Công nghiệp thông minh và nhà máy thông minhCông nghiệp thông minh và nhà máy thông minh là hai thành phần trụ cột của sản xuất hiện đại trong cách mạng công nghiệp lần thứ tư. Sau đây là những thông tin cơ bản về hai thành phần này. Công nghiệp thông minh Công nghiệp thông minh có thể hiểu là các giải pháp quy trình công nghiệp thông minh được thiết kế, tối ưu hóa và xây dựng theo nhu cầu và đặc điểm cụ thể của từng ngành. Công nghiệp thông minh còn đại diện cho một phương pháp tiếp cận toàn diện, tích hợp các công nghệ tiên tiến, các hoạt động bền vững và đổi mới sáng tạo trên toàn bộ các lĩnh vực, cho phép các ngành công nghiệp phát triển mạnh mẽ trong một thế giới thay đổi nhanh chóng. Nhà máy thông minh Trong bối cảnh rộng của công nghiệp thông minh, các nhà máy thông minh là trung tâm triển khai các giải pháp sáng tạo. Một nhà máy thông minh có tư duy tiên tiến và hiệu quả, được thể hiện bởi khả năng thích ứng, tối ưu hóa và cải thiện các quy trình theo thời gian thực. Hiệu quả được bảo đảm khi các giải pháp không dưới hoặc vượt quá tiêu chuẩn và khi giải quyết được nhanh chóng các tải định. Trong nhà máy thông minh, không có gì bị lãng phí hay bị thiếu. Giám sát và phân tích dữ liệu theo thời gian thực giúp xác định tình trạng kém hiệu quả, phòng ngừa lỗi xảy ra và tối ưu hóa việc sử dụng tài nguyên. Các hệ thống tự động hóa hiện đại tối ưu hóa các quy trình, còn các giải pháp kỹ thuật số giúp giám sát thiết bị máy móc, bảo trì đúng cách và kéo dài tuổi thọ của thiết bị. Tầm quan trọng của công nghiệp và nhà máy thông minh Tầm nhìn về một ngành công nghiệp thông minh không chỉ dùng để hiểu quả vận hành mà đó còn là sự thông minh trong cách chúng ta xử lý môi trường, sử dụng công nghệ mới và duy trì sức mạnh và khả năng thích ứng. Bằng cách tích hợp các công nghệ tiên tiến như tự động hóa, hệ thống quản lý năng lượng và nước hiệu quả và các giải pháp giảm chất thải, các ngành công nghiệp có thể tối ưu hóa hoạt động ở cả cấp độ ngành và nhà máy, giảm thiểu tác động lên môi trường của họ. Áp dụng các nguyên tắc này không chỉ bảo đảm hiệu quả hoạt động mà còn định vị các ngành công nghiệp ở vị trí dẫn đầu trong các hoạt động sản xuất có trách nhiệm và bền vững. Nhà máy thông minh là mẫu chốt để biến tầm nhìn này thành hiện thực. Những nhà máy này sử dụng công nghệ tiên tiến để kiểm soát hoạt động của mình, quản lý năng lượng và nước hiệu quả hơn và giảm thiểu chất thải. Nhờ vậy, họ giúp toàn bộ ngành công nghiệp đạt được mục tiêu sáng tạo và bền vững. Khi cả ngành công nghiệp và nhà máy đều tuân theo các nguyên tắc này, họ chứng tỏ quyết tâm vận hành hoạt động của mình một cách hiệu quả và bảo vệ môi trường. Một số ví dụ về công nghiệp thông minh trong các nhà máy: Sản xuất và sử dụng năng lượng hiệu quả Sản xuất và sử dụng năng lượng hiệu quả làm giảm thất thoát năng lượng và cải thiện hiệu quả chung của quy trình sản xuất, đồng thời giúp giảm tác động đến môi trường. Ví dụ: Nhà máy nhiệt điện kết hợp (CHP) có thể đồng thời sản xuất điện và nhiệt, làm tăng hiệu suất của toàn bộ hệ thống. Hệ thống như vậy giúp giảm mạnh mức tiêu thụ năng lượng và lượng khí thải CO2. Xử lý và quản lý nước hiệu quả Xử lý và quản lý nước hiệu quả giúp giảm thất thoát nước, kéo dài tuổi thọ thiết bị và bảo đảm nước sạch, chất lượng cao cho các quy trình sản xuất. Ví dụ: Máy làm mềm nước và máy khử sắt loại bỏ các hợp chất gây ra độ cứng của nước và sắt còn sót lại, kéo dài tuổi thọ của toàn bộ hệ thống nồi hơi và bảo đảm hơi nước chất lượng cao. Bộ lọc hoạt động theo mức tiêu thụ nước, tuân theo các nguyên tắc kinh tế. Công nghệ lọc bao gồm bộ lọc áp suất, bộ lọc