工业热处理设备 实现安全、可持续热处理技术的全套自动化解决方案

工业热处理设备

应用领域


奠定高耗能过程行业基础的热处理

工业热处理技术利用热能针对性改变材料特性。热处理是现代生产和精加工工艺的核心基础。该技术应用涵盖至高达750 C的低温工艺,以及超过750°C的高温工艺。因此,热处理对包括化工、制药、玻璃、钢铁、水泥以及食品和楼宇技术在内的众多行业而言,是不可或缺的。脱碳是未来热处理设备发展的核心。这一目标的实现得益于智能、可扩展、模块化的软件控制自动化解决方案,方案能够灵活适应行业特定要求。先进控制技术、稳定的通信基础设施、一体化功能安全以及高性能连接技术,共同为节能、安全且具有长期竞争力的热处理技术奠定了基础。

工业箱式炉
熔炼槽
锅炉
工业箱式炉

加热室被广泛应用于各种工业应用,包括烘干、固化、干燥和热处理。与窑炉相比,加热室的工作温度较低。由此实现了高能效的可靠生产过程。典型应用领域包括电子、制药和食品行业。在此背景下,精确温度控制、均匀热分布以及可重复过程至关重要。得益于灵活设计,这些箱式炉能够根据不同的产品要求和产量进行有效调整。

熔炼槽

熔炼槽、熔炼炉和高炉构成了许多高温工艺的核心,例如金属和玻璃的熔化、精炼及热处理。这些系统在极高温度下运行, 能够实现长期、精确且可重复的过程控制。操作重点在于过程稳定性、能源效率和运行安全等要求。系统应用领域涵盖冶金、玻璃和陶瓷行业以及其他高能耗行业。这些行业对温度控制和系统可用性有着严苛要求。

锅炉

典型应用包括蒸汽锅炉、热水锅炉和蒸汽压力锅炉系统。这些密闭压力容器能够对水或其他介质进行定向加热,从而为工业应用提供工艺蒸汽或热水。
产生的蒸汽既可用于热处理控制,也能用于发电。应用领域涵盖发电站、化工行业以及食品生产等。

挑战


热处理技术

热处理技术亟待转型

在全球范围内,工业箱式炉和熔炉、熔炼槽、锅炉、燃烧器及燃烧系统的OEM厂商正面临着一场深度变革。能源和二氧化碳成本的上涨,给机械设计和系统运营带来了越来越大的经济压力。与此同时,诸如环境法规、机械安全(机械法规)以及CRA和NIS 2.0法规等监管要求,正不断收紧对开发、认证和运营的要求,尤其是在涉及欧盟、美国和亚洲市场准入的国际背景下。

为保持竞争力、效率和可持续性,企业必须应对高昂的投资成本以及日益增长的创新压力。总体拥有成本 (TCO) 逐渐成为关注重点:能效、可用性、维护成本和生命周期成本逐步成为关键的竞争因素。

同时,合格工程人员的短缺正使得局面进一步恶化。开发周期愈发漫长,而在自动化、软件、功能安全和网络安全等领域所需的专业知识也越来越多。因此,OEM厂商需要可扩展且面向未来的解决方案,助力降低技术复杂度、满足全球需求,并支持可持续的商业模式。

我们提供的产品


工业系统自动化

面向全球热处理技术OEM厂商的可扩展过程自动化解决方案

菲尼克斯电气提供针对工业箱式炉、熔炉、熔炼槽、锅炉、燃烧器及燃烧系统OEM厂商需求的解决方案,助力实现系统的全球化开发、标准化和规模化发展。方案核心是开放式的模块化自动化平台,该平台能够灵活适应系统特定需求。自动化、硬件复杂度的降低以及标准化模块的采用,显著缩短了工程设计和调试时间。此类机械方案可在全球各地规模化部署。对于能够进入欧盟、美国和亚洲市场的OEM厂商而言,这是一项决定性优势。可靠的解决方案确保系统即使在恶劣条件下也能稳定运行。搭配集成诊断功能,无论是在本地还是远程,解决方案均可提高系统可用性,助力状态信息透明化,实现快速故障分析。远程维护以及集中设备和补丁管理,为贯穿整个生命周期的高效维护和安全更新打下了基础。菲尼克斯电气解决方案可无缝集成到现有IT/OT环境和现代化数据架构中。方案为现有系统的逐步现代化改造奠定了未来基础。始于开发初期的功能与网络安全:功能与网络安全得到了全面考量,有助于遵守国际标准和监管要求。这使OEM厂商能够在保持高水平创新的同时,将复杂度、风险和总体拥有成本 (TCO) 控制在合理范围内。

重点一览

  • 高可用性和可靠性
  • 适用于欧盟、美国和亚洲市场的稳定工艺流程和统一系统架构,采用成熟可靠的信号、测量和通信技术,支持智能性能监测和精确控制
  • 长期可扩展性
  • 通过标准化硬件、可复用软件库和模块化设计,显著缩短开发和调试时间,从而确保已开发功能高效迁移到新系统和应用中
  • 能效和可持续性
  • 依托工业物联网生态系统、自适应的高可用性测量与控制技术,以及基于人工智能的过程优化,显著提高数据透明度,并降低能耗和碳排放
  • __重塑安全:自动化和集成化 __
  • 支持端到端监测和灵活的可扩展设计,确保运行安全;数字化安全方案符合标准 (IEC 61508、NFPA、ISO),适用于燃烧器、箱式炉、熔炉和锅炉,助力无缝自动化

