Surveillance de l’air comprimé d’une machine-outil comme base pour la mise en place de mesures d’efficacité énergétique
Coût de l’air comprimé sous surveillance
Les process de fabrication d’une machine-outil nécessitent toujours de l’air comprimé. Dans la fabrication de capteurs, différents dispositifs nécessaires pour la réalisation des produits finis sont fabriqués en interne. Ces processus se déroulent souvent sur une machine-outil. Actuellement, ce sont des matrices qui sont fabriquées pour l’opération de coulage. Ces matrices sont fraisées dans un bloc métallique sur la machine-outil.
Le processus de fabrication de la machine-outil a besoin d’air comprimé:
- De l’air comprimé sous forme d’«air de surpression» pour créer l’étanchéité d’une cavité à l’aide de la surpression.
- De l’air comprimé pour les process mécaniques pendant le changement d’outil
- Comme «air de lavage» pour nettoyer les outils avant et après le changement d’outil.
- Comme «air de lavage» pour éliminer les copeaux sur les pièces réalisées lors de leur prélèvement de la machine-outil.
- De l’air comprimé pour refroidir les outils sur les pièces fragiles en plastique, qui n’ont pas le droit d’entrer en contact avec du lubrifiant-réfrigérant
La production d’air comprimé représente un facteur de coûts non négligeable dans le domaine de la fabrication. La réalisation de mesures d’économie d’énergie est donc très judicieuse.
La situation initial
Indicateur d’air comprimé sans enregistrement axé sur l’état des quantités et coûts
Par défaut, toutes les machines-outils sont équipées d’instruments d’affichage permettant de contrôler l’état du fonctionnement actuel. Les données de consommation d’air comprimé et le suivi des coûts associés ne sont pas intégrés dans cette surveillance.
Il n’est donc pas possible de les évaluer dans le cadre d’une gestion de l’énergie, ni de mettre en place des mesures d’économie d’énergie.
- Quels sont les coûts que génère l’air comprimé en fonction des états machine?
- Où peut-on économiser de l’argent et de l’énergie?
Sans base de données, impossible de répondre à ces questions.
Objectif du projet
Évaluation du coût de l’air comprimé pour la mise en place de mesures d’économie d’énergie
- Exploitation à haute efficacité énergétique de la machine-outil
- Calcul des différents coûts de l’air comprimé pour l’évaluation et l’organisation de mesures d’économie d’énergie.
- Identification et visualisation des coûts inutiles dus à des fuites.
- Réduction des coûts de l’énergie et d’exploitation dans le but d’une «Green Factory».
La réalisation
Surveillance de l’air comprimé avec moneo RTM
moneo RTM est installé sur un serveur central.
ifm offre une vaste gamme de composants d’automatisation. Pour cette application, un compteur d’air comprimé SD6500 a été installé sur l’alimentation en air comprimé de la machine-outil, ainsi qu’un autre en amont du pistolet à air comprimé.
Les données des capteurs sont fournies à moneo RTM via un maître IO-Link de la série AL1350. Le maître IO-Link est connecté au serveur via un VLAN interne.
Le suivi des données, la gestion des valeurs limites et les calculs sont réalisés par moneo RTM.
La clé du succès
Potentiels d’économie d’énergie visibles grâce à moneo RTM
L’enregistrement des valeurs de débit, leur visualisation et leur comptabilisation par moneo RTM constituent la base de calcul des différents coûts d’air comprimé.
Ces données permettent d’évaluer et d’organiser de manière dédiée des mesures d’économie d’énergie. Elles permettent d’identifier les coûts inutiles en mode veille et d’exploiter la machine-outil plus efficacement, sans gaspiller d’air comprimé inutile.
Les coûts de l’énergie et d’exploitation ont pu être réduits dans l’objectif de devenir une «Green Factory».
Structure du système
- Compteur d’air comprimé dans l’alimentation de la machine-outil SD6500
- Compteur d’air comprimé dans l’alimentation du pistolet à air comprimé SD6500
- Maître IO-Link AL1350
Schéma de connexion
- Compteur d’air comprimé dans l’alimentation de la machine-outil SD6500
- Compteur d’air comprimé dans l’alimentation du pistolet à air comprimé SD6500
- Maître IO-Link AL1350
Tableau de bord
Créez un aperçu sur le tableau de bord moneo. Sur le tableau de bord, l’utilisateur obtient un aperçu de toutes les valeurs de process pertinentes pour cette installation.
