Machine-outil: compteur dénergie avec interface Modbus TCP
Use Case
Surveillance de lénergie électrique dune machine-outil
Enregistrement, visualisation et analyse de lénergie électrique par le compteur dénergie avec interface Modbus TCP et moneo RTM. En raison de la complexité des machines-outils, il est judicieux de leur accorder une surveillance toute particulière sur le plan énergétique. Du point de vue physique, divers consommateurs sont installés, qui ont un impact différent sur la production de courants réactifs inductifs ou capacitifs. Ils peuvent avoir une influence non négligeable sur les coûts énergétiques.
La situation initial
Sans enregistrement ciblé, il nest possible de mesurer lénergie électrique consommée que sous forme de valeur globale. Dans ce cas, impossible dattribuer lénergie électrique consommée aux différentes applications et pièces. La valeur de la puissance réactive et de la puissance apparente, ainsi que la consommation dénergie par pièce sont impossibles à déterminer.
Objectif du projet
Transparence dans la consommation dénergie pour loptimiser
Lobjectif est de mesurer, denregistrer et de mettre à disposition la consommation dénergie dune machine-outil pour une analyse ultérieure. Pour y arriver, on mesure la puissance réactive, la puissance apparente et la puissance réactive et on détermine le facteur de puissance.
La réalisation
Lalimentation en énergie du parc de machines est assurée par des rails électriques passant sous le plafond. La machine-outil est branchée par un coffret électrique qui la protège aussi des surintensités.
Pour enregistrer toutes les données sur la consommation dénergie de la machine-outil, on installe et branche un compteur dénergie triphasé avec interface Modbus TCP dans ce coffret électrique.
Le LR Agent permet de lire les registres Modbus nécessaires de manière fiable. Le Monitoring et lanalyse des valeurs, ainsi que le calcul direct des coûts de consommation ont lieu dans moneo RTM.
La clé du succès
Consommations dénergie électrique et état de la machine en un coup dil
Transparence concernant les besoins énergétiques avec moneo RTM
- Enregistrement de la consommation dénergie électrique de la zone de travail du process.
- Informations centralisées sur la consommation dénergie électrique.
- Calculs de détermination des coûts de lénergie électrique consommée dans la zone mise à léchelle.
- Affichage de la puissance totale absorbée
- Affichage de la puissance totale actuellement absorbée
- Affichage de la tension, du courant et de la puissance actuels des trois phases
- Affichage des puissances et courants réactifs actuellement générés
- Affichage des puissances et courants réactifs totaux
- Calcul du coût total dû via «Valeurs calculées»
- Calcul du coût actuellement dû via «Valeurs calculées»
- Déduction des valeurs de consommation: Consommation totale, consommations de pointe, consommation de charge de base/ veille, consommation pendant le temps non productif, puissances et courants réactifs générés
Structure du système
- Compteur dénergie Siemens 7KT1260
- LR Agent
Tableau de bord
Sur le tableau de bord, lutilisateur obtient un aperçu des valeurs process pertinentes pour cette installation.
- Phase 1 (L1): Valeurs de mesure actuelles de courant, tension et puissance
- Phase 2 (L2): Valeurs de mesure actuelles de courant, tension et puissance
- Phase 3 (L3): Valeurs de mesure actuelles de courant, tension et puissance
- Coût actuel par heure + puissance consommée actuelle
- Coût total + puissance consommée totale
- Phase 1 (L1): Facteur de puissance actuel, puissance apparente et puissance réactive
- Phase 2 (L2): Facteur de puissance actuel, puissance apparente et puissance réactive
- Phase 3 (L3): Facteur de puissance actuel, puissance apparente et puissance réactive
- Facteur de puissance total
- Puissance apparente totale (+/-)
- Puissance réactive totale (+/-)
Analyse
Au moment de lévaluation des puissances réactives générées dans lanalyse moneo, on peut voir que la machine-outil fonctionne dans une plage très défavorable. Le facteur de puissance est en effet presque toujours négatif pendant le fonctionnement.
Il est fortement recommandé den chercher la cause et dy remédier. Dans ce cas spécial, aucune mesure nest toutefois prise étant donné que la machine-outil se trouve à cet endroit pour une durée limitée et que sur le plan économique, une compensation des puissances réactives pendant ce délai nest pas justifiée.
Les données sont enregistrées et utilisées pour concevoir linstallation de compensation de courant réactif pour le nouvel emplacement définitif.
- Facteur de performance
- Puissance active actuellement consommée
- Puissance réactive L1
- Puissance réactive L2
- Puissance réactive L3
- Puissance active actuellement consommée
Calculated Values: valeurs calculées
Dataflow pour la conversion du Watt au kW
Les grandeurs de mesure fournies par le compteur dénergie dans les registres Modbus sont lues à lidentique par le LR Agent et chargées dans moneo. Lunité nest pas toujours celle souhaitée. Les valeurs de puissance sont généralement exprimées en kW. Lunité SI normalisée, qui est également reprise dans les registres, est en revanche le Watt. Un flux de données permet de convertir la grandeur dentrée (W) dans lunité souhaitée (kW).
- Puissance actuellement absorbée en Watt
- Constante: Diviseur pour la transformation en kilowatt
- Division
- Puissance actuellement absorbée en kilowatt
Le calcul du coût de la puissance absorbée est une aide supplémentaire pour évaluer et analyser les données de consommation. Ce coût est facturé par le fournisseur en kilowatt-heure généralement, en utilisant la puissance absorbée convertie en kilowatt-heure du flux de données précédent comme grandeur utile. Deux flux de données sont générés:
1. Calcul du coût de la puissance absorbée actuelle
- Puissance actuellement absorbée en kilowatt
- Constante: Coûts par kilowatt-heure
- Multiplication
- Arrondi à 2décimales
- Coût actuel par heure
2. Calcul du coût de la puissance absorbée absolue
- Coût actuel par heure
- Constante: Coûts par kilowatt-heure
- Multiplication
- Arrondi à 2décimales
- Coût total
