)節能的大趨勢和PROFINET已具有的較廣泛的應用基礎來(lái)看，這一技術(shù)還具有在其他各類(lèi)行業(yè)拓展的廣泛空間。

    PROFIenergy的節能主要通過(guò)“間歇時(shí)間關(guān)閉耗能設備”來(lái)實(shí)現，各行業(yè)具有不同的生產(chǎn)工藝、周期特點(diǎn)，其間歇的情況也就各不相同。而PROFIenergy對于多種間歇期的靈活定義，無(wú)疑滿(mǎn)足了其在多行業(yè)拓展所需的適應性。
   
    點(diǎn)評

    舉一個(gè)很典型的例子，某生產(chǎn)線(xiàn)在短間歇中可以通過(guò)關(guān)閉一個(gè)粘接機械手實(shí)現節能，而在長(cháng)間歇中情況相對復雜，還必須考慮粘接劑會(huì )不會(huì )硬化等問(wèn)題，在間歇結束時(shí)也要重新確認粘接質(zhì)量，確保不會(huì )生產(chǎn)出廢品。這些復雜的關(guān)系由設備自行處理，解放了用戶(hù)由于要達到節能效果而不得不承擔的復雜操作，使PROFIenergy具備了可靠性和易用性的優(yōu)勢。

    點(diǎn)評

    當前，節能成為廣大企業(yè)面臨的非?，F實(shí)的問(wèn)題。在考慮節能方案時(shí)，企業(yè)并不僅僅要考慮到節能量，還需要考慮到實(shí)施成本、相關(guān)技術(shù)方案的兼容性和可擴展性，以及操作實(shí)施的簡(jiǎn)便性，這些因素都是企業(yè)選擇及實(shí)施節能方案的關(guān)注點(diǎn)。

    而基于PROFINET機制的特點(diǎn)，使PROFIenergy在成本方面占據了比較大的優(yōu)勢，一方面，用戶(hù)無(wú)需為支持PROFIenergy的設備單獨配備一條線(xiàn)纜，而只是在原有的PROFINET系統中“錦上添花”，相當于對PROFINET總線(xiàn)進(jìn)行更充分的利用，這無(wú)疑將在成本層面上贏(yíng)得用戶(hù)好感。

    鏈接：PROFIenergy應用實(shí)例

    簡(jiǎn)易的生產(chǎn)設備主要由一個(gè)上位控制器組成，它控制著(zhù)一個(gè)下位傳送帶和一個(gè)機械手。在傳送器和機器手之間存在著(zhù)一種技術(shù)依賴(lài)關(guān)系，這是由工藝過(guò)程所決定的；傳送帶必須在機械手之后的2分鐘關(guān)閉，又必須在機械手之前2分鐘啟動(dòng)。

      PROFIenergy為傳送帶和機械手提供時(shí)間信息。傳送帶的關(guān)閉時(shí)間為1分鐘，接通時(shí)間同樣為1分鐘。其次，設備在重新啟動(dòng)之前必須至少關(guān)閉2分鐘。因此，最短間歇時(shí)間為4分鐘。（見(jiàn)下圖）

    這個(gè)簡(jiǎn)單的例子表明，在了解了生產(chǎn)設備中的技術(shù)相互依賴(lài)關(guān)系并掌握了設備特定的知識之后，即使最復雜的依賴(lài)關(guān)系也能夠使用PROFIenergy來(lái)進(jìn)行協(xié)調和編程。因此，用戶(hù)可以將其設備按照作業(yè)特點(diǎn)減速運轉和停車(chē)，并在間歇結束后安全而可靠地重新啟動(dòng)。

                   
                                                        profienergy——現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)