- Consommation actuelle d’air comprimé totale CDS** (m³/h)*
- Pression actuelle (bar)
- Consommation totale air comprimé Totalisateur CDS** (m³)*
- Coûts d’énergie actuels pour l’air comprimé CDS** (€/h)*
- Coût total air comprimé CDS** (€)*
- État machine «Marche» CDS** (On/Off)
- État machine «Veille» CDS** (On/Off)
- État machine «Arrêt» CDS** (On/Off)
Sur le tableau de bord «Air comprimé», l’utilisateur obtient un aperçu de toutes les valeurs de process d’air comprimé pertinentes pour cette installation.
- Consommation actuelle d’air comprimé machine (m³/h)
- Pression actuelle machine (bar)
- Température actuelle air comprimé (°C)
- Consommation d’air comprimé machine (m³)*
- Coût d’air comprimé machine (€)*
- Consommation actuelle d’air comprimé pistolet à air comprimé (m³/h)
- Pression actuelle pistolet à air comprimé (bar)
- Température actuelle air comprimé pistolet à air comprimé (°C)
- Consommation d’air comprimé pistolet à air comprimé (m³)*
- Coût d’air comprimé pistolet à air comprimé CDS** (€)*
- Consommation actuelle d’air comprimé totale CDS** (m³/h)*
- Consommation totale air comprimé Totalisator CDS** (m³)*
- Coûts d’énergie actuels pour l’air comprimé CDS** (€/h)*
- Coût total air comprimé CDS** (€)*
Sur le tableau de bord «Statut machine», l’utilisateur peut voir l’état de fonctionnement actuel de la machine et depuis combien de temps la machine est dans cet état.
- État de fonctionnement machine «Marche» CDS** (On/Off)
- État de fonctionnement machine «Veille» CDS** (On/Off)
- État de fonctionnement machine «Arrêt» CDS** (On/Off)
- Durée d’état machine «Marche» CDS** (h)*
- Durée d’état machine «Veille» CDS** (h)*
- Durée d’état machine «Arrêt» CDS** (h)*
Sur le tableau de bord «Optimisation process», l’utilisateur voit l’énergie consommée en fonction de l’état machine. Les conclusions ainsi tirées permettent d’optimiser la consommation d’énergie.
- Coût total air comprimé CDS** (€)*
- Coût d’air comprimé machine CDS** (€)*
- Coût d’air comprimé machine en veille CDS** (€)*
* Le début du comptage correspond à la mise en service du capteur. La remise à zéro peut avoir lieu via le capteur ou avec moneo configure.
** ATTENTION! La remise à zéro remet aussi toutes les valeurs calculées jusqu’à présent à zéro! CDS (Calculated Data Source) signifie une valeur calculée avec le moneo Data Flow Modeler
Analyse
Plus de détails peuvent être consultés via la fonction d’analyse. La capture d’écran montre la simplicité avec laquelle on peut voir la valeur de débit de l’air comprimé dans l’état de fonctionnement de la machine-outil.
- État machine «Arrêt» (0m³/h)***
- État machine «Veille» (env. 19m³/h)***
- État machine «Marche» (>20m³/h)***
*** Valeur à déterminer individuellement en fonction de l’application
Settings & Rules: gérer les valeurs limites
Tâches & Tickets
Dès qu’une valeur dépasse, ou n’atteint pas un seuil défini, un ticket d’alarme est créé. On peut identifier une violation de valeur limite de pression à l’aide de l’outil «feu tricolore» et du message d’alarme affiché.
Le ticket peut être réceptionné et traité par le collaborateur responsable. La fonction de commentaire permet de documenter directement les mesures adoptées et les descriptions des solutions. Les options de notification suivantes sont disponibles :
- Intégration SAP
Calculated Values: valeurs calculées
En plus des valeurs de process des capteurs, moneo peut aussi calculer de nombreuses autres informations. Le «Data Flow Modeler» permet la création de valeurs calculées définies par l’utilisateur, par exemple en combinant et en intégrant les sources de données des capteurs dans un modèle de flux de données.
