Systemy monitorowania zużycia energii pomagają producentom śledzić, kiedy zużywane są media, oraz powiązać te odczyty z konkretnymi działaniami produkcyjnymi, które je wyjaśniają. Skuteczna konfiguracja łączy w sobie odpowiednie wskaźniki, wiarygodne znaczniki czasu, jasno określone granice zasobów oraz kontekst produkcji lub działania. Pulpity nawigacyjne mogą sygnalizować zmiany; jednak to ludzie muszą sprawdzić ich przyczynę i podjąć decyzję, co należy zrobić.
Jak działa system monitorowania zużycia energii w fabryce
W przemyśle wytwórczym monitorowanie zużycia energii może obejmować zarówno energię elektryczną i zapotrzebowanie na nią, jak i media, takie jak gaz, para, sprężone powietrze, woda lodowa czy woda technologiczna. Odczyty liczników można pogrupować według zakładu, budynku, obszaru, linii produkcyjnej, maszyny lub systemu zasilającego. System może przedstawiać trendy, odchylenia od normy oraz porównania dla określonego okresu.
Odczyt staje się bardziej przydatny, gdy można go powiązać z produktem, zleceniem produkcyjnym, stanem maszyny, zmianą lub ilością wyprodukowaną w tym samym czasie. Na przykład wzrost zużycia energii elektrycznej może wynikać z dłuższych godzin pracy, zmiany asortymentu produktów, przestoju sprzętu lub rzeczywistego wzrostu zużycia energii na jednostkę produktu. Samo zużycie nie pozwala na rozróżnienie tych przyczyn.
Terminologia jest zróżnicowana. Oprogramowanie do monitorowania zużycia energii może odnosić się do pomiarów i wizualizacji; system zarządzania energią może również obejmować procesy organizacyjne oraz obowiązki związane z analizą i usprawnianiem. Przewodnik Departamentu Energii Stanów Zjednoczonych dotyczący systemy informacji dotyczące zarządzania energią opisuje możliwości systemu oraz kwestie związane z cyklem życia obiektów federalnych. Producenci powinni dostosować te koncepcje do własnych uwarunkowań eksploatacyjnych i produkcyjnych.
Zacznij od ustalenia granicy pomiarowej
Przed wyborem pulpitu nawigacyjnego należy określić, jaką decyzję mają wspierać przedstawiane informacje. Zespół ds. mediów może potrzebować ustalić szczytowe zapotrzebowanie. Dział produkcji może chcieć poznać zużycie energii na jednostkę wyrobu w podziale na produkty lub zmiany. Dział utrzymania ruchu może potrzebować ustalić stałe obciążenie podstawowe sprężonego powietrza. Zespoły ds. zrównoważonego rozwoju lub finansów mogą potrzebować udokumentowanych danych dotyczących całkowitego zużycia energii w ramach określonych granic.
Następnie należy przyporządkować liczniki do urządzeń i granic procesów. Należy określić, czy każde urządzenie mierzy zużycie w obiekcie, na tablicy rozdzielczej, na linii, na maszynie czy na odgałęzieniu sieci. Należy odnotować jednostkę miary, częstotliwość odczytu, właściciela licznika, strefę czasową, ścieżkę komunikacji oraz wszelkie znane luki w danych. Jeśli wiele liczników pokrywa się lub pomija dane obciążenie, należy to również odnotować; w przeciwnym razie użytkownicy mogą dwukrotnie zsumować to samo zużycie lub pomylić częściowy obraz z całością.
Należy korzystać z najmniej inwazyjnego źródła danych, które pozwala wiarygodnie odpowiedzieć na zadane pytanie. Pomocne mogą okazać się istniejące liczniki mediów, podliczniki, analizatory mocy, wartości z systemów sterowania lub zapisy z archiwum danych — w zależności od ich dokładności, zakresu pomiarowego i częstotliwości próbkowania. Przed instalacją lub podłączeniem należy skonsultować się z wykwalifikowanym personelem w celu potwierdzenia przydatności liczników elektrycznych i procesowych.
Powiązanie odczytów zużycia energii z kontekstem produkcji
Należy dostosować częstotliwość odczytów licznika do danych produkcyjnych. Miesięczny rachunek nie pozwala wyjaśnić krótkiego okresu bezczynności, natomiast odczyty wykonywane zbyt często, bez uwzględnienia kontekstu zamówienia lub stanu, mogą spowodować, że wykres będzie zawierał zbyt wiele zakłóceń. Na porównania wpływają: sygnatury czasowe, jednostki miary, zmiany związane z czasem letnim, odchylenia zegara oraz brakujące wartości.
Aby obliczyć energochłonność, należy podzielić zużytą energię przez odpowiedni wskaźnik produkcji danego towaru w tym samym obszarze i okresie. Należy wyraźnie wskazać podstawę obliczeń w odniesieniu do produktu i jego użyteczności: kilowatogodziny na sztukę danego towaru, metry sześcienne gazu na tonę lub inny odpowiedni wskaźnik. Należy unikać porównywania różnych jednostek miary lub asortymentów produktów bez udokumentowanej metody normalizacji.
