Du kommer trolig ikke fra: Norway. Endre om nødvendig til: United States
Servicetelefon +47 22 60 80 00

Måling, visualisering og analyse av elektrisk energi ved hjelp av energimålere med Modbus TCP-grensesnitt og moneo RTM

Effektivisering
Energi Kostnader Bærekraft
Brukstilfelle

Bedrifter fokuserer i økende grad på energiovervåking på produksjonsnivå for å tillate mer effektiv, bærekraftig og fremtidsrettet planlegging. Informasjon om mulige reaktive strømmer kan brukes til å implementere egnede løsninger for reaktiv effektkompensering og dermed unngå unødvendige kostnader. Til dette formål brukes energimålere.

Måling av energiforbruk

I produksjonsprosessen ferdigstilles sensorer mekanisk på en monteringsøy før de kjøres gjennom kvalitetssikringsprosessen. På monteringsøya kreves det stadig flere IT-komponenter for å tilfredsstille den økende etterspørselen etter digital støtte i monteringsprosessen og for å registrere og levere ordrerelaterte data. Dette passive produksjonsutstyret står for en stadig større del av det totale energiforbruket.

Tiltak for å spare energi og optimalisere energiforbruket kan bare være effektive dersom energikravene er kjent i detalj. Hver energimåler leverandøren din bruker til å fakturere strømforbruket kan bidra til å få oversikt. Men når det gjelder å evaluere effektiviteten av energisparende tiltak, har eksisterende løsninger vært utilstrekkelige så langt:

  • Måleravlesninger avslører lite eller ingenting om hvor effektive enkelttiltak er fordi det er for mange påvirkningsfaktorer
  • Effektiviteten av optimerings- og energibesparende tiltak kan bare fastsettes når de settes i sammenheng og kan ikke betraktes i absolutte termer
  • Hvis for eksempel antall produserte varer reduseres i samme periode som et tiltak ble innført, kan det ikke tydelig fastslås om tiltaket hadde noen effekt
  • Manuell rekalkulering for å få brukbar informasjon er nesten umulig eller for tidkrevende

Digital registrering av energiforbruk

Forutsetningen for eventuelle energibesparende og optimaliserende tiltak er å digitalt spore energiforbruket ved å dele produksjonen inn i meningsfulle områder. Energitransparens øker bevisstheten om energibruk, sikrer en mer forsiktig bruk av elektrisitet og reduserer dermed kostnadene.

Integrering av moneo RTM gjør det mulig å:

  • måle energiforbruk etter prosess/arbeidsområde
  • sentralisere informasjon om energiforbruk
  • utlede forbruksverdier:
    – totalt forbruk
    – maks-forbruk
    – grunnlastforbruk / standby
    – forbruk under ikke-produksjonstid
    – reaktive strømmer og reaktiv effekt produsert
  • beregne kostnadene for energiforbruket i det skalerte området

Energimåling via Modbus TCP med LR Agent og moneo RTM

Monteringsøya bruker trefaset forsyning (L1, L2 og L3). I disse forsyningsledningene ble det installert en trefaset energimåler med Modbus TCP-grensesnitt. LR Agent muliggjør pålitelig lesing av de nødvendige Modbus-registrene. I moneo RTM overvåkes og analyseres verdiene og forbrukskostnader beregnes umiddelbart.

