Jak skutecznie monitorować energię elektryczną w fabryce?

Nowoczesny zakład przemysłowy, to nie tylko sprawnie działające procesy produkcyjne, innowacyjny park maszynowy czy wysokie standardy BHP i bezpieczeństwa. Aby zaistnieć na konkurencyjnym rynku firmy przemysłowe muszą szukać nieustannie nowych źródeł oszczędności. Jednym z takich sposobów jest coraz częściej zarządzanie energią elektryczną, która w fabrykach stanowi istotny punkt wydatków, a z drugiej strony jest niezbędna do sprawnej produkcji. 

Żeby rozsądnie zarządzać energią, trzeba ją jednak najpierw skutecznie opomiarować. Właśnie z taką prośbą zwrócił się do APA Group globalny koncern przemysłowy zajmujący się projektowaniem i produkcją części z tworzyw sztucznych. 

Firma tego rodzaju – specjalizująca się w metodzie wtrysku produktów konsumpcyjnych i wytwarzająca komponenty dla branży automotive, przemysłu elektrycznego, telefonii i gospodarstwa domowego –  w codziennej produkcji zużywa olbrzymie ilości energii.  Aktywne wtryskarki, pracująca taśma, oświetlenie hali produkcyjnej – wszystkie te elementy produkcji mają olbrzymie zapotrzebowanie na energię. Podpięcie urządzeń umożliwiających wgląd w konsumpcję energii i stałe ich monitorowanie pozwala odnaleźć wąskie gardła i zoptymalizować wydatki oraz wydajność elektryczną.

Monitoring energii krok po kroku

W tym konkretnym przypadku, zadaniem APA było opomiarowanie przyłączy energetycznych oraz stacji transformatorowych po stronie niskiego napięcia w tym wtryskarek oraz innych kluczowych elementów zakładu. Mając na uwadze specyfikę produkcji w fabryce oraz jej skomplikowany charakter, zaczęliśmy od przeprowadzenie wizji lokalnej na obiekcie. Dzięki temu mogliśmy w pełni poznać proces produkcyjny oraz obszary, w których producent oczekiwał od nas propozycji poprawy procesów lub zaproponowania rozwiązań pilotażowych. 

Kolejnym etapem prac była wymiana korespondencji technicznej związanej ze schematami elektrycznymi punktów, w których miały zostać zainstalowane analizatory energii elektrycznej. 

Na tej podstawie zaproponowaliśmy opomiarowanie trzech głównych punktów dystrybucji energii, po stronie niskiego napięcia na stacjach trafo. Narzędziem, które miało pomóc nam osiągnąć ten cel stała się Inteligentna Platforma Optymalizacji Energii i Nadzoru – IPOE.

Wdrożenie pomiarów bez strat w produkcji

Wymiana informacji z głównym energetykiem zakładu pozwoliła ustalić, że obiekt ma duże większe zapotrzebowanie na energię elektryczną, niż początkowo zakładaliśmy. Poskutkowało to przygotowaniem odpowiedniej klasy przetworników prądowych na wysokie prądy w zakresie od 2000 do 6000 A.

Mając na uwadze ciągłość pracy zakładu, instalacja odbyła się w dzień wolny od pracy. Umożliwiało to wyłączenie zasilania na poszczególnych stacjach trafo i bezpieczną instalację urządzeń pomiarowych.

Platforma Optymalizacji Energii i Nadzoru - IPOE 

Czas na konkretne oszczędności

Aby skomunikować ze sobą poszczególne punkty pomiarowe wykorzystaliśmy istniejącą infrastrukturę zakładu. Każdy analizator podpięty został do najbliższego punktu dystrybucji sieci LAN. Natomiast w punkcie centralnym, czyli serwerowni, został zamontowany router (koncentrator danych) z wbudowanym modemem GSM, z którego dane przesyłane były bezpośrednio do chmury Azure zbierającej informacje z poszczególnych punktów pomiarowych.

Do tej pory został zrealizowany pierwszy etap projektu, czyli opomiarowanie zakładu pod kątem zużycia energii. W projekcie zastosowano następujące technologie:

• System IPOE firmy APA;
• Protokół komunikacji: Modbus TCP;
• Koncentrator danych: Router z modemem GSM z wbudowanym Node-Red firmy Advantech;
• Analizatory sieci Diris A-40 Socome;
• Przetwarzanie danych: Chmura IoT Azure.