Aktuální vydání

celé číslo

06

2020

Automatizace v potravinářství a farmacii

celé číslo

Energie ve vašich rukou

Při neustále rostoucích cenách energií a pod hrozbou postihů za nesplnění cílů stanovených Kjótským protokolem nelze ignorovat naléhavou potřebu co nejhospodárnějšího využívání energie všeho druhu. Prvním krokem na cestě k úsporám energie je přesně zjistit, jak, kdy a kde je energie spotřebovávána. Nezbytným prvkem efektivního systému hospodaření s energií je proto vyspělý nástroj pro měření spotřeby energie. Nepřetržitě sledovat a vyhodnocovat spotřebu energie umožňuje systém APROL EnMon od společnosti B&R, dostupný jako samostatná jednotka i jako integrovaná součást systému řízení technologických procesů. 

Po celém světě roste politický tlak na produkci výrobků efektivně využívajících energii a na postupy, které berou ohled na životní prostředí. Zvýšený důraz na toto téma je pociťován na všech trzích. Významnou roli v tomto směru sehrálo i zveřejnění normy EN/ISO 50001 o systémech pro hospodaření s energií v červnu 2011. 

Samostatné sledování spotřeby energie

Společnosti B&R nabízí pro sledování spotřeby energie zcela nový systém s názvem APROL EnMon. Systém pomáhá uživatelům zavést normu ISO 50001 a umožňuje jim efektivně hospodařit s energií, čímž přispívá ke snižování nákladů a zvyšování konkurenceschopnosti jejich provozů. Po zjištění vzájemných vztahů nákladů na energie a výrobních nákladů lze přesnou spotřebu energií zahrnout do cenových rozvah či do vedení nákladového účetnictví či přímo účtovat podle principu „platí ten, kdo využívá“.

Systém EnMon pomáhá odhalovat potenciální úspory a podporuje projekty cílené na snižování nákladů dosažením maximální efektivity při spotřebě všech druhů energie. Sledování dodávek energie umožňuje zkrátit prostoje a pomáhá předcházet neplánovaným odstávkám zařízení. Systém pro hospodaření s energií od B&R podporuje proces neustálého zlepšování činnosti podniku a je k dispozici jako samostatná jednotka i jako integrovaná součást již existujícího systému řízení technologických procesů APROL. Současně měří, zaznamenává a hodnotí relevantní údaje o spotřebě energie a dokáže vytvářet sestavy údajů a grafy spotřeby energie pro jednotlivé stroje, sestavy strojů, provozy i celé organizace. Sestavy lze řadit tak, jak to uživatelům vyhovuje, podle výrobních šarží či podle nákladových středisek. Platforma APROL EnMon vychází ze systému řízení procesů APROL a nabízí maximální možnou variabilitu při jemném odstupňování – s minimálním inženýrským úsilím ji lze přizpůsobit zařízením a provozům s velmi rozdílnými počty měřicích míst. 

Připravené řešení

Systém APROL EnMon je dodáván předem nainstalovaný v průmyslovém počítači B&R Automation PC 910, jenž je určen k instalaci do rozváděče. Uvést do provozu a parametrizovat ho lze velmi rychle, neboť software i hardware jsou již zkonfigurovány. Stačí doplnit nastavení sítě a zadat do tabulky snímače a jim příslušné softwarové šablony. Poté systém automaticky vytvoří a načte aplikační software (obr. 1).

Spolu s obslužným softwarem a vývojovým prostředím EnMon je hlavní součástí systému výkonná databáze s rozhraním SQL. Tato databáze pracuje pod mimořádně stabilním operačním systémem Suse Linux Enterprise Server a ukládají se do ní historické hodnoty všech sledovaných energetických veličin.

Údaje v databázi jsou poté za použití webového prohlížeče dostupné z libovolného počítače, aniž je nutný jakýkoliv další software. Počet řídicích jednotek EnMon potřebných pro konkrétní úlohu závisí na počtu a typech měřicích míst a na způsobu zpracování údajů. Každá řídicí jednotka zpravidla přijímá a zpracovává údaje z několika set měřicích míst. V případě potřeby lze snadno přidat další řídicí jednotky. Naměřené údaje vstupují do systému EnMon prostřednictvím běžných průmyslových komunikačních rozhraní, např. Powerlink, Modbus TCP, Profibus nebo EtherNet/IP. 

Úplná integrace všech zdrojů energie

Funkce systému APROL EnMon nejsou omezeny pouze na sledování toků elektrické energie. Systém podporuje sledování toků energií všeho druhu a vzhledem ke své generické podobě umožňuje, aby si je uživatelé stanovovali a pojmenovávali zcela volně. Vedle toků elektrické energie lze tedy sledovat i toky nafty, plynu a páry nebo systémy centrálního zásobování teplem či média, která jsou v energetice často přehlížena, jako je stlačený vzduch či voda. Uživatelé systému APROL EnMon si mohou k měření a zaznamenávání spotřeby energie vybrat z široké nabídky mimořádně kompaktních modulů I/O řady B&R X20. Moduly rozhraní X20IF umožňují připojit systém EnMon ke sběrnicím Modbus RTU, Modbus TCP, Profibus--DP, EtherNet/IP a načítat naměřené hodnoty z měřidel zapojených v současných sítích (obr. 2).

