Потребность в цифровизации промышленности формируется последние 10 лет как ответ на запрос на снижение издержек и повышения качества продукции. Внедрение современных систем контроля и управления дает огромный эффект от оптимизации взаимодействий на предприятии.
Первый этап процесса цифровизации это подключение к локальной сети оборудования предприятия. Выполняется прокладка информационных кабельных линий, установка датчиков. При необходимости сеть строиться на беспроводных технологиях как LTE, но закрывается от внешних пользователей в целях безопасности. Оцифровать можно даже самые простые станки. Например, токовые клещи позволяют измерить загрузку станка – есть ток или нет, его количественные характеристики.
На этом этапе важно сразу предусмотреть энергетическую безопасность оборудования. Системы управления и современные станки чувствительны к нарушениям электроснабжения. Низкое качество напряжения и перебои в электросети могут не только нарушить нормальный производственный цикл с потерями в виде простоя или брака, но повредить дорогостоящее оборудование. В этом случае длительные сроки ремонта кратно увеличивают потери.
Поэтому в процессе цифровизации необходимо сразу планировать энергобезопасность оборудования. Проложить не только сигнальные и информационные линии, но и убедиться в надежности кабельных трасс электропитания, а также соответствие их потребляемой мощности, в том числе с учетом дальнейшего роста потребностей.
Для надежности работы производственной линии важную роль имеет применение источников бесперебойного питания (ИБП). Современные системы бесперебойного питания, построенные по технологии двойного преобразования, исключают все проблемы входной электросети. Входной напряжение в них преобразуется в постоянное напряжение внутренней шины, к которой подключены аккумуляторы, из него инвертор формирует выходное переменное напряжение с идеальными характеристиками. Таким образом, оборудование всегда обеспечивается электропитанием высокого качества и отсутствует время переключения на работу от аккумуляторных батарей.
Для подбора ИБП необходимо выявить характер проблем в электросети предприятия и определить ключевых потребителей, для которых недопустимо отключение электросети. Диапазон мощностей может колебаться от 1 кВт для АСУ ТП до 100 кВт и выше у современных станков. Кроме того, важно определить максимальную пиковую мощность, потребляемую защищаемым оборудованием, а также среднюю потребляемую мощность и необходимое время автономной работы для расчета емкости аккумуляторов ИБП.
Если предполагаются длительные отключения рекомендуется применять вместе с ИБП генераторные установки (ДГУ). Например, ИБП обеспечивает защиту от наиболее распространенных кратковременных отключений, а при отсутствии электросети более 10 минут запускается генератор. В таком случае исключается прерывание питания на время запуска ДГУ и выхода его на рабочий режим. Кроме того, снижается износ двигателя за счет сокращения количества запусков двигателя.
Важный элемент инфраструктуры цифрового предприятия - собственный центр обработки данных (ЦОД). Если для сферы торговли, логистики и финансов применяются облачные решения ЦОД, то управление производством имеет высокие требования к непрерывности процесса, а соответственно нуждается в оффлайн системах, исключающих сбоя процессов из-за потери связи. Для них особенно важно обеспечить надежное электропитание в том числе применением модульных отказоустойчивых ИБП. Кроме того, модульные ИБП дают возможность планировать инвестиции в расширение системы за счет добавления силовых модулей по мере роста нагрузки.
Системное внедрение цифровых технологий в промышленном производстве и обеспечение энергетической безопасности ключевых узлов предприятия сокращает риски простоя современных высокотехнологичных производств, особенно с непрерывными технологическими процессами, и сокращает операционные издержки.