在包装线上使用气动阀和智能传感器节约能源

由艾默生的专家撰写。

据估计，超过三分之一的温室气体排放是由食品系统产生的，其中包装过程约占 5.4%。为了减少并最终消除排放，消费品 (CPG) 公司正在制定脱碳目标。随着 CPG 采取行动并迈向碳中和，他们正在寻找可靠的方法来减少其设施的能源使用。

许多公司可靠地降低能耗的一种方法是集成新的节能气动阀技术。气动控制阀因其具有成本效益和可靠的性能而对广泛的包装系统至关重要。它们的流行以及气动空气阀制造商开发的各种新的智能功能为 CPG 提供了节省能源并从其气动系统中获得更大价值的绝佳机会。

使用流量传感器优化能源使用

一般来说，CPG 有许多机器，通常来自不同的制造商，它们共享一条主要的压缩空气供应线。包装设施用于操作该设备的压缩空气和包装线的动力过程需要大量的能源来生产。不幸的是，并非所有这些都得到了有效利用。一些压缩空气可能会因泄漏而浪费掉。泄漏可能很难检测到，而且在导致巨大的能量损失和代价高昂的停机时间之前，往往会被忽视。

气动系统监控是检测泄漏和控制能源使用的一种方法。大多数机器没有内置监控技术。但是，可以使用智能气动传感器对其进行改造。流量传感器，例如艾默生的 AVENTICS ^TM AF2 系列传感器可以及早识别和解决泄漏问题——甚至在泄漏发生之前——以优化能源使用。

通过实时测量压缩空气消耗量，流量传感器可以清晰地显示气动系统的性能和能耗。使用这些信息，公司可以更好地了解他们的能源使用情况并采取有意义的行动来有效控制它。

AF2 不仅仅是一个流量计，它还可以测量八种不同的过程参数：压力、温度、质量流量、体积流量、流速、总质量、总体积和能量。其可配置的大型 OLED 显示屏清晰地显示操作数据，便于操作员阅读。操作员还可以为测量以及过程曲线和累积值配置各种可视化，包括流程图。该传感器最多可存储 7 天的内存，因此操作员也可以访问基本的机器历史记录。

AF2 提供机器级别的数据，并可以指示供应线中的哪台机器可能存在泄漏。使用数据，操作员可以深入了解机器的气流，并将他们学到的知识与机器周期相关联。通过更好地了解机器的循环及其空气分布，操作员可以将实时数据与基准数据进行比较，例如标准气流分布或来自生产线上最佳机器的数据。如果与基线数据有偏差，操作员可以识别问题并迅速采取行动，例如更换导致泄漏的组件。

比较循环曲线和空气消耗量提供了很多关于机器健康状况、可能的泄漏和能源消耗的有价值的信息，而这些信息是操作员无法获得的。它可以帮助运营商自信地做出决策并采取行动，更好地控制包装线的能源使用。

事实上，AF2 的数据采集能力和系统化方法使操作员能够根据 DIN ISO 50001 监控气动系统中的空气消耗量以进行能源管理。该 ISO 标准旨在帮助组织建立、实施、维护和改进其能源管理系统。

仅使用 AF2，CPG 就可以将收集到的数据保存在自己的 IT 网络中，也可以通过网关将数据提取到云中。与网关和专门开发的软件配合使用时，操作员可以访问高级仪表板、存储历史数据、创建触发警报的参数阈值、完成泄漏分析、将数据与其他机器传感器相关联、完成现场核算等等。

AF2 的简单性及其广泛的信息为 CPG 提供了进入其数字化转型之旅的基础点，并提供了一种可靠节约能源的宝贵方法。

来自传感器的数据可以通过其个人智能设备上的洞察力和可视化呈现给操作员，使其更易于访问、解释和用于决策。 （图片由艾默生提供）

使用比例阀减少浪费

据估计，每分钟售出近 100 万个塑料瓶。其中大部分是聚对苯二甲酸乙二醇酯 (PET) 瓶。为满足全球需求，每年生产和部署约 3,500 套拉伸吹塑 (SBM) 系统。

最新的生产系统将 SBM 工艺与装瓶工艺结合在一个连续的生产流程中。组合系统无需将瓶子从生产运输到灌装，从而减少生产线的物理足迹和碳足迹。为 SBM 关键功能提供动力的气动阀技术也可以节省大量能源。

可以对生产系统的能耗产生最大影响的三种气动技术是比例控制阀、空气制备系统和吹气块。气动空气制备系统可提高效率并更好地控制预成型执行器和拉伸吹瓶膨胀步骤用于成型瓶子的低压和高压空气。紧凑、高性能吹瓶块的预吹、吹瓶、回收和排气功能更好地控制瓶体积增长。然而，先进的比例阀彻底改变了预吹膨胀，并显着提高了这一步的能源效率。

艾默生提供专门设计的比例控制阀解决方案，用于替代 PET 生产中预吹胀步骤中的开/关高压流。创新的解决方案结合了专门设计的比例阀、控制电子设备和软件。比例阀通过调节流量来微调模具内每个瓶子的膨胀，而不是像开/关高压流量那样在整个吹塑过程中提供均匀的流量。该系统可以将吹瓶顺序设定点存储在阀门中，或响应 SBM 可编程逻辑控制器 (PLC) 的控制方向，以进行有针对性的瓶子生长，从而使最终用户能够精确改进加热的瓶子在模具内的膨胀方式。

微调瓶壁和形状形成的能力使得制造更薄、更轻的瓶子成为可能，这可以减少每个瓶子使用的材料量。它还可以通过降低制瓶所需的吹气压力来节省能源，而不会牺牲质量以及预吹烘箱中的加热温度。

除了精确调节瓶子的生长外，这种先进的比例阀技术还具有多项额外功能，可提高 PET 吹瓶工艺的能源效率和可持续性。该系统还可以提供指示每次打击质量的反馈结果。这些关键数据有助于瓶子制造商完善其成型工艺，从而提高瓶子质量和一致性并减少废品。它还提供状态监测数据，可实现预防性维护、提高效率并减少停机时间。

除了新的比例阀技术的节能优势外，该系统还允许瓶子制造商在生产对消费者更具吸引力的复杂瓶子形状时实现更高的产量。而且，由于工艺可以通过软件/PLC公式轻松更新，机器上的每个吹瓶站都可以在不停止生产的情况下进行改进以实现更大的改进。

更好的控制，更多的节省

新的智能气动阀技术为 CPG 提供了可靠地减少能源使用的方法。包装线中的智能传感器和 PET 瓶生产中的比例阀的集成使 CPG 能够控制流程并改进其结果。可靠的脱碳包装线不会无意识地发生——这需要这些技术旨在提供的高水平控制、精确和深思熟虑。

请联系 JHFoster 的专家，了解如何开始在您的设施中节约能源。