포장 라인의 공압 밸브 및 스마트 센서로 에너지 절약

Emerson의 전문가가 작성했습니다.

온실 가스 배출량의 3분의 1 이상이 식품 시스템에서 발생하는 것으로 추정되며, 그 중 약 5.4%를 포장 공정이 담당합니다. 배출을 줄이고 궁극적으로 제거하기 위해 소비재(CPG) 회사는 탈탄소화 목표를 설정하고 있습니다. CPG는 조치를 취하고 탄소 중립을 향해 나아가면서 시설 전체에서 에너지 사용을 줄일 수 있는 신뢰할 수 있는 방법을 찾고 있습니다.

많은 기업이 에너지 소비를 안정적으로 줄이는 한 가지 방법은 에너지 효율적인 새로운 공압 밸브 기술을 통합하는 것입니다. 공압 제어 밸브는 비용 효율적이고 안정적인 성능을 위해 광범위한 포장 시스템에 매우 중요합니다. 공압식 공기 밸브 제조업체가 개발한 보급률과 다양한 새롭고 스마트한 기능은 CPG가 공압 시스템에서 에너지를 절약하고 더 큰 가치를 얻을 수 있는 좋은 기회를 제공합니다.

유량 센서를 사용한 에너지 사용 최적화

일반적으로 CPG에는 주요 압축 공기 공급 라인을 공유하는 다양한 제조업체의 많은 기계가 있습니다. 포장 시설에서 이 장비를 작동하고 포장 라인의 전력 프로세스를 작동하는 데 사용하는 압축 공기는 생산하는 데 상당한 양의 에너지가 필요합니다. 불행히도 모든 것이 효율적으로 사용되는 것은 아닙니다. 일부 압축 공기는 누출을 통해 낭비될 수 있습니다. 누출은 감지하기 어려울 수 있으며 막대한 에너지 손실과 값비싼 가동 중지 시간을 초래할 때까지 종종 눈에 띄지 않을 수 있습니다.

공압 시스템 모니터링은 누출을 감지하고 에너지 사용을 제어하는 ​​한 가지 방법입니다. 대부분의 기계에는 모니터링 기술이 내장되어 있지 않습니다. 그러나 스마트 공압 센서로 개조할 수 있습니다. Emerson의 AVENTICS ^TM 와 같은 유량 센서 AF2 시리즈 센서를 사용하면 누출을 조기에, 심지어 발생하기 전에도 식별하고 해결할 수 있어 에너지 사용을 최적화할 수 있습니다.

압축 공기 소비량을 실시간으로 측정함으로써 유량 센서는 공압 시스템 성능과 에너지 소비량에 대한 명확한 그림을 제공할 수 있습니다. 이 정보를 사용하여 기업은 에너지 사용을 더 잘 이해하고 이를 효과적으로 제어하기 위한 의미 있는 조치를 취할 수 있습니다.

유량계보다 훨씬 많은 AF2는 압력, 온도, 질량 유량, 체적 유량, 유속, 총 질량, 총 체적 및 에너지의 8가지 다른 공정 매개변수를 측정합니다. 구성 가능한 대형 OLED 디스플레이는 작동 데이터를 명확하게 표시하므로 작업자가 쉽게 읽을 수 있습니다. 작업자는 측정뿐만 아니라 공정 곡선 및 누적 값을 위해 순서도를 비롯한 다양한 시각화를 구성할 수도 있습니다. 센서는 최대 7일의 메모리를 저장하므로 작업자도 기본 장비 이력에 액세스할 수 있습니다.

AF2는 기계 수준에서 데이터를 제공하고 공급 라인의 어떤 기계에 누출이 있을 수 있는지 신호를 보낼 수 있습니다. 작업자는 데이터를 사용하여 기계의 기류에 대한 통찰력을 얻고 학습한 내용을 기계 사이클과 연관시킬 수 있습니다. 장비의 주기와 공기 프로필을 더 잘 이해함으로써 작업자는 실시간 데이터를 표준 공기 흐름 프로필 또는 라인에 있는 최고의 장비의 데이터와 같은 기준 데이터와 비교할 수 있습니다. 기준 데이터와 편차가 있는 경우 운영자는 문제를 식별하고 누출을 일으키는 구성 요소를 교체하는 등의 조치를 신속하게 취할 수 있습니다.

사이클 프로필과 공기 소비량을 비교하면 작업자가 접근할 수 없는 장비 상태, 누출 가능성 및 에너지 소비량에 대한 많은 귀중한 정보를 얻을 수 있습니다. 작업자가 자신 있게 결정을 내리고 포장 라인 에너지 사용을 더 잘 제어하는 ​​조치를 취하는 데 도움이 될 수 있습니다.

실제로 AF2의 데이터 캡처 기능과 체계적인 접근 방식을 통해 작업자는 에너지 관리를 위한 DIN ISO 50001에 따라 공압 시스템의 공기 소비량을 모니터링할 수 있습니다. 이 ISO 표준은 조직이 에너지 관리 시스템을 구축, 구현, 유지 및 개선하는 데 도움이 되도록 만들어졌습니다.

AF2만 사용하여 CPG는 수집된 데이터를 자체 IT 네트워크 내에 보관하거나 게이트웨이를 통해 클라우드로 데이터를 추출할 수 있습니다. 게이트웨이 및 특별히 개발된 소프트웨어와 함께 사용하면 운영자는 고급 대시보드에 액세스하고, 기록 데이터를 저장하고, 경고를 트리거하는 매개변수 임계값을 생성하고, 누출 분석을 완료하고, 데이터를 다른 기계 센서와 연관시키고, 현장 회계를 완료하는 등의 작업을 수행할 수 있습니다.