Identifiser kostnadene ved grunnbelastning for å utlede energibesparende tiltak

Transparent energiforbruk med moneo RTM

  • Indikerer det totale strømforbruket
  • Indikerer det gjeldende strømforbruket
  • Indikerer gjeldende spenning, strøm og effekt for alle tre faser
  • Indikerer gjeldende reaktive strømmer og reaktiv effekt produsert
  • Indikerer de totale reaktive strømmene og reaktiv effekt som produseres
  • Muliggjør beregning av totale kostnader via «Beregnede verdier»
  • Muliggjør beregning av gjeldende kostnader via «Beregnede verdier»

Systemstruktur

  1. Siemens 7KT1260 energimåler
  2. LR Agent

Dashboard

  1. Nåværende kostnader per time + gjeldende strømbehov
  2. Totale kostnader + totalt effektbehov
  3. Fase 1 (L1): gjeldende målt strøm-, spennings- og effektverdier
  4. Fase 2 (L2): gjeldende målt strøm-, spennings- og effektverdier
  5. Fase 3 (L3): gjeldende målt strøm-, spennings- og effektverdier
  1. Total effektfaktor
  2. Total tilsynelatende kraft (+/-)
  3. Total reaktiv effekt (+/-)
  4. Fase 1 (L1): gjeldende effektfaktor, tilsynelatende effekt og reaktiv effekt
  5. Fase 2 (L2): gjeldende effektfaktor, tilsynelatende effekt og reaktiv effekt
  6. Fase 3 (L3): gjeldende effektfaktor, tilsynelatende effekt og reaktiv effekt

Analyse

Analysefunksjonen lar brukeren få tilgang til historikkdata og sammenligne ulike prosessverdier. Diagrammet viser strømforbruket og de tilhørende kostnadene over tid.

  • Helg (standby) ①
  • Nattskift ②
  • Tidlig skift ③

Man ser at det er en grunnlast på 0,3 kW i beredskap i helgen, noe som gir kostnader på ca. 0,9 cent per time. Selv om dette ikke høres mye ut, utgjør det rundt 2150 €* i løpet av et år. Særlig i dette passive området uten aktiv verdiskaping kan tiltak som reduserer energibehovet ha en merkbar effekt på totalkostnadene.

Diagrammet avslører også en klar forskjell mellom nattskift og tidligskift. For eksempel, hvis produksjonen foregår døgnet rundt på hverdager, vil kostnadene kunne reduseres ved å bruke flertariffavtaler (dagtakst/natttakst) og tilsvarende oppgaveplaner for de forskjellige skiftene. Følgelig kan energikrevende utstyr, som Binder-ovnen, drives mer intensivt i perioder med lav takst, samtidig som bruken reduseres i perioder med høy takst.

* 1 helg = 46 timer produksjonsfri tid
1 år = 52 uker ≈ 52 helger
0,9 €/t * 46 t * 52 = € 2152,80

  1. Blå = Gjeldende forbruk (for det meste overlappet med identisk verdi)
  2. Hvit= Gjeldende kostnader per time

Beregnede verdier

De målte variablene levert av energimåleren i Modbus-registrene leses ved hjelp av LR Agent og bokføres i moneo. De vises imidlertid ikke alltid i ønsket enhet. Effektverdier er typisk uttrykt i kW. Standard SI-enhet er Watt, som også brukes i registrene. Ved å bruke en «dataflyt»-funksjon kan inngangsvariabelen (W) konverteres til ønsket enhet (kW).

  1. Aktiv effekt i W
  2. Konstant: divisor for konvertering til kW
  3. Divisjon
  4. Aktiv effekt i kW

Like nyttig for å evaluere og analysere forbruksverdiene er å beregne kostnadene for forbrukt strøm. Disse faktureres vanligvis av energileverandøren i kilowattimer. Grunnparameteren som brukes for denne beregningen er inngangseffekten omregnet til kilowattimer i tidligere dataflyt. To dataflyter opprettes:

Kostnadsberegning av dagens strømforbruk

  1. Aktiv effekt i kW
  2. Konstant: kostnad per kilowattime
  3. Multiplikasjon
  4. Avrunding til 2 desimaler
  5. Gjeldende kostnader per time

Kostnadsberegning av totalt strømforbruk

  1. Gjeldende kostnader per time
  2. Konstant: kostnad per kilowattime
  3. Multiplikasjon
  4. Avrunding til 2 desimaler
  5. Totale kostnader