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高電費下製造業如何自保?
 

【CTIMES/SmartAuto 王明德 報導】   2018年11月02日 星期五

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過去氣候異常只出現在特定幾個地區,如今,則變成全球普遍共有的現象時,這種轉變背後代表的意涵只有一個,地球環境已遭受嚴重破壞,若沒有立即進行節能改善措施,未來地球將不再適合人類生存。於是,各國政府有致一同地推動節能政策,包括工廠、辦公大樓、百貨公司等耗電量大的產業,也就成為節能減碳的主要目標。

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根據經濟部能源局統計資料,工業部門的能源消耗量占整體消耗量的50%,可說是最主要的能源消耗單位,也是最具節能潛力的產業,一般來說廠區耗電設備種類繁多,其中以空調系統所占比重最高,約為整體耗電量50%~60%,因此,工廠節能應從用電量最大的設備、也就是空調系統開始,成效才會最顯著。

廠區空調系統大多根據最高使用量來設計,也就是夏天外氣溫度最高、廠內工作人員最多、生產線產能最大的時候,但根據過往資料顯示,一年365天裡,很少有機會遇到這種最高標準的情況,甚至根本不會發生。

換句話說,大多數冰水主機都是在低負載的狀態下運轉,這種運轉模式不只可能降低機器壽命,更會造成無謂的電力浪費;再加上每部主機的性能不一,運轉時間愈久,性能差異愈大,電能浪費也就更多,尤其電子廠這種大型空調用戶,其空調負荷冷凍噸大都破萬,主機數量多、容量又大,無謂的電力消耗也就更多。如果能做好節能控制,讓冰水主機維持最佳運轉效率,自然也就減少電力支出成本。

傳統工廠透過PLC進行空調控制,整合感測器及變頻器進行控制。通常會使用的感測器共有外氣溫度、外氣含值、流量等三項,感測器將感測數值上傳至PLC進行運算,再驅動變頻器運作,由變頻器去控制馬達運轉效率。由於PLC只單純具備控制功能,必須整合人機介面,才能提供管理者瀏覽各項資訊。

為了提升空調控制系統的擴充與整合能力,整合PLC與HMI可以節省系統空間,也降低建置成本。另外,就系統整合面來看,早期控制器、變頻器、及馬達三者間走硬線整合的模式,透過實體拉線讓三者可以互相傳遞資料,如今隨著網路技術成熟,三者倘若改走通訊整合模式,就能省去拉線作業,惟前提條件是必須支援開放式通訊協定,以有效簡化系統整合作業,比起傳統PLC具備更高的擴充彈性。

其實,空調控制器的種類有很多,在樓宇自動化領域裡,最常見的就是數位邏輯控制器(Digital Logic Controller;DDC),不過DDC的控制精準度與整合能力不比嵌入式電腦或PLC。

先就控制精準度來看,樓宇空調系統當機並不會產生太嚴重的影響,最多只是造成大樓內工作者的抱怨及不舒服感受,但工廠空調系統當機就會影響生產進度,損失可能以新台幣百萬元或千萬元為單位,所以工廠對於控制器的穩定性及精準度要求相當高,這是工廠採用PLC控制空調系統的第一個原因。

至於第二個原因則是考量到控制器的整合能力,工廠的驅動設備與控制系統未必是同一個廠牌,這意味著其所採用的通訊協定也都不同,而DDC通常都走封閉式通訊協定,若要整合不同廠牌的驅動設備其實並不容易,但嵌入式電腦整合能力較高,即便與驅動設備使用不同協定,也可以透過Serial Port去整合,達到空調節能控制目的。

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