制造你的产品需要多少能源，这会增加多少成本?它是否反映了最佳操作，或者在机器、生产线或整个工厂系统中是否存在可避免的能量损失?显然，这些都不是小事;相反，它们会构成严重的底线问题。Bob Sabin是自动化供应商艾默生过程管理的工业能源咨询工程师(www3.emersonprocess.com),他指出，“能源效率正被认为是经济竞争力和商业成功的关键因素。”
不幸的是，许多公司仍然对他们的能源消耗模式只有初步的了解，因此需要进行能源审计。这听起来像是一项艰巨的任务，但专家表示，有一个简单而直接的方法可以开始这个过程:四处走走。这种巡视或目视检查可以揭示你的工厂使用和误用能源的许多方式。
虽然用电通常是最主要的问题，但别忘了工资，它是水、空气、煤气、电和蒸汽的首字母缩写。上述任何一种浪费都意味着金钱损失，所以要警惕压缩空气或蒸汽泄漏，以及低效率照明和其他潜在的问题点。
在这里，一双新鲜的眼睛会是有用的补充。您的维护人员和其他内部人员习惯于用规范的术语思考;也就是说，这是机器或系统正常工作的方式吗，如果它正常工作，问题是什么?对于值得信赖的供应商或其他知识渊博的局外人来说，很明显您的员工已经接受了次优性能。
正如通用电气智能平台公司的鲍勃·盖茨所说，在工厂里走动既容易又基本上没有成本(GE-IP www.ge-ip.com)他说:“仅仅在工厂里走一走是不够的。假设没有某种基于传感器的自动化系统，你可以监控任何大型设施的能源使用情况，这是不切实际的。”GE-IP提供能源管理系统，作为其Proficy制造软件套件的一部分。
然而，在解决传感器放置和系统升级问题之前，完成能源审计非常重要。这包括查看您的电机，通常是工业设施中最大的能源使用和废物来源。他们的大小是否适合他们所要做的工作?是否在适当的地方安装了变速驱动器，例如在冷却塔等高能耗设备上，电机通常运行太快或太慢，无法满足设备的不同要求?选择合适的冷却风扇电机也会影响能源使用和运行成本。
Pelonis Technologies总裁Sam Pelonis指出:“从理论上讲，冷却直流风扇电机可以全天候运行，并且比大多数其他工业设备的整体使用寿命更长。(www.pelonistechnologies.com),交流和直流风扇和马达的制造商。“找到电力和冷却能力的适当平衡，以及能源效率和维护成本的平衡，是关键。(参见“使用性能曲线来‘查看’能耗”，见对面页。)
说到冷却塔，现有的技术可以使能耗与实际需求紧密匹配。这包括自动空气阻尼器，最重要的是，可编程或“智能”恒温器。
“可编程恒温器根据用户编程的配置文件来提高和降低目标温度区域，”Pelonis说。“但在过去的两三年里，可编程恒温器已经成为云计算的一部分。”这些恒温器可以直接连接到Wi-Fi网络，通过Wi-Fi网络连接到互联网，然后连接到手机、平板电脑和电脑上的远程移动应用程序。这些恒温器可以使用传感器、算法和云计算技术，随着时间的推移，它们开始“学习”主人的习惯。
“它们还可以与在线天气资源和日历应用程序集成，”Pelonis说。“通过这样做，他们可以确定业主何时可能改变计划，如果天气发生变化，他们可以相应地调整环境。”因此，智能传感器不仅可以确保建筑物在有人居住时舒适，在无人居住时更节能，而且还可以在可编程配置文件中选择最有效和节能的方式来实现这些目标。
例如，现代灯泡和固定装置可以部分解决照明效率低下的问题，但由于照明占工厂电费的很大一部分(有人说超过三分之一)，因此研究其他措施也是值得的，比如在房间无人时自动调暗或关闭灯光的控制装置。
寻求节约能源的公司也需要仔细研究他们的公用事业合同和每月的公用事业账单。电力公司通常会在用电高峰时段收取更高的电费。知道了这一点，公司就可以权衡延迟开始时间或在非高峰时间重新安排某些操作的可行性。在许多情况下，这个过程所节省的费用是相当可观的。
规划和可见性
现在很明显，在能源审计期间提出的问题将建议可采取的纠正措施的范围。但纠正措施本身并不是能量管理。能源管理需要建立一个消耗基线，以衡量未来的收益和损失，并为分阶段的纠正行动制定优先计划。作为一个必要的先决条件，它需要了解工厂的能源使用情况。
自动化供应商ABB协同生产管理的首席技术传人Marc Leroux强调说:“第一步是能够可视化能源消耗的地方(http://new.abb.com/us)。“提供可视化是相当简单的。”这是一个测量设备能耗的问题，然后将这些数据连接到一个工厂级的系统中，以便于分析和采取行动。
然而，一个问题是，“通常效率低下的设备也可能是旧设备，这些设备没有任何与之相关的计量。这是许多制造商停止尝试使用植物级可视化系统的原因，”Leroux说。“当然，计量是了解能源消耗的最佳和最准确的方法，但使用数学模型也有可能获得一个合理的性能图像。”
艾默生的Sabin对此表示赞同，他说:“大多数工厂在能量测量方面没有足够的粒度。如果他们希望为自己提供一个节省能源和成本的实时工具，他们通常需要更多的仪器仪表。”
由于传感器和其他仪器价格的下降，更重要的是，无线技术的出现，这种情况正在迅速改变。萨宾指出:“无线技术在过去5到10年里确实成熟了。“无线技术的发展改变了游戏规则。无线仪器的安装成本通常是有线仪器的一小部分，而无线测量现在正被用于以前无法测量的仪器和过程。”
Sabin引用了“一种叫做蒸汽疏水阀监视器的简单装置”，这种装置以前在一些工艺工厂中策略性地选择了蒸汽疏水阀。“我们现在看到工厂把它们放在大部分的蒸汽疏水阀上。这种无处不在的传感技术所节省的能源，以及由此节省的成本，使其几乎成为一件无需动脑筋的事情。”
Sabin说，有了无线技术，“在某些情况下，我们看到多达40%的仪器被投入到加工厂，特别是在生产操作周围的重要设备上，而这些设备在过去基本上是不受监控的。这将促进可靠性和能源性能达到一个新的水平。”
通用电气的盖茨也认同无线的重要性:“让你的员工获得实时的能源消耗信息是成功的能源管理的关键部分。多亏了无线技术，你现在不仅可以通过人机界面，还可以通过手机或其他手持设备获得这些数据。”
自动化系统
这种能力虽然很好，但还不够:能够清晰地看到一棵树的图像固然很好，但还需要能够看到整个森林。这就是自动化能源管理系统的用武之地。如果您有传感基础设施，自动化能源管理系统将为您提供大的图片和管理它的能力。在这个领域有各种各样的系统在竞争，包括PROFIenergy，一个来自网络协议组织PI北美的系统(us.profinet.com)。PI北美副总监卡尔·亨宁(Carl Henning)表示，PROFIenergy使plc等控制设备能够在午休或随机停工等休息时间命令耗能单元切换到节能模式。
这一策略也被其他能源管理系统所采用。Moxa美洲业务发展经理Daniel Liu表示(www.moxa.com),“通过实施能源监控系统，据说只需关闭未使用的机器和设备，就可以节省15%到大约25%的能源成本。”乍一看，这一说法似乎令人吃惊，但当你考虑到机器人电池、激光和驱动器在暂停期间消耗的能量接近总能耗的60%时，就显得不那么令人吃惊了。
刘接着说，“能源监测系统和资产管理系统当然在设备和技术上有很高的重叠率。”萨宾这样说:“就能源效率而言，工业场所通常在什么时候表现最差?当设备运行不佳时。”
盖茨补充道:“当你长时间监测一条线路的能耗数据时，你会发现一定有什么地方运行不正常;有些东西需要主动维护。”显然，能源管理和资产管理是同一事物的两个方面。
有效资产管理的关键是使用能耗数据以及实时监控和智能设备可以提供的大量其他数据来减少计划外停机时间。在这里，自动化系统是至关重要的。这样的系统不仅应该能够监视关键参数并随时间跟踪这些参数，还应该能够分析结果并指出可能的纠正措施。
然而，美国国家仪器公司(National Instruments)负责嵌入式系统营销的高级集团经理艾哈迈德•马哈茂德(Ahmed Mahmoud)警告称，尽管自动化能源或资产管理系统具有这种高度的自主性，但它仍然是一种工具，而且通常相当昂贵(www.ni.com)。这在一定程度上是由成本驱动的，因为需要定制这些工具以适应特定工厂的需求。
尽管如此，马哈茂德表示，大型工厂发现这些系统越来越有吸引力，因为它们的操作非常复杂，而且劳动力老龄化意味着工厂车间里有技能和经验的人越来越少，无法手动做出能源或资产管理决策。“最终，”他补充道，“这一切都归结为盈利能力和推动流程创新。”
新的ISO 55000资产管理体系标准为能源管理提供了一些指导。不过，除非主要客户和保险公司开始坚持这样做，否则在未来一段时间内，这一标准的影响可能微乎其微。尽管如此，对于那些参与能源管理的人来说，熟悉这个标准是明智的。这可以通过访问ISO网站轻松完成(www.iso.org)或三菱电机自动化的新能源管理网站，www.mitsubishienergy.com．
