Jeszcze kilka lat temu systemy EMS były postrzegane jako luksus dostępny dla dużych firm, dysponujących rozbudowanymi systemami automatyki. Dziś po takie rozwiązania sięgają też firmy średniej wielkości, szczególnie te posiadające rozproszone centra produkcyjne. Bezpieczeństwo, niezawodność i pozytywny wpływ EMS na aspekty ekonomiczne są coraz lepiej rozumiane, co przekłada się na powszechność stosowania.
Oszczędzanie przez monitorowanie
Doświadczenia firmy Endress+Hauser pokazują, że gdy mowa o systemach sprawnych i prawidłowo zaprojektowanych, systemy monitorowania energii pozwalają na zidentyfikowanie oszczędności w wysokości około 5% dla układów chłodniczych, po 10% dla układów sprężonego powietrza i dla wytwarzania pary, oraz 15% dla cieplnych systemów przesyłowych i dystrybucyjnych. Ekonomiczne zalety stosowania systemów EMS wiążą się również z tym, że dobrze zaprojektowany i wykonany system pozwala zapobiegać potencjalnym stratom wynikającym ze stanów awaryjnych, których unikanie jest domeną tzw. predykcyjnego utrzymania ruchu.
Unikanie to jest możliwe dzięki analizie danych pochodzących bezpośrednio z maszyn i innych urządzeń w celu przewidywania potencjalnych awarii i podjęcia ewentualnych działań serwisowych przed ich wystąpieniem. Wynikają z tego korzyści takie jak zmniejszenie czasu przestojów produkcyjnych czy strat materiałowych, nie wspominając o niewymiernych kwestiach bezpieczeństwa dzięki zapobieganiu zdarzeniom wypadkowym. Dobrze widać to na przykładzie Heartbeat Technology – software-owej i hardware-owej platformy, dzięki której wykorzystujące ją urządzenia wykonują pełną diagnostykę i weryfikację swojego stanu technicznego bez przerywania pomiaru, a w przypadku pogarszania się parametrów wybranych punktów kontrolnych – przesyłają operatorowi ostrzeżenia lub alarmy.
Kolejnym zagadnieniem jest ryzyko potencjalnych strat wynikających z błędów w doborze urządzeń pomiarowych, co obrazuje następujący przykład. Dla obliczeń cieplnych pary nasyconej można posługiwać się jednym wybranym parametrem stanu – wartością temperatury lub ciśnienia. Dla pary przegrzanej należy uwzględnić obydwa. Jednak są procesy, w których przy obniżeniu ciśnienia, na przykład na zaworach redukcyjnych, para się „osusza” i może przejść w przegrzaną, mimo spadku jej temperatury. Wówczas traktowanie jej jako pary nasyconej może prowadzić do błędów w obliczeniach cieplnych sięgających 30-40%.
Chmura obliczeniowa daje nowe możliwości
W sferze integracji systemów i transmisji danych ostatnie lata stoją pod znakiem szybkich zmian umożliwionych przez rozwój technologii chmurowych. Ze względu na coraz częstsze rozproszenie terytorialne przedsiębiorstw, dużym wyzwaniem staje się elastyczność w zakresie zdalnego dostępu do danych. Rozwiązania chmurowe wychodzą naprzeciw tym wyzwaniom i cieszą się stale rosnącą popularnością. Były traktowane z pewną rezerwą wynikającą z obawy o bezpieczeństwo danych, ale te opory są skutecznie przełamywane dzięki rosnącej wiedzy użytkowników na temat ich bezpieczeństwa i dzięki obserwacji, jak niezawodne są to rozwiązania i w jaki sposób przekładają się na korzyści ekonomiczne.
Rozwój rozwiązań chmurowych jest szczególnie atrakcyjny dla mniejszych i średnich przedsiębiorstw. Tym bardziej, że coraz szerzej dostępne są gotowe rozwiązania o ogromnej zdolności skalowania, czego przykładem jest oferowany przez Endress+Hauser system zdalnej wizualizacji i raportowania oparty o usługę DataPortal. To platforma internetowa pracująca w środowisku bezpiecznej chmury obliczeniowej AWS. Minimalnym nakładem inwestycyjnym użytkownik uzyskuje zdalny i bezpieczny dostęp do danych pomiarowych, do tworzenia interaktywnych wykresów, map procesowych, grafik oraz indywidualnie skonfigurowanych raportów i bilansów.
Drugi trend rozwojowy widoczny w przypadku systemów EMS, który właśnie „rodzi się” na naszych oczach, związany jest z możliwościami, jakie stwarza nowy, 2-przewodowy przemysłowy Ethernet oparty na warstwie fizycznej Advanced Physical Layer (APL). Dzięki komunikacji za pomocą Ethernet APL, 2-przewodowe przetworniki pomiarowe, stanowiące zdecydowaną większość urządzeń stosowanych w pomiarach cieplnych, uzyskają zdolność transmisji danych z szybkością 10MB/s, czyli około 300 razy większą od najszybszych dotychczasowych 2-przewodowych sieci obiektowych. W ten sposób wszystkie dane mierzone, jak również wyliczane wielkości cieplne, będą mogły błyskawicznie być przesyłane do odpowiednich stacji systemu automatyki.
Warto przy tym dodać, że przyrządy z komunikacją APL mają też wbudowany serwer WWW, dzięki czemu do ich obsługi i diagnostyki nie są wymagane programy narzędziowe udostępniane przez dostawców urządzeń, a jedynie zwykła przeglądarka internetowa.
Jak więc widać, dobrze zaprojektowane i wdrożone systemy EMS pozwalają osiągnąć szereg korzyści bezpośrednio lub pośrednio przekładających się na zyski ekonomiczne – a te, wraz z rozwojem technologicznym, będą coraz większe. Obniżanie kosztów generowanych przez nośniki energii i wspieranie predykcyjnego utrzymania ruchu to wymierne argumenty za stosowaniem rozwiązań, które nieprzypadkowo są jednym z kluczowych elementów Przemysłu 4.0.