Bewerkingsmachine: energieteller met Modbus TCP-interface
Use Case
Bewaking van de elektrische energie van een bewerkingsmachine
De registratie, visualisatie en analyse van elektrische energie via energietellers met Modbus TCP-interface en moneo RTM. Vanwege de complexiteit van een bewerkingsmachine is het vanuit energetisch oogpunt zinvol om deze op speciale wijze te bewaken. Vanuit fysisch oogpunt zijn hier verschillende verbruikers ingebouwd, die verschillende invloed hebben op het genereren van inductieve of capacitieve blindstromen. Deze kunnen het energiekostengedeelte sterk beïnvloeden.
De uitgangssituatie
De vraag naar elektrische energie kan zonder specifieke meting alleen worden bepaald als een totale waarde. Het is niet mogelijk om de behoefte naar elektrische energie toe te wijzen aan de afzonderlijke applicaties en werkstukken. Onbekende energiecomponenten zijn de omvang van het werkzame en het schijnvermogen en de energiebehoefte per werkstuk.
Doel van het project
Transparantie voor energiebehoefte om het energieverbruik te optimaliseren
De energiebehoefte van de bewerkingsmachine moet worden gemeten, opgeslagen en voor latere analyses beschikbaar zijn. Dit wordt gedaan door het blind-, schijn- en werkzame vermogen te meten en de arbeidsfactor te bepalen.
De uitvoering
De energievoorziening van het machinepark wordt verzorgd door stroomrails die onder het plafond lopen. De bewerkingsmachine wordt aangesloten via een aftakkast, die ook bescherming biedt tegen overstroom.
Om alle gegevens over de energievraag van de bewerkingsmachine te verzamelen, werd een driefasige energiemeter met Modbus TCP-interface geïnstalleerd en aangesloten op deze aftakkast.
Via de LR Agent kunnen de benodigde Modbus-registers betrouwbaar worden uitgelezen. In moneo RTM vindt de monitoring en analyse van de waarden en de directe berekening van de gemaakte verbruikskosten plaats.
Het succes
Elektrisch energieverbruik en machinetoestand in één oogopslag
Transparantie in de energiebehoefte met moneo RTM
- Registratie van het verbruik van elektrische energie van het procesgerelateerde werkgebied.
- Gecentraliseerde informatie over het verbruik van elektrische energie.
- Berekeningen om de kosten van de verbruikte elektrische energie in het geschaalde bereik te bepalen.
- Weergave van het opgenomen totale vermogen
- Weergave van het actuele opgenomen totale vermogen
- Weergave van actuele spanning, stroom en vermogen voor alle drie de fasen
- Weergave van de actueel optredende blindstromen en blindvermogens
- Weergave van de totale opgewekte blindstromen en blindvermogens
- Berekening van de totale kosten via "Berekende waarden
- Berekening van de actuele kosten via "Berekende waarden
- Afleiden van de verbruikswaarden: Totaalverbruik, piekverbruik, basislastverbruik/stand-by, verbruik buiten productietijd, opgewekte blindstroom en opgewekt blindvermogen
Systeemopbouw
- Energieteller Siemens 7KT1260
- LR Agent
Dashboard
In het dashboard krijgt de gebruiker een overzicht van de relevante proceswaarden voor deze installatie.
- Fase 1 (L1): Actuele meetwaarden van stroom, spanning en vermogen
- Fase 2 (L2): Actuele meetwaarden van stroom, spanning en vermogen
- Fase 3 (L3): Actuele meetwaarden van stroom, spanning en vermogen
- Actuele kosten per uur + actuele gevraagde vermogen
- Totale kosten + totaal benodigd vermogen
- Fase 1 (L1): Actuele vermogensfactor, schijnbaar vermogen en blindvermogen
- Fase 2 (L2): Actuele vermogensfactor, schijnbaar vermogen en blindvermogen
- Fase 3 (L3): Actuele vermogensfactor, schijnbaar vermogen en blindvermogen
- Totale vermogensfactor
- Totaal schijnbaar vermogen (+/-)
- Totaal blindvermogen (+/-)
Analyse
In de evaluatie van de gegenereerde blindvermogens in de moneo-analyse is te zien dat de bewerkingsmachine in een zeer ongunstig bereik draait. De arbeidsfactor is tijdens bedrijf overwegend negatief.
De oorzaak moet dringend worden onderzocht en verholpen. In dit specifieke geval worden er echter geen maatregelen getroffen, omdat de locatie van de bewerkingsmachine van tijdelijke aard is en compensatie van de blindvermogens gedurende deze periode vanuit zakelijk oogpunt niet de moeite waard is.
De gegevens worden geregistreerd en gebruikt voor het ontwerp van een compensatiesysteem voor blindstroom voor de nieuwe, permanente locatie.
- Vermogensfactor
- Actueel opgenomen werkzaam vermogen
- Blindvermogen L1
- Blindvermogen L2
- Blindvermogen L3
- Actueel opgenomen werkzaam vermogen
Calculated Values: Berekende waarden
Datastroom voor het omrekenen van watt naar kW
De door de energieteller in de Modbus-registers geleverde meetwaarden worden één op één via de LR Agent uitgelezen en in moneo geboekt. Deze hebben dan niet altijd de gewenste eenheid. Vermogenswaarden worden gewoonlijk gebruikt in kilowatt. De gestandaardiseerde SI-eenheid, die ook in de registers staat vermeld, is echter watt. De invoerwaarde (W) wordt met behulp van een gegevensstroom omgezet in de gewenste eenheid (kW).
- Actueel opgenomen vermogen in watt
- Constante: Deler voor omrekening naar kilowatt
- Deling
- Actueel opgenomen vermogen in kilowatt
Een verdere ondersteuning voor de evaluatie en analyse van de verbruikswaarden is de berekening van de kosten van het opgenomen vermogen. Deze worden gewoonlijk door de energieleverancier gefactureerd in kilowatturen, waarvoor het in kilowatturen omgezette stroomverbruik in de vorige datastroom als basisvariabele wordt gebruikt. Er worden in totaal twee datastromen gecreëerd:
1. Berekening van de kosten bij het huidige opgenomen vermogen
- Actueel opgenomen vermogen in kilowatt
- Constante: Kosten per kilowattuur
- Vermenigvuldiging
- Afronden op 2 decimalen
- Actuele kosten per uur
2. Berekening van de kosten van het absoluut opgenomen vermogen
- Actuele kosten per uur
- Constante: Kosten per kilowattuur
- Vermenigvuldiging
- Afronden op 2 decimalen
- Totale kosten