Również systemy wskaźników KPI w sektorze produkcyjnym ulegają zmianom. ISO 22400-2 Poprawka 1 uzupełnia serię dotyczącą zarządzania operacjami produkcyjnymi o kluczowe wskaźniki efektywności w zakresie zarządzania energią. Opublikowany wskaźnik nadal wymaga lokalnej definicji określającej jego zakres pomiaru, dane źródłowe oraz osobę odpowiedzialną.
Wybierz oprogramowanie w zależności od zadań, które ma obsługiwać
- Zasięg miernika: Czy system może przetwarzać dane z liczników i dostawców mediów objętych zakresem projektu, z zachowaniem wymaganego interwału próbkowania i jednostek miary?
- Kontekst produkcji: Czy odczyty można powiązać z zamówieniami, produkcją, zmianami lub stanami urządzeń z systemów, z których już korzystacie?
- Jakość danych: Czy użytkownicy mogą wykrywać brakujące, opóźnione, zduplikowane lub nieprawdopodobne odczyty i ustalić ich źródło?
- Analiza: Czy zespół może porównać wartości bazowe z aktualnym zużyciem i zbadać nieprawidłowości na poziomie obsługiwanym przez liczniki?
- Przebieg pracy: Czy zgłoszenie może skutkować wszczęciem dochodzenia, podjęciem odnotowanych działań i przeprowadzeniem pomiaru wyników?
- Zarządzanie: Czy dostęp, retencja, jednostki, definicje obliczeń oraz zmiany w mapie liczników są zarządzane w przejrzysty sposób?
Nie należy zakładać, że platforma o nazwie EMS automatycznie obejmuje wszystkie przyłącza pomiarowe lub integrację produkcji. Przed dokonaniem zakupu należy sprawdzić rzeczywiste interfejsy, zakres pomiarów, metodę obliczeń oraz zakres obowiązków eksploatacyjnych.
Prezentacyjny wykres energochłonności
W niniejszym wykresie wykorzystano fikcyjne wartości przykładowe, aby pokazać, dlaczego energia przypadająca na jednostkę produktu może dostarczać więcej informacji niż samo całkowite zużycie. Nie są to dane pomiarowe z fabryki. Prawdziwa analiza wymaga zweryfikowanych odczytów liczników, zgodnych danych dotyczących produkcji oraz uzgodnionego zakresu usług.
Wprowadź projekt w niewielkim, mierzalnym zakresie
- Wybierz jedno zadanie i jedno pytanie operacyjne wraz z wyznaczonym odpowiedzialnym.
- Sprawdź mapę pomiarów, znaczniki czasu, jednostki miary, interwały oraz sposób postępowania w przypadku brakujących danych.
- Dopasuj dane dotyczące energii i produkcji dla tego samego przedziału czasowego i obszaru.
- Należy przeanalizować stan wyjściowy wraz z pracownikami działów operacyjnego, inżynieryjnego i energetycznego; przed wskazaniem przyczyn należy wyjaśnić wszelkie nieprawidłowości.
- Zarejestruj działanie usprawniające, a następnie porównaj dane z analogicznych okresów.
System monitorowania zużycia energii zapewnia wgląd w dane i wsparcie analityczne; nie podejmuje jednak samodzielnie decyzji dotyczących zarządzania energią. Zapoznaj się z definicja systemu zarządzania energią, firma Accevo’s Oprogramowanie do systemu zarządzania energią i przegląd systemu archiwizacji danych przemysłowych aby zapoznać się z powiązanym kontekstem. W kolejnym przewodniku z tej serii wyjaśnimy, jak obliczyć energię na jednostkę towaru.
Systemy monitorowania zużycia energii: najczęściej zadawane pytania
Jaka jest różnica między monitorowaniem zużycia energii a zarządzaniem energią?
Monitorowanie polega na gromadzeniu i przedstawianiu informacji dotyczących energii. Zarządzanie energią może obejmować cele, zakres odpowiedzialności, działania związane z przeglądem i usprawnieniami, a także pomiary i oprogramowanie. Organizacje stosują te terminy w różny sposób, dlatego przy porównywaniu systemów należy określić ich zakres.
Czy producenci muszą montować licznik na każdej maszynie?
Nie zawsze. Należy zacząć od podjęcia decyzji, określenia istotnych obciążeń oraz wymaganego poziomu przypisania. Miernik lokalny lub obszarowy może dać odpowiedź na jedno pytanie; przypisanie na poziomie maszyny wymaga natomiast wystarczającego zasięgu i odpowiedniej jakości danych, aby było uzasadnione.
Czy oprogramowanie energetyczne pozwala obliczyć zużycie energii w podziale na poszczególne produkty?
System może obliczyć wskaźnik znormalizowany względem produkcji, o ile zmierzona energia i wielkość produkcji odnoszą się do tego samego wiarygodnego okresu i mają wspólne granice. Przypisanie do konkretnego produktu może wymagać dodatkowych pomiarów pomocniczych lub udokumentowanej metody obliczeniowej.
Czy system EMS automatycznie zmniejszy zużycie energii?
Monitorowanie pozwala dostrzec zmiany i pomaga zespołom ustalić priorytety w zakresie analizy. Oszczędności zależą od rzetelnej analizy, decyzji operacyjnych i pomiarów następczych; samo oprogramowanie nie gwarantuje poprawy.
