探索未來智能化工廠高效節能方式
人力和材料成本的不斷上漲使得制造業面臨著巨大的壓力，不少企業絞盡腦汁尋找辦法去降低生產的成本。隨著國際競爭環境的惡化，落后的產能必將被淘汰掉，而能幫助產業脫險突圍的先進自動化技術正日益受到廠商們的重視，目前新一代智能化工廠已經成為傳統制造業的救命稻草。
然而采用機器人先進自動化技術的確可以提升工廠的產能和節減人力的開資，但自動化設備前期投入是巨大的，另外大量采用自動設備意味著工廠需要消耗更多的電能。我們可以想象得到未來的工廠將會走向無人化，而換來的是大量的智能化機器日日夜在不停地工作生產，因此在未來的工廠中的節能降耗是十分重要的一環節。俗話說“開源節流”，工廠除了通過自動化技術去提升生產效率之外，還得考慮如何最大限度降低能源耗。
為了促進工廠節能技術的發展，OFweek工控網特意邀請來自世界頂級變頻器生產廠商“丹佛斯”的行業資深工程師任杰先生為大家分享《丹佛斯應用于工業生產輸送線的高效節能解決方案》（2014年4月23日上午,參加在線研討會者有機會獲得8GU盤），敬請參加！
目前工廠節能的方式有很多，但主要還是體現在電力能源方面的管理節省，例如采用高效電機，變頻器和智慧能源管理系統。以下我們看下目前工廠最常用和有效的一些節能方解方法。
軟件自動化能效管理
細水方可長流，大量采用機器自動化生產的工廠中需要合理管理機器運轉，而這種工作也可以通過自動化軟件來實現控制，這就是能效管理系統。能效管理系統通過對主要用能設施、設備進行能耗分項計量，然后用智能化系統進行節約與改善。
能效管理系統對各類用能系統整體的實際運行狀態，找出關鍵耗能點和異常耗能點，提出成熟的、可靠的、實際的“能效控制方案”，進行遠程控制和管理，并不斷結合實際采集數據，對之前“能效控制方案”進行微調，最終尋找到符合實際狀況的方案，從整體上降低工廠能耗。
“十二五”期間，我國工業節能減排的約束性指標要求更高、范圍更廣、約束性更強，其中單位工業增加值能耗比“十一五”末降低18%、二氧化碳排放量和用水量分別降低18%以上和30%，工業固體廢物綜合利用率提高72%。工業領域節能減排任務面臨的形勢依然嚴峻。
隨著市場競爭的日趨激烈和能源成本的逐步上揚，廣大機器設備生產商和工業最終用戶在自動化應用、能效管理等方面的意識和要求正在逐步提升，對信息化和自動化的緊密結合提出了更高的要求。如何利用行業創新技術和成功應用經驗，幫助企業自身提升信息化協同、運營維護管理能力和實現能效優化是廣大自動化企業的使命。目前在能效管理平臺上做得比較好的有施耐德、羅克韋爾和ABB。
最近施耐德電氣推出了全新的PlantStruxureTM協同自動化架構，將DCS過程控制系統解決方案、工廠自動化控制系統解決方案(PLC+SCADA)和遙測及遠程SCADA系統解決方案(TRSS)完美集成，為用戶帶來前所未有的開放性、靈活性和可擴展性，不僅滿足工業和基礎設施企業自動化需求，還為其不斷增長的能效管理需求提供了業內領先的卓越平臺。
而羅克韋爾的電力能源管理系統PEMS實時監控電力系統參數，通過對電壓、電流、頻率和電力傳輸系統設備（變壓器、發電機、斷路器、轉換開關、冷卻風扇等）狀態的檢測、顯示、記錄、分析趨勢及預警電力系統信息等，為用戶提供快速、精確的電力系統參數和信息，顯示配電系統的功效。羅克韋爾自動化的PEMS采用標準的硬件和軟件以及嚴格的工程規范，提供一整套專為滿足企業特殊要求而配置的外設系統，可針對用戶的電力和能源管理需求提供不同的解決方案。
另外還有ABB公司的cpmPlus能源管理軟件能幫助各行業客戶建立行業監控、管理和優化能源效率、節約成本。通過制定精確的能源需求計劃并將其應用于能源供應規劃和優化上，從而解決能源管理業務問題。該軟件超前精確規劃能源需求的能力提供了重要的財務優勢，尤其是在開放的電力市場，能最終降低能源成本。
能源管理軟件可清楚表明電力成本，并為制定非高峰時段用電計劃提供支持。它根據發電量來協調電力采購和銷售，然后在電價最高的高峰時段制定發電計劃，以節約更多的成本，相信在未來的工廠中這種管理軟件將有越來越常用。
變頻器與高效電機降低耗損