基于平台的过程自动化,面向工业过程加热

菲尼克斯电气工业热处理设备 (IThE) 平台是一款基于软件、开放式且可扩展的热处理自动化解决方案。平台为燃烧器、箱式炉和熔炉、干燥及热风应用,以及电加热和混合加热工艺提供了统一基础,同时不受系统规模或行业限制。IThE可实现一致且面向未来的过程自动化,从开发到现代化改造均有涵盖。该平台并非针对特定项目的一次性解决方案,而是专注于基于平台的过程自动化。统一的软件基础助力实现高度模块化和可复用性。这不仅显著降低了工程量,还缩短了上市时间。与此同时,标准逻辑与应用特定逻辑的明确分离,确保了透明度、可扩展性和长期可维护性。菲尼克斯电气为原始设备制造商 (OEM)、集成商和运营商提供全方位支持,涵盖从应用和架构咨询到标准、安全方案和系统设计,以及模块化、改造和数字化等各个方面。

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交互式图像映射:涉及工业热处理设备自动化的应用领域
基于人工智能的生产优化
在工业高温工艺中,助燃风机对热力系统的安全、高效运行至关重要。风机故障会导致生产严重中断。MLnext生产优化解决方案采用了人工智能,可通过预测性智能措施确保运行的故障安全性能。由此保证了工业热处理设备的稳定和效率。
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基于人工智能的生产优化
适用于燃烧器管理、PID控制、比例控制和工业物联网的PLC库
IThE PLCnext Technology库为工业过程加热系统提供了高效的自动化和控制方案。IThE助力轻松集成燃烧器控制、基于PID的温度和过程控制、空燃比控制、燃烧管理以及HMI和可视化功能。与此同时,依托过程数据的采集、长期存储、分析以及基于工业物联网的优化,实现全面数字化。该模块化架构可灵活扩展,既适用于小型加热应用,也可应用于配备安全和云端功能的复杂热处理系统。
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适用于燃烧器管理、PID控制、比例控制和工业物联网的PLC库
过载电路和低效加热循环
无序的加热工艺会造成能量峰值,缩短加热设备的使用寿命。基于模型的控制器和预测性负载管理可降低峰值负载,延长热组件的使用寿命。云端分析为能源优化制定了具备可行性的措施,助力工业热处理设备的可持续运行。
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过载电路和低效加热循环
防范网络攻击
独立的系统会增加复杂度、风险和成本。菲尼克斯电气提供单一控制平台,集成功能安全和网络安全能力,并通过了IEC 61508和IEC 62443标准认证。燃烧过程、机械安全和过程保护都能得到全面有效的保障。
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防范网络攻击
电加热峰值负载费用
同时启动多个加热器会造成电网过载,代价十分高昂。PLCnext Technology可实现智能负载控制和平衡。该系统不仅可避免能源峰值,提高功率因数,还能持续降低工业热处理设备的运行成本。
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电加热峰值负载费用
确保高系统可用性的功能安全
PLCnext Technology生态系统符合多项国际标准,包括DIN EN ISO 13577-2/4和NNFPA 85、86和87工业过程加热标准。针对欧洲与北美市场的熔炉和焚化炉,菲尼克斯电气推出功能和数据安全性自动化解决方案,旨在通过工业物联网、智能燃烧过程和开放式接口来减少排放,提高功能安全和网络安全性能。
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确保高系统可用性的功能安全
虚拟控制
该解决方案为先进、可扩展的资源节约型自动化设计开辟了全新可能,无需任何物理控制器硬件。Virtual PLCnext Control不依赖硬件,基于开放容器倡议 (OCI) 标准运行。
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虚拟控制
可靠供电
实现高系统可用性的各类产品:了解菲尼克斯电气的全套电涌保护器、电源、设备断路器和电能监测产品。
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可靠供电

产品


规范和标准


工业热处理设备的规范和标准

确保质量和安全的基础

在工业热处理技术领域,规范和标准远不止是监管要求。二者也是打造安全、高效和高质量系统的基础。这些规范标准为技术系统的运行、维护和通信制定了清晰规定,并为可持续创新奠定了基础。

高低温范围内的应用遵循国际既定规范。这包括欧盟机械法规与产品标准ISO 13577-2/4(前身为EN 746-2)、EN 50156-1/2,以及北美标准NFPA 85、86和87。随着热处理应用联网程度的深入,IEC 62443和NIS2指令等数据安全性标准正成为人们关注的焦点。此类标准不仅可实现关键系统的受保护远程访问,还助力与Proficloud.io等数字平台的无缝集成。功能安全和工业网络安全密不可分。只有数字环境受到保护,工业箱式炉或熔炉才能安全运行。网络安全是实现安全运行的前提。

通过搭配使用技术和数字标准,可实现独立于位置的诊断、自动更新管理和全面性能监测。这不仅能实现高系统可用性,显著减少停机时间,也标志着在实现更智能、更安全的过程加热方面迈出了明确一步。

白皮书
有关过程加热设备安全方案的更多信息

白皮书介绍了如何将网络安全、功能安全与现代自动化相结合,从而构建符合标准、可全球扩展且面向未来的全面安全方案。

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认证示意图

经验证的安全性和合规性

菲尼克斯电气为工业热处理设备提供经测试的自动化和安全解决方案。独立的TÜV认证确保安全功能已按照标准要求实施。TÜV认证范围包括(但不限于)AXL F PSAI8 I 1 F和AXL F PSRTD8 1 F等安全相关模块。此类产品专为热处理设备中的安全相关测量和监测功能而设计。

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