AF2의 단순성과 정보의 폭은 CPG에게 디지털 혁신 여정의 기본 진입점이자 안정적으로 에너지를 절약할 수 있는 귀중한 방법을 제공합니다.

센서의 데이터는 개인 스마트 장치에 대한 통찰력과 시각화를 통해 운영자에게 제공되어 의사 결정에 더 쉽게 액세스하고 해석하고 사용할 수 있습니다. (이미지 제공:에머슨)

비례 밸브를 사용한 폐기물 감소

1분에 거의 100만 개의 플라스틱 병이 판매되는 것으로 추산됩니다. 이들 중 대부분은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 병입니다. 글로벌 수요를 충족하기 위해 매년 약 3,500개의 SBM(스트레치 블로우 성형) 시스템이 제조 및 배포됩니다.

최신 생산 시스템은 연속 생산 흐름에서 SBM 프로세스와 병입 프로세스를 통합합니다. 조합 시스템은 생산에서 충전까지 병을 운송할 필요가 없으므로 라인의 물리적 발자국과 탄소 발자국을 모두 줄일 수 있습니다. 주요 SBM 기능을 구동하는 공압 밸브 기술도 상당한 양의 에너지를 절약할 수 있습니다.

생산 시스템의 에너지 소비에서 가장 큰 차이를 만들 수 있는 세 가지 공압 기술은 비례 제어 밸브, 공기 준비 시스템 및 블로잉 블록입니다. 공압식 공기 준비 시스템은 효율성을 개선하고 액추에이터를 사전 형성하고 병을 형성하는 데 사용하는 스트레치 블로우 병 확장 단계에서 사용하는 저압 및 고압 공기를 더 잘 제어합니다. 소형 고성능 블로우 블록의 사전 블로우, 블로우, 재활용 및 배기 기능은 병 부피 증가를 더 잘 제어합니다. 그러나 고급 비례 밸브는 사전 분사 팽창을 혁신하고 이 단계의 에너지 효율성을 크게 향상시킵니다.

에머슨은 PET 생산의 프리블로우 팽창 단계에서 온/오프 고압 흐름을 대체하도록 특별히 설계된 비례 제어 밸브 솔루션을 제공합니다. 혁신적인 솔루션은 특별히 설계된 비례 밸브, 제어 전자 장치 및 소프트웨어를 결합합니다. 비례 밸브는 온/오프 고압 흐름이 하는 방식으로 블로우 프로세스 전반에 걸쳐 균일한 유속을 제공하는 대신 흐름을 조절하여 금형 내 각 병의 팽창을 미세 조정합니다. 이 시스템은 밸브에 분사 시퀀스 설정점을 저장하거나 의도적인 병 성장을 위해 SBM PLC(프로그래머블 로직 컨트롤러)의 제어 지시에 응답할 수 있으므로 최종 사용자는 가열된 병이 금형 내에서 팽창하는 방식을 정밀하게 조정할 수 있습니다.

병 벽과 모양 형성을 미세 조정할 수 있어 더 얇고 가벼운 병을 만들 수 있어 각 병에 사용되는 재료의 양을 줄일 수 있습니다. 또한 품질과 프리블로우 오븐의 가열 온도를 희생하지 않으면서 병 형성에 필요한 블로우 에어 압력을 줄여 에너지를 절약합니다.

병 성장을 정밀하게 조절하는 것 외에도 이 고급 비례 밸브 기술에는 PET 병 블로잉 공정의 에너지 효율성과 지속 가능성을 향상시키는 몇 가지 추가 기능이 있습니다. 시스템은 또한 각 타격의 품질을 나타내는 피드백 결과를 제공할 수 있습니다. 이 중요한 데이터는 병 제조업체가 성형 공정을 완벽하게 하여 병 품질과 일관성을 개선하고 스크랩을 줄이는 데 도움이 됩니다. 또한 예방 유지보수를 가능하게 하는 상태 모니터링 데이터를 제공하여 효율성을 개선하고 가동 중지 시간을 줄입니다.

새로운 비례 밸브 기술의 에너지 절약 이점 외에도 시스템을 통해 병 제조업체는 소비자에게 더 매력적일 수 있는 복잡한 병 모양을 생산할 때 더 높은 처리량을 달성할 수 있습니다. 또한 소프트웨어/PLC 공식을 통해 프로세스를 쉽게 업데이트할 수 있으므로 기계의 각 블로잉 스테이션을 정제하여 생산을 중단하지 않고도 더 큰 개선을 할 수 있습니다.

더 나은 제어, 더 많은 비용 절감

새롭고 스마트한 공압 밸브 기술은 CPG에 에너지 사용을 안정적으로 줄이는 방법을 제공합니다. 포장 라인에 스마트 센서를 통합하고 PET 병 생산에 비례 밸브를 통합함으로써 CPG는 프로세스를 제어하고 결과를 개선할 수 있습니다. 신뢰할 수 있는 탈탄소 포장 라인은 의도 없이 발생하지 않습니다. 이러한 기술이 제공하도록 설계된 높은 수준의 제어, 정밀도 및 숙고가 필요합니다.

JHFoster의 전문가에게 문의하여 시설에서 에너지 절약을 시작할 수 있는 방법을 알아보십시오.