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工業物聯網之流體機械系統能效診斷裝置

作者陳俊漢、沈宗福

刊登日期：2020/09/01

摘要

本研究以節能為角度，針對工廠運轉中動力機械設備–例如空氣壓縮機組，開發能耗監測IOT診斷裝置，建立以工業物聯網為基礎的智慧生產環境，進行長期效能量測分析，為管理和節能診斷提供決策依據，以提升能源使用效率。

Abstract

This research addresses studies the motor driven equipment with Industrial Internet of Things to achieve higher production efficiency. An energy consumption monitoring IOT module is developed and discussed for air compressor unit to conduct a long-term energy efficiency measurement and analysis. The results of these monitoring data can provide a strategic reference for improving the factory energy saving performance.

前言
隨著工業邁入全新的工業物聯網（Industrial Internet of Things, IIOT）時代，許多工廠開始針對他們的設備和系統進行調整或重整，以連結上網路，並整合成為以物聯網為基礎的智慧化生產環境，以達到最高生產效率和最佳管理。在廠房的物聯網中，機器可以與其他機器、物件、環境和基礎設施等進行互動和通訊。日漸增長的工業用物聯網趨勢也正改變著整個工業領域，並讓工業領域更加優化與高效的運行，如圖1為IOT概念圖所示，其組成包含感測器、運算單元、網際網路及大數據分析，藉由感測器蒐集工業環境的巨量資料，接著由IOT閘道器執行數據格式的正規化程序，將許多異質工業通訊協定，轉為雲端運算中心可以識別的語言，再透過網際網路或行動通訊傳至雲端系統，在此進行數據歸納與分析，有助促進製程優化、預防保養或智能邏輯制定，並藉由智能邏輯進行回饋與控制，其強調設備與設施整合的系統化觀念，因此其發展必須具備三大要素，即感知層、模組層與應用層，如圖2為IOT架構圖所示。本研究擬協助國內工廠與業者針對運轉中的動力機械設備–空氣壓縮機組為目標，將從傳統短期的評估方式，延伸至長期運轉效率的即時監測，量測資料經過處理和分析後，可以為機組管理和節能診斷，提供極具意義且即時決策評估的量化依據。藉由計畫開發的空壓能耗診斷工具，作為推廣工業智能物聯網的基礎與核心，有助於提升及驗證空壓機系統的整體效能。