Inteligentne zarządzanie energią

Efektywne zarządzanie energią jest podstawą skutecznego działania przedsiębiorstw przemysłowych. W ostatnich latach także uwaga samej opinii publicznej została zwrócona w stronę polityki energetycznej prowadzonej przez firmy produkcyjne. Niezawodność dostaw energii oraz możliwość jej ekonomicznego użytkowania stają się kluczowe do odnoszenia przez firmy sukcesów.

Dotychczas kwestie zużycia energii postrzegane były często w sposób jednostronny - istotne było jej odpowiednie dostarczanie. Aby móc jednak redukować jej zużycie, konieczna stała się odpowiednia kontrola jej dystrybucji, przy czym w ten sposób, aby nie zaniedbać samych procesów produkcyjnych.

Dlatego konieczna staje się analiza możliwości oszczędzania energii w powiązaniu z różnymi procesami - na przykład w sytuacjach, gdy występują znaczne straty energii wskutek przestojów maszyn lub innych przerw. Ekonomiczne i efektywne wykorzystywanie energii wpływa również na całkowitą sprawność procesu produkcyjnego w przedsiębiorstwie.

Można je osiągnąć wprowadzając nowe rozwiązania w zakresie zasilania, dystrybucji oraz rejestrowania zużycia. Również decentralizacja dostaw energii, która obecnie staje się coraz bardziej popularna jako element nowoczesnej polityki energetycznej, wymaga inteligentnego zarządzania energią. Tendencja ta powinna również nasilać się wskutek wprowadzenia nowych rozwiązań prawnych (np. opartych na normach EN 16001/ ISO 50001) oraz w wyniku presji związanej z rosnącymi kosztami energii.

INTELIGENTNE SIECI ELEKTROENERGETYCZNE

Harting rozwija technologie sieci inteligentnych o elastycznej strukturze, które wykorzystywane mogą być w przemyśle produkcyjnym. Podstawą jest w tutaj zarządzanie działaniem sieci, do czego wykorzystywane są aktywne komponenty komunikacyjne. Firma wyróżnia dwa podejścia:

• Sieci elektroenergetyczne: integracja systemu zarządzania energią z zarządzaniem siecią
  Harting jest producentem przełączników ethernetowych, które mogą odbierać dane o zużyciu energii w każdym punkcie sieci dystrybucji energii i przesyłać te dane z wykorzystaniem standardowej sieci Ethernet. Ponieważ większość instalacji przemysłowych, maszyn i systemów automatyki jest obecnie zintegrowana w sieciach obejmujących całość przedsiębiorstwa, nie ma potrzeby tworzenia dodatkowych węzłów sieciowych. Informacje zbierane przez przełączniki dostępne są dla różnych osób i systemów w przedsiębiorstwie. Dotyczy to układów automatyki, ale również i systemów zarządzania typu MES i ERP.
• Inteligentne sieci elektroenergetyczne: integracja komunikacji z siecią elektroenergetyczną
  Oddzielnie stworzona struktura komunikacyjna nie zawsze może być dobrze dopasowana do aktualnej topologii sieci energetycznej. Wada ta może być usunięta połączeniu możliwości przesyłania energii i komunikacji poprzez to samo fizyczne połączenie. Wykorzystywać tutaj można technologię SEoP (Switched Ethernet over Power), stosując przy tym infrastrukturę standardowego Ethernetu. SEoP umożliwia korzystanie ze sprawdzonych funkcji zarządzania - np. protokołu LLDP (Link Layer Discovery Protocol), który umożliwia określenie topologii sieci, oraz w zakresie diagnostyki. Dzięki temu ostatniemu użytkownicy mogą identyfikować gorsze połączenia lub rozpoznawać stany nadmiernego zużycia energii.

W przypadku obydwu podejść Harting zapewnić może rozwiązania do inteligentnej dystrybucję energii w sieciach o napięciu do 400 V. Związane z tym zalety są znaczące - dzięki inteligentnej sieci elektroenergetycznej dystrybucja energii w przedsiębiorstwie staje się przejrzysta w odniesieniu do poszczególnych maszyn, systemów oraz instalacji.

Otwiera to też liczne nowe możliwości - takie jak monitorowanie i analiza struktury zużycia energii, dzięki czemu można dokonywać optymalizacji jej wykorzystania. W ten sposób można również przypisywać koszty konkretnym etapom procesów. Można też udoskonalić sterowanie przepływami energii do różnych procesów, kontrolując je z centrum sterowania w zakładzie.

ROZWIĄZANIA TECHNICZNE

Tworząc inteligentną sieć elektroenergetyczną wykorzystywać można przełączniki sieciowe mCon firmy Harting. Pozwalają one realizować dodatkowe funkcje związane z zarządzaniem energią oraz integrować w systemie urządzenia mierzące wartości innych mediów - np. energii cieplnej. Ponadto zapewniają one koordynację dystrybucji energii w zakresie wielu procesów w celu optymalizacji zarządzania jej zużyciem w całym systemie.

Dane o tym mogą być zapisywane, przetwarzane i współdzielone. Pozwala to również na dalszą analizę dokonywaną przez klientów, która stanowi podstawę do optymalizacji zużycia energii. Innowacyjność polega tu na połączeniu nowych technologii w zakresie komunikacji ethernetowej z konwencjonalnymi pomiarami i rejestracją zużycia energii.

Harting rozwija wymienioną technologię SEoP, wprowadzając dodatkowe funkcje w swoich nowych produktach. Dzieje się to m.in. we współpracy z DFKI (Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligent - niemieckim centrum badań nad sztuczną inteligencją). Firma prowadzi również badania nad inteligentnymi sieciami elektroenergetycznymi w tzw. SmartFactory.

SmartFactory jest oddzielnym zakładem badawczym i demonstracyjnym przyszłej generacji. Jest to dopiero pierwszy krok, gdzie każdy moduł produkcyjny wyposażony został w inteligentny układ zasilający. Harting dokonał prezentacji pierwszych wyników podczas targów SPS/IPC/Drives 2011 w Norymberdze.

Andreas Huhmann
Lars Reichel
John Witt
Harting Polska
www.harting.pl