than hoạt tính và bộ lọc túi. Bộ lọc áp suất loại bỏ chất rắn lơ lửng bằng cách ép nước qua vật liệu lọc dưới áp lực. Bộ lọc than hoạt tính hấp thụ Clo, VOC và tạp chất, làm cải thiện mùi vị. Bộ lọc túi thu giữ các hạt và mảnh vụn lớn hơn, cung cấp khả năng lọc trực tiếp tiết kiệm chi phí trong các ứng dụng công nghiệp. Các nhà máy khử khoáng không cần xử lý đặc biệt trước nước đầu vào để đạt được chất lượng nước khử khoáng. Các nhà máy này được sử dụng cho nhiều ứng dụng, bao gồm sản xuất nước rửa, nước xử lý, nước nồi hơi, v.v. Thẩm thấu ngược (RO) loại bỏ hiệu quả các chất gây sắt, vi sinh vật và tới 90% các chất hữu cơ, bảo đảm chất lượng nước tuyệt vời. Chúng có thiết kế dạng mô-đun và được trang bị bơm tiết kiệm năng lượng, giúp giảm mức tiêu thụ năng lượng tới 50% và tiết kiệm thời gian lắp đặt. Máy khử khí loại bỏ oxy dư thừa khỏi nước, giảm nguy cơ ăn mòn và kéo dài tuổi thọ của hệ thống nồi hơi. Máy khử khí nhiệt được sử dụng để giảm hàm lượng oxy trong nước cấp nồi hơi. Với máy khử khí chân không, hàm lượng oxy trong nước có thể giảm từ 8 - 10 mg/l xuống dưới 0,2 mg/l. Giải pháp linh hoạt với thiết bị mô-đun Các giải pháp linh hoạt với thiết bị theo kiểu mô-đun liên quan đến việc tích hợp các công nghệ này một cách hiệu quả vào nhiều khung cảnh công nghiệp và hoạt động khác nhau để điều chỉnh các quy trình. Thiết bị cung cấp nhiệt công suất điều biến như lò hơi sinh khối, lò hơi, máy phát hơi, lò hơi và bộ biến tần là các thành phần thiết yếu. Các công nghệ này cho phép kiểm soát và điều chỉnh chính xác quá trình tạo và phân phối nhiệt để phù hợp với các nhu cầu sản xuất khác nhau, bảo đảm sử dụng năng lượng hiệu quả và linh hoạt trong vận hành. Lò hơi sinh khối cung cấp khả năng điều biến công suất linh hoạt từ 30% đến 100%. Tính năng này cho phép điều chỉnh chính xác lượng nhiệt tỏa ra để đáp ứng các nhu cầu vận hành khác nhau. Bằng cách sử dụng hiệu quả nhiên liệu sinh khối, lò hơi sinh khối bảo đảm sử dụng năng lượng bền vững trong khi vẫn duy trì sự linh hoạt trong vận hành. Lò hơi có thể sử dụng với tất cả các loại nhiên liệu khí thông thường như khí thiên nhiên, LPG, LNG, biogas và hydro, dầu nhiên liệu nặng và nhẹ. Tính linh hoạt của chúng làm cho chúng phù hợp với các ứng dụng từ sưởi ấm quy mô nhỏ đến các quy trình công nghiệp lớn. Máy phát hơi nước có thể đáp ứng nhu cầu hơi nước tăng đột biến (xử lý tại đỉnh) và xử lý những lượng hơi nước nhỏ dao động. Máy phát điện đắt hơn nồi hơi hơi nước thông thường, nhưng thời gian khởi động và phản hồi chỉ mất vài phút (so với nhiều giờ đối với nồi hơi), với chất lượng hơi nước tốt hơn và thất thoát xả đáy tối thiểu. Do không cần lượng nước lớn để duy trì độ ẩm nên không tiêu thụ năng lượng. Điều này khiến máy phát điện trở thành giải pháp hơi nước tiết kiệm năng lượng, có thể hoàn vốn khá nhanh tùy thuộc vào khối lượng sản xuất. Bộ biến tần để điều chỉnh điều độ cho phép quạt điều độ hoạt động ở tốc độ thấp, do đó giảm mức tiêu thụ điện và tiếng ồn trong nhà máy nồi hơi. Máy bơm nước biến tần tiết kiệm điện và có thể đánh giá và vận hành theo nhu cầu nước thực tế. Giải pháp không chất thải Các giải pháp không có chất thải tập trung vào việc tối đa hóa sử dụng năng lượng và tài nguyên trong khi giảm thiểu chất thải và thất thoát. Nhiệt thải được thu lại và năng lượng từ quy trình được tái sử dụng. Ví dụ: Thu hồi nhiệt thải bằng bộ trao đổi nhiệt khí thải có thể sử dụng năng lượng nhiệt từ khí thải. Bộ trao đổi nhiệt khí thải trích nhiệt từ khí thải, sau đó có thể sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau như làm nóng sơ bộ không khí đốt hoặc làm nóng lưu lượng quy trình. Hệ thống thu hồi nhiệt thu lại lượng nhiệt thải từ nước làm mát và nước thải và hướng chúng tới các quy trình tiếp theo. Hệ thống ngưng tụ từ khí thải để thu hồi nhiệt sử dụng nhiệt thu hồi từ khí thải, có thể được áp dụng vào các quy trình khác để giảm lượng năng lượng tiêu thụ. Thu nhiệt thải từ sản xuất và sử dụng chúng trong bộ trao đổi nhiệt để làm nóng nước, sau đó làm tăng nhiệt độ bằng máy bơm nhiệt công nghiệp. Sau đó có thể điều hướng nhiệt để đáp ứng nhu cầu sưởi ấm tòa nhà và nước nóng. Thu nhiệt thải từ quá trình sản xuất và sử dụng máy bơm nhiệt công nghiệp để đun nóng làm tăng nhiệt độ nước, đáp ứng nhu cầu sưởi ấm và nước nóng của tòa nhà. Thu hồi nhiệt thải của máy nén bằng công nghệ bơm nhiệt bao gồm việc thu lại lượng nhiệt dư thừa được tạo ra trong quá trình nén và sử dụng bơm nhiệt để nâng cấp và truyền lượng nhiệt này cho mục đích sưởi ấm hiệu quả. Sử dụng nhiệt thải từ các máy quay để đun nóng nước đưa vào nồi hơi. Tái sử dụng nhiệt từ lỗ thông hơi khử mùi khí thông qua bộ trao đổi nhiệt. Thông thường, hơi nước được tạo ra sẽ được thải vào khí quyển.  Bộ trao đổi nhiệt ngưng tụ hơi nước hướng năng lượng của ngưng tụ nóng trở lại quy trình sản xuất, sử dụng nó để làm nóng các chất lỏng đã xử lý khác (nếu có thể). Hệ thống thu hồi nước ngưng tụ giúp thu thập và đưa hơi nước ngưng tụ trở lại hệ thống lò hơi, làm nóng nước cấp vào lò hơi và do đó giảm thất thoát nước và năng lượng. Công nghệ thân thiện với môi trường Tối ưu hóa sử dụng năng lượng và triển khai các giải pháp thân thiện với môi trường giúp giảm tác động đến môi trường và đạt được các mục tiêu phát triển bền vững. Điều này có thể bao gồm sử dụng năng lượng tái tạo, tối ưu hóa sử dụng nước và năng lượng hoặc sử dụng thiết bị và công nghệ giúp giảm hoặc loại bỏ khí thải. Ví dụ: Kết nối công viên nhiệt mặt trời với lò hơi sinh khối là giải pháp thân thiện với môi trường, đồng thời bảo đảm nguồn cung cấp nhiệt liên tục và ổn định. Bồn chứa nước nóng mang lại hiệu suất cung cấp nhiệt và cân bằng sản xuất. Lò hơi điện và lò hơi nước nóng điện tạo ra hơi nước hoặc nước nóng hiệu quả chỉ bằng điện, không thải ra khí thải độc hại. Chúng cũng cho phép tham gia vào hoạt động điều chỉnh tần số, bảo đảm hoạt động lưới điện ổn định. Hệ thống lưu trữ năng lượng BESS cho phép sử dụng điện vào những thời điểm mua điện từ lưới rẻ nhất. Thiết bị lọc tĩnh điện (ESP) có hiệu quả trong việc làm sạch khí thải và giảm đáng kể ô nhiễm không khí do khí thải, góp phần đạt được mục tiêu giảm phát thải CO₂. Tự động hóa thông minh Tự động hóa đơn giản hóa các quy trình phức tạp và quy trình ra quyết định, cho phép sản xuất hiệu quả và trơn tru hơn. Ví dụ: Tự động hóa tại hiện trường sử dụng PLC với các thuật toán tiên tiến và thiết bị hiện đại cho phép kiểm soát hoạt động xử lý một cách thông minh và hiệu quả. Hệ thống SCADA mang lại khả năng giám sát và kiểm soát quy trình theo thời gian thực và lưu trữ dữ liệu để phân tích thông minh và ra quyết định, nâng cao hiệu quả hoạt động và khả năng phản hồi. Hệ thống quản lý bảo trì bằng máy tính (CMMS) Nhật ký giấy và bảng dữ liệu Excel là công cụ của quá khứ. Phần mềm quản lý bảo trì hiện đại giúp quản lý và lập kế hoạch các nhiệm vụ bảo trì một cách thuận tiện. Bảo trì đúng cách đóng vai trò quan trọng trong tuổi thọ của thiết bị, do đó, nên đơn giản hóa việc lập kế hoạch và quản lý bảo trì. Ví dụ, phần mềm quản lý bảo trì Alldevice CMMS, được phát triển với sự hợp tác của nhóm FILTER, dễ sử dụng để quản lý cả thiết bị nhỏ và máy móc lớn. Lịch trình bảo trì, báo cáo, hướng dẫn, chứng chỉ và thông tin kỹ thuật khác được lưu trữ gọn gàng tại một nơi.