產品加工制造業中使用的生產機械絕大部分是通過電動機拖動的，自動化設備中電機是主要的耗電對象，目前我國工業能耗約占總能耗的70%，其中電機能耗約占工業能耗的60%~70%，加上非工業電機能耗，電機實際能耗約占總能耗的50%以上。根據國家中小電機質量監督檢驗中心對國內重點企業198臺電機的抽樣調查，其中達到2級以上的高效節能電機比例只有8%。這對整個社會資源產生了極大的浪費。
目前，行業已經推出新一代高效電機，高效電機從設計、材料和工藝上采取措施，例如采用合理的定、轉子槽數、風扇參數和正弦繞組等措施，降低損耗，效率得以提高。高效電動機與普通電動機相比，損耗平均下降20%左右，而超高效電動機則比普通電動機損耗平均下降30%以上。因為超高效電動機的損耗較高效電機有更進一步下降，因此對于長期連續運行、負荷率較高的場合，節能效果更為明顯。
我國已經決定將通過加大財政補貼等方式推廣高效電機，加快推進國內高效電機規模化應用，以縮小與國外之差距。我國高效電機也因此將迎來“大補”時代。目前有博世、GE、ABB、西門子、SKF、日立、富士等國際電機巨頭已經推出了各自己的節能電機，并開始在中國大力推廣。
另外研制高效電機的同時，采用變頻調速技術是另一項行之有效的節能措施。高效電機和變頻電機試驗對測試設備的功能及性能指標提出了較高的要求，為了準確獲取電機的效率，應該采用帶微處理器的寬頻功率分析儀和準確級較高的變頻電量變送器/傳感器。
變頻調速以其優異的調速和起制動性能，高效率、高功率因數和節能效果，廣泛的適用范圍及其它許多優點而被國內外公認為最有發展前途的調速方式。將交流電通過整流，變成直流電，再將其按照正弦軌跡變成脈沖波，最后用電容器將不同幅值的脈沖波濾波，形成較平滑的積分曲線。變頻器的頻率改變是通過改變脈沖的寬度得以實現的。
十二五規劃提出改造提升制造業，其中發展先進裝備、促進制造業由大變強成為指導未來發展的方向。變頻技術因其具有的優異性能將在工業調速和精密控制領域得到進一步推廣。尤其是制造業應用廣泛的低壓變頻技術，未來發展與自動化改造和裝備升級緊密相關。目前我國變頻器市場仍未達到飽和狀態，仍將會有5年左右的高速增速期。
我國變頻器自研發至今，變頻技術在許多生產工藝中都取得了顯著的節能效果。，產品質量的穩定性逐漸提升，加上服務和價格等方面的優勢，國內廠家的競爭力將愈加強大。目前像臺達、森蘭變頻器、匯川變頻器、英威騰變頻器等一些國產品牌已經發起起來，并已經在國內占有一定的市場份額。
智能控制照明有效節能
照明是工廠的重要組成部份，通常傳統的工廠以人力為主，對于光線照明依賴性高。而在未來采用機器化的工廠里照明方面就可以降低明度或者不再需要照明。合理使用照明可能為工廠節省大量的能源。目前很多企業十分重視照明上的節能，采用智能照明控制系統來幫助工廠節省電力。
智能照明系統是最先進的一種照明控制方式，它采用全數字、模塊化、分布式的系統結構，通過五類控制線將系統中的各種控制功能模塊及部件連接成一個照明控制網絡，在照明控制實現手段上更專業、更靈活，可實現對各種照明燈的調光控制或開關控制，是實現舒適照明的有效手段，也是節能的有效措施。
智能照明控制系統，必須順應時下的節能環保概念，因為照明一直是城市電力消耗的大戶，如果再保證照明需求的前提下實現節能環保，是一個必須解決的問題。智能照明控制系統的出現則解決了這一難題，目前做照明控制系統的有施耐德、ABB、松下、中控等企業。
目前，智能技術和電子鎮流器等新照明光源和照明技術的結合，將構筑嶄新的照明技術平臺，其應用領域從智能家居照明擴大到智能化的城市照明、商業照明、工業照明等有著無限廣闊的發展前景，并且這種結合還將創造一種嶄新的高技術、高科學思想含量的照明文化。
專家表示，針對工業照明、商業照明的專業智能照明控制系統又稱無線照明控制系統由燈光控制器單燈控制器與智能網關、節能監控平臺組成，嵌入了ZigBee模塊的燈光控制器連接燈具，控制燈具的開與關、調光、調色等功能；智能網關由ZigBee模塊與GPRS模塊配合，做到遠近結合的數據傳輸。節能監控平臺負責整套系統的運行與管理。
未來幾年，中國LED光源的市場規模將突破1000億美元。目前，國內的智能照明市場滲透率還不足2%，產品應用主要體現在可調光LED景觀燈、可調色溫LED路燈及其監控等方面。其他細分市場的發展前景不可估量。