K měření elektrického napětí, proudu a jalové složky ve všech třech fázích spolu s frekvencí je určen modul X20AP pro měření množství a kvality elektrické energie. Díky měření až do 31. harmonické tento modul navíc dokáže identifikovat nežádoucí harmonické frekvence v místních elektrických sítích, vznikající při nadměrném používání měničů frekvence ve snaze ušetřit energie (obr. 3). Analogové signály ze snímačů průtoku tekutin zpracovává modul X20AI a pulzní signály z měřidel modul čítače X20DC. Modul rozhraní X20CS s integrovaným řídicím modulem sběrnice M-Bus umožňuje připojit prostřednictvím sběrnice M-Bus až 250 měřidel průtoku plynu, vody, tepla nebo elektrického proudu, čítačů impulzů atd. Se systémem EnMon lze v zásadě propojit libovolný modul z řady X20. 

Obsažné informační sestavy

Při uvádění do provozu, servisu a údržbě systému mají podnikoví energetici a jejich týmy na k dispozici webové prostředí pro zobrazení zpráv a hlášení a výkonné prostředí pro diagnostiku a obsluhu systému. Systém APROL EnMon tímto způsobem nabízí dvě přizpůsobitelná, zakázková rozhraní upravená speciálně pro konkrétní role a úlohy.

Systém APROL EnMon je hierarchicky uspořádán po linii hlavní distributor – subdistributor – zákazník. Každé měřicí místo lze přiřadit do oblasti, podoblasti (Area, SubArea) nebo k zákazníkovi. K dispozici je nespočet předem připravených účtovacích i analytických sestav a funkcí pro analýzu časových průběhů v různých formátech včetně tabulek, sloupcových nebo koláčových grafů či různých grafických zobrazení časových průběhů sledovaných veličin. K práci s naměřenými údaji nabízí systém APROL EnMon rozhraní SQL pro propojení s analytickými nástroji typu Business Inteligence (BI). Čtení i zápis hodnot provozních proměnných bez nutnosti používat drahá rozhraní mezi podnikovými řídicími systémy (ERP) a prostředky ke sledování spotřeby energie zajišťuje rozhraní Iosys. 

Pohodlné měření a řízení

Systém APROL EnMon nabízí mnoho modulů pro přesné výpočty spotřeby energií. Zejména významné jsou tyto moduly:

  • FlowCalculation pro velmi přesný výpočet průtoku tekutin potrubními prvky různých tvarů (šoupata, trysky atd.),
  • PowerCalculation pro výpočty množství přenášeného vodou nebo vodní párou.

Třeba je také připomenout, že uvedený výčet typů sestav, které dokáže systém APROL EnMon generovat, nezahrnuje zdaleka vše. Jednou z velmi přínosných je také funkce správy zatížení, která pomáhá zmírňovat špičky ve spotřebě a brání neplánovaným výpadkům dodávky energie při náhlém přetížení. Konfigurovatelné softwarové řídicí moduly umožňují obsluze ručně připojovat a odpojovat jednotlivé spotřebiče, přiřazovat jim priority i určovat jejich změny v čase. Spotřebiče se připojují a odpojují prostřednictvím modulů digitálních výstupů X20DO nebo modulů rozhraní X20IF. Systém APROL EnMon počítá s různými sazbami pro určité denní doby i roční období a umožňuje uživateli provést vlastní nastavení svátků. Obsluha pak může načasovat velké odběry na dobu nižších sazeb. Takto dosažené úspory nákladů mohou být obrovské.

Systém APROL EnMon je jemně odstupňovaný, lze ho jednoduše začlenit do okolního prostředí a usnadňuje optimalizaci spotřeby energie všeho druhu. I při rostoucích cenách energií lze při jeho používání stále snižovat jednicové výrobní náklady a šetřit cenné zdroje. Systém APROL EnMon od B&R lze efektivně využít jak u malých samostatných strojů, tak i v největších výrobních provozech a závodech. 

(B+R automatizace, spol. s r. o.)

Obr. 1. Systém Aprol EnMon je dodáván předem nastavený, způsobem „na klíč“, a jeho instalace je velmi snadná; moduly pro webové prohlížeče umožňují pracovníkům uživatele snadno přistupovat ke všem zobrazením a funkcím z libovolného PC

Obr. 2. Spotřebu energie zaznamenávají velmi kompaktní moduly I/O řady B&R X20, které umožňují připojit prostřednictvím nejběžnějších průmyslových komunikačních sběrnic také již existující snímače

Obr. 3. Měření proudu, frekvence a jalové složky ve všech třech fázích s použitím modulu X20AP pomáhá zvyšovat spolehlivost dodávek elektřiny