Calcul de la consommation totale d’air comprimé:
- Totalisateur du compteur d’air comprimé SD6500 avant la machine-outil (m³)
- Totalisateur du compteur d’air comprimé SD6500 avant le pistolet à air comprimé (m³)
- Bloc fonctionnel «Addition» calcul de la consommation totale d’air comprimé
- Résultat consommation totale (m³)
Calcul du coût d’air comprimé de la machine-outil:
- Totalisateur du compteur d’air comprimé SD6500 avant la machine-outil (m³)
- Prix de l’énergie pour 1 m³ d’air comprimé – Doit être déterminé individuellement en fonction de l’application (€/cent)
- Constante «100» pour la conversion du cent à l’euro
- Bloc fonctionnel «Division» conversion du cent à l’euro
- Bloc fonctionnel «Multiplication» calcul du coût de l’énergie
- Bloc fonctionnel «Arrondi» arrondi du coût de l’énergie à deux décimales
- Résultat coût de l’énergie de la machine-outil (€)
Détermination de l’état «MARCHE»de la machine-outil :
- Valeur de débit du compteur d’air comprimé SD6500 (m³/h)
- Constante «20» pour la détermination de l’état de fonctionnement MARCHE - doit être déterminée individuellement en fonction de l’application (m³/h)
- Bloc fonctionnel «Comparaison» - la sortie est vraie quand A est supérieur à B
- Bloc fonctionnel «Booléen en numérique» conversion de la valeur booléenne en valeur numérique: Vrai = 1 / Faux = 0
- Résultat état de fonctionnement de la machine-outil = marche (Vrai = 1 / Faux = 0)
Détermination de l’état «ARRÊT»de la machine-outil :
- Valeur de débit du compteur d’air comprimé SD6500 (m³/h)
- Constante «1» pour la détermination de l’état de fonctionnement ARRÊT - doit être déterminée individuellement en fonction de l’application (m³/h)
- Bloc fonctionnel «Comparaison» - la sortie est vraie quand A est inférieur à B
- Bloc fonctionnel «Booléen en double» conversion de la valeur booléenne en valeur numérique: Vrai = 1 / Faux = 0
- Résultat état de fonctionnement de la machine-outil = arrêt (Vrai = 1 / Faux = 0)
Détermination de l’état «VEILLE»de la machine-outil:
- Valeur de débit du compteur d’air comprimé SD6500 (m³/h)
- Constante «1» pour la détermination de l’état de fonctionnement ARRÊT - doit être déterminée individuellement en fonction de l’application (m³/h)
- Constante «20» pour la détermination de l’état de fonctionnement MARCHE - doit être déterminée individuellement en fonction de l’application (m³/h)
- Bloc fonctionnel «Comparaison» - la sortie est vraie quand A est supérieur à B
- Bloc fonctionnel «Comparaison» - la sortie est vraie quand A est inférieur à B
- Bloc fonctionnel «Et» - la sortie est vraie quand A et B sont vrais
- Bloc fonctionnel «Booléen en double» conversion de la valeur booléenne en valeur numérique: Vrai = 1 / Faux = 0
- Résultat état de fonctionnement de la machine-outil = arrêt (Vrai = 1 / Faux = 0)
Calcul du temps de production de la machine-outil:
- État de fonctionnement calculé machine MARCHE (Vrai = 1 / Faux = 0)
- Bloc fonctionnel «Numérique à booléen» conversion d’une valeur numérique en valeur booléenne 1 = Vrai / 0 = Faux
- Bloc fonctionnel «Compteur de temps» – compte dès qu’il y a Entrée 1 = vrai sur le déclencheur
- Bloc fonctionnel «Arrondi» – arrondi de la valeur comptée à deux décimales
- Résultat temps de la machine-outil en état «MARCHE» (h)
Calcul du coût de l’énergie en veille:
- Valeur calculée temps de veille de la machine-outil (h)
- Constante «19» valeur consommée moyenne de la machine en veille - doit être déterminée individuellement en fonction de l’application (m³/h)
- Prix de l’énergie pour 1 m³ d’air comprimé – Doit être déterminé individuellement en fonction de l’application (€/cent)
- Constante «100» pour la conversion du cent à l’euro
- Bloc fonctionnel «Division» conversion du cent à l’euro
- Bloc fonctionnel «Multiplication» calcul du coût de l’énergie moyen en veille
- Bloc fonctionnel «Multiplication» calcul du coût de l’énergie
- Bloc fonctionnel «Arrondi» arrondi du coût de l’énergie à deux décimales
- Résultat coût de l’air comprimé de la machine-outil en veille (€)
