Измерване, визуализация и анализ на електрическата енергия с помощта на електромери с Modbus TCP интерфейс и moneo RTM

Eфективност

Енергия Цена Устойчивост

Случай на употреба

Компаниите все повече се фокусират върху енергийния мониторинг на ниво производство, за да позволят по-ефективно, устойчиво и перспективно планиране. Информацията за възможните реактивни токове може да се използва за прилагане на подходящи решения за компенсиране на реактивната мощност и по този начин да се избегнат ненужни разходи. За тази цел се използват електромери.

Измерване на потреблението на енергия

В производствения процес сензорите се финализират механично на монтажен остров, преди да бъдат подложени на процеса на осигуряване на качеството. На монтажния остров са необходими все повече и повече ИТ компоненти, за да се задоволи нарастващото търсене на цифрова поддръжка в процеса на сглобяване и да се записват и предоставят данни, свързани с поръчката. Това пасивно производствено оборудване представлява все по-значителна част от общото потребление на енергия.

Началната ситуация

Мерките за пестене на енергия и оптимизиране на потреблението на енергия могат да бъдат ефективни само ако енергийните изисквания са известни в детайли. Всеки електромер, който вашият доставчик използва за фактуриране на потреблението на електроенергия, може да помогне за получаване на общ преглед. Но когато става въпрос за оценка на ефективността на енергоспестяващите мерки, досега съществуващите решения са били неадекватни:

Показанията на измервателните уреди не разкриват почти нищо за това колко ефективни са отделните мерки, тъй като има твърде много влияещи фактори
Ефективността на мерките за оптимизация и енергоспестяване може да се определи само когато се постави в зависимост и не може да се разглежда в абсолютни стойности
Например, ако броят на произведените артикули намалее през същия период, в който е била въведена дадена мярка, не може да се определи ясно дали мярката е имала някакъв ефект
Ръчното преизчисляване с цел получаване на използваема информация е почти невъзможно или отнема твърде много време

Цел на проекта

Цифрово записване на потреблението на енергия

Предпоставката за всякакви мерки за пестене на енергия и оптимизация е дигиталното проследяване на консумираната енергия чрез разделяне на производството в значими области. Енергийната прозрачност повишава осведомеността за потреблението на енергия, като гарантира по-внимателно използване на електроенергията и по този начин намалява разходите.

Интегрирането на moneo RTM прави възможно:

измерва потреблението на енергия по процес/работна зона
централизирайте информацията за потреблението на енергия
извличане на стойности за потреблението:
– общо потребление
– пиково потребление
– базов товар на потребление / режим на готовност
– потребление в непроизводствено време
– реактивни токове и произведена реактивна мощност
изчисляване на разходите за потребление на енергия в мащабираната област

Внедряване

Измерване на енергията чрез Modbus TCP с LR Agent и moneo RTM

Монтажният остров използва трифазно захранване (L1, L2 и L3). В тези захранващи линии е инсталиран трифазен електромер с Modbus TCP интерфейс. LR Agent позволява надеждно четене на необходимите Modbus регистри. В moneo RTM стойностите се наблюдават и анализират и разходите за потребление се изчисляват веднага.

Резултатът

Определете разходите за базов товар, за да извлечете мерки за пестене на енергия

Прозрачна консумация на енергия благодарение на moneo RTM

Показва общото потребление на енергия
Показва текущото потребление на енергия
Показва текущото напрежение, ток и мощност за всичките три фази
Показва текущите реактивни токове и произведената реактивна мощност
Показва общите реактивни токове и произведената реактивна мощност
Позволява изчисляване на общите разходи чрез „Изчислени стойности“
Позволява изчисляване на текущите разходи чрез „Изчислени стойности“

Структура на системата

Електромер Siemens 7KT1260
LR Agent

Информационно табло

Текущи разходи на час + текущи изисквания за мощност
Общи разходи + общи изисквания за мощност
Фаза 1 (L1): текущи измерени стойности на ток, напрежение и мощност
Фаза 2 (L2): текущи измерени стойности на ток, напрежение и мощност
Фаза 3 (L3): текущи измерени стойности на ток, напрежение и мощност

Общ коефициент на мощност
Обща привидна мощност (+/-)
Обща реактивна мощност (+/-)
Фаза 1 (L1): коефициент на текущата мощност, привидната мощност и реактивната мощност
Фаза 2 (L2): коефициент на текущата мощност, привидната мощност и реактивната мощност
Фаза 3 (L3): коефициент на текущата мощност, привидната мощност и реактивната мощност

Анализ

Функцията за анализ позволява на потребителя да има достъп до хронологични данни и да сравнява различни стойности на процеса. Диаграмата показва потреблението на енергия и съответните разходи във времето.

Уикенд (режим на готовност) ①
Нощна смяна ②
Ранна смяна ③

Може да се види, че има базово натоварване от 0,3 kW по време на режим на готовност през уикенда, което води до разходи от прибл. 0,9 цента на час. Въпреки че това не звучи много, добавя около €2150* за една година. Особено в тази пасивна зона без активно създаване на стойност, мерките, които намаляват нуждата от енергия, могат да имат забележим ефект върху общите разходи.

Диаграмата също така разкрива ясна разлика между нощната и ранната смяна. Например, ако производството се извършва 24 часа в денонощието, 7 дни в седмицата през делничните дни, разходите могат да бъдат намалени чрез използване на многотарифни споразумения (дневна ставка/нощна ставка) и съответните графици на задачите за различните смени. Следователно, енергоемко оборудване, като например пещта на Binder, може да работи по-интензивно през периоди с ниска скорост, като същевременно се намали използването му през периоди с висока скорост.

* 1 уикенд = 46 часа свободно време
1 година = 52 седмици ≈ 52 уикенда
0.9€/ч * 46часа * 52 = €2,152.80

Синьо = потребление на ток (предимно покрито с идентична стойност)
Бяло = текуща цена на час

Изчислени стойности

Измерените променливи, предоставени от електромера в регистрите на Modbus, се четат с помощта на LR Agent и се записват в moneo. Те обаче не винаги се появяват в желаната единица. Стойностите на мощността обикновено се изразяват в kW. Стандартната единица SI е ват, която се използва и в регистрите. С помощта на функцията „поток на данни“, входната променлива (W) може да бъде преобразувана в желаната единица (kW).

Активна мощност във W
Постоянни: делител за преобразуване в kW
Деление
Активна мощност в kW

Също толкова полезно за оценка и анализ на стойностите на потреблението е изчисляването на разходите за консумирана мощност. Те обикновено се таксуват от доставчика на енергия в киловатчасове. Основният параметър, използван за това изчисление, е входната мощност, преобразувана в киловатчасове в предишния поток от данни. Създават се два потока от данни: