Optimización de la energía como potenciador de la productivi

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megacam
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Optimización de la energía como potenciador de la productivi

Mensaje sin leer por megacam » Enero 5th, 2012, 6:26 pm

El sector industrial consume aproximadamente el 40 por ciento de la energía total entregada en el mundo, convirtiéndose en el mayor consumo de energía del sector. Dentro del sector industrial, el dominio de producción consume el 80 por ciento de la energía, por lo que es un terreno fértil para los esfuerzos de optimización energética.

Con esto en mente, ODVA ha puesto en marcha una nueva iniciativa para transformar el modelo energético de los recursos industriales de la asignación. El objetivo es un enfoque integral y las normas para la optimización del uso de la energía (UEO), que está abierto escalable, e incluyente de los usuarios y proveedores.

Adición de nuevos objetos y servicios para el protocolo industrial común (CIP), la estrategia consiste en utilizar el poder de las redes industriales y el dominio del mercado de Ethernet / IP para impulsar inicialmente la conciencia y el intercambio de datos en todo el consumo de energía. En última instancia, la gestión industrial de la energía será llevado a nuevos niveles de granularidad y podrían ofrecer información importante para la red inteligente como las normas continúan evolucionando.
Visión ODVA.jpg
Visión ODVA para la optimización de la energía industrial abarca los tres ámbitos del ecosistema industrial:
la producción, la empresa, y la red eléctrica. Si bien se reconoce el valor del uso inteligente de la energía para la producción de
los procesos, el modelo amplía la posibilidad de ver y usar la energía como un recurso compartido y una moneda común
en los tres ámbitos fundamentales para el consumo industrial.
Y si bien el tema de la energía se encuentra en el centro de la comunidad adoptante ODVA, también hay conductores de gran alcance dentro de la industria para crear modelos de negocio más sostenible y mejorar los informes de sostenibilidad.

"La energía se ha convertido en parte de la próxima generación de mejoras de productividad para la automatización industrial", dice Katherine Voss, director ejecutivo de ODVA. "Pasamos los primeros años en ODVA de trabajo en redes para llegar a hacer productos mejores, más rápidos y más baratos. Optimización de la energía es una nueva frontera que no sólo ayudará a las empresas a cumplir sus objetivos de sostenibilidad, pero se traducirá en energía comienzan a ser un recurso administrado en la producción los procesos y en realidad ser un elemento de línea en las facturas de la producción de material ".

Para permitir un enfoque integral de la energía, ODVA se ha dedicado a desarrollar un entendimiento común de la energía con la métrica clave es el conocimiento de la información energética. Los datos de energía serán compartidos a través del dominio de producción de los activos de los sistemas de procesos, entre los industriales y sistemas de la empresa, y también con la red.

El objetivo inicial de la Iniciativa de Energía ODVA es el desarrollo de la conciencia energética de los objetos y servicios en el CIP, haciendo posible el despliegue de la energía consciente de los productos de los proveedores de ODVA en 2012. Voss cree que puede ser posible, en algunos casos, para implementar la funcionalidad simple toma de conciencia en el software con poco o ningún impacto en los diseños de productos existentes, la memoria siempre se dispone de suficiente.

Para lograr la agregación más avanzados o funciones de medición, puede haber cambios adicionales solicitadas por el proveedor del dispositivo. Un grupo de interés especial (SIG) ha estado trabajando para desarrollar las mejoras de las especificaciones para aplicaciones de energía utilizando la CIP, y el proyecto parece en camino de incluir los objetos de la energía inicial de la conciencia y los atributos en la próxima edición de las especificaciones previstas para el cuarto trimestre de 2011, de acuerdo con ODVA.

"Nuestro objetivo ha sido desarrollar una interfaz común y un conjunto de tipos de datos, unidades de ingeniería, y las estructuras para la representación de la energía y el poder dentro del marco general de la especificación [CIP]", dice Rich Morgan, co-presidente del SIG ODVA para la Energía Aplicaciones e ingeniero de poder y los productos energéticos en Rockwell Automation, uno de los principales miembros ODVA. "Esto reduce la complejidad al permitir que los dispositivos para compartir datos sobre energía con los objetos y servicios sin importar el proveedor. La arquitectura PIC y las herramientas de reducir el costo y el tiempo para poner en práctica mediante la reducción de las horas de ingeniería que se necesita para determinar qué registrarse para usar, y cómo traducir el tipo de datos en información útil. "

Morgan dice que la pieza de la conciencia es el fundamento de todo se construye sobre. Los usuarios industriales han estado interesados ​​en el uso de energía durante mucho tiempo, pero no han sido por lo general el reto de hacer algo acerca de la energía, ya que es difícil y costoso para obtener una visión del uso de abajo en la organización.

La factura mensual de electricidad hace que sea fácil en el nivel de utilidad, lo que la visibilidad del usuario en los cargos de energía y la demanda. Pero es mucho más difícil de atar el uso de energía a las decisiones en la planta - incluso algo tan simple como determinar el uso del departamento, y cuánto debería estar de vuelta, con cargo a rendir cuentas.
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Las innovaciones técnicas y la optimización de la energía en cinco áreas clave ofrecen el potencial de ahorro significativo para el sector industrial. Muchos de estos mecanismos caen dentro de la próxima generación de mejoras en la productividad de los procesos de fabricación donde la energía se convierte en un costo medido y de los recursos presupuestados en las cuentas de producción de los materiales.

El objetivo con los objetos de la nueva energía es impulsar que la conciencia de la energía en el control y la arquitectura de la información del dominio de producción. Este enfoque permitirá una información muy granular en el dispositivo, el motor, en coche, y los niveles de relé de sobrecarga que se suman para crear información significativa. Esa información puede ser expuesto a la creación de la visibilidad de la energía para los administradores y operadores de la planta, y también ser utilizada por los algoritmos inteligentes para el control automatizado de la energía.

La información también puede ayudar a resolver otro problema en el dominio de producción, que es el seguimiento de la cantidad de energía que se necesita para fabricar un producto. La instalación se puede consumir una gran cantidad de energía, pero puede ser muy eficiente, basado en el consumo de energía por flash. Granularidad es esencial para comprender los detalles de la cuestión.

"Uno de nuestros objetivos con este proyecto es hacer que sea sencillo para dispositivos simples para ser simplemente consciente de la energía", dice Voss. "Si bien ODVA no quería volver a inventar la rueda, [que] en realidad encontramos un vacío de normas y pre-existentes de trabajo relacionadas con las normas de concienciación energética para el dominio de la producción".

La estandarización es un elemento importante del trabajo de ODVA, junto con asegurar un modelo adecuado para el conocimiento de la energía se desarrolla. Al mismo tiempo, ODVA está tratando de establecer estructuras de conciencia de la energía en la CIP que es eficiente para la transmisión de datos y fácil de implementar.

"De los dos principales retos, el primero es ponerse de acuerdo sobre la terminología y un lenguaje. Energía no es ciencia de cohetes, pero se ha especializado y tiene su propio lenguaje", dice Morgan. "Kilovatios hora significar una cosa, y kilovatios significar algo diferente, y no son términos intercambiables."

"La segunda parte del desafío", Morgan continúa, "es para llegar a una forma estándar de expresar la energía en una red. Puede ser que un dispositivo es en realidad la medición de la energía, el cálculo de uso mediante el análisis y una fórmula basada en su salida condiciones, o usa un número fijo. Así que cuando el dispositivo está encendido, es el uso de kilovatios tantos. El marco normativo tiene que permitir que el nivel de variación para que sea fácil de implementar. "

Un ejemplo es un relé de sobrecarga, que es consciente de la energía y la utilización de los informes de la energía. Hoy en día, un proveedor tendrá un relé que los informes de la energía utilizando registros Modbus, B proveedor puede informar de la energía en un par de parámetros DeviceNet de propósito general, y el proveedor C tiene otro método para expresar los datos de uso. Dentro de las adiciones de energía para el CIP, el valor de uso de energía serán los atributos estándar dentro de un objeto de la energía, por lo que el formato de los datos de consumo de energía es la misma de un proveedor a otro.

Lo que entra en esos parámetros, en el caso de un relé de sobrecarga, puede ser un componente de energía medido, sino también un desplazamiento fijo que se puede establecer por el vendedor, un ingeniero de sistemas de trabajo en un sistema específico, o un usuario que explica en parte de la carga que no se mide. El motor consume parte de la carga, pero también hay una fracción de la carga de un controlador de motor no se mide por el relé de sobrecarga. Esto proporciona una capacidad de derivar el uso de energía actual de esa rama del circuito mediante la adición de la compensación a la potencia medida y la energía.

El objetivo general es supervisar toda la operación desde una perspectiva energética, al mismo tiempo ser capaz de profundizar a un nivel muy granular y detalles específicos. El desafío en el pasado ha sido conseguir que el acceso a la información detallada de la energía, porque cuesta lo mismo que poner un monitor de energía en la red principal como lo hace para poner un monitor de energía en un autobús de la subestación, y cuando lo hace para poner un de alimentación del monitor en un controlador de motor.
energía consciente de dispositivos.jpg
El modelo de ODVA es que la energía consciente de dispositivos contienen los objetos y los servicios necesarios para el conocimiento básico de energía. Debido a que el enfoque orientado a objetos de la CIP permite la escalabilidad de la aplicación, cada dispositivo puede soportar otras funciones más avanzadas para el control de la energía, la agregación y la presentación de información de energía o dinámica respuesta a la demanda.
Cada vez que bajar un nivel, la cantidad de energía que se utiliza es más pequeño, y la cantidad de recuperación de la inversión es posible mediante el control de la energía también se reduce. Uno de los principales objetivos financieros con el objeto de la energía es reducir al mínimo el costo de obtener esa información de la energía a un nivel muy granular.

"Hay que ganar que la visibilidad de la información para gestionar adecuadamente el 80 por ciento del consumo de energía en el dominio de la producción", dice Voss. "Usted no sabe por dónde empezar, sin que el nivel de información disponible, ya que el número total no proporciona datos suficientes."

Otra función clave del software es la agregación, posiblemente implementado mediante un dispositivo controlador / traductor con la inteligencia necesaria para hacer cálculos de energía. Si hay una máquina con 20 de energía consciente de todos los dispositivos de alimentación en este controlador, la función de agregación del objeto de la energía ofrece una visión de toda la máquina. En lugar de pagar por un monitor de energía para capturar los datos, esta función puede interactuar estas sencillas y de bajo costo de los dispositivos en la red. Se proporciona una forma estandarizada para la agregación de la energía y el uso de la energía, e informar a un sistema de gestión.

"En la fase siguiente, cuando nos metemos en la optimización de la energía y el control de los estados de conservación, el agregador puede estar equipado con capacidades de modelado y control para hacer las funciones de simple", dice Morgan. "Si el operador se toma un descanso, por ejemplo, el agregador puede tener la inteligencia para mover el sistema a un estado de energía reducido por un período de tiempo.

"Una gran parte de los esfuerzos de estandarización es la determinación de cómo los dispositivos de modelo por su comportamiento o el uso de modelos de estado de un dispositivo puede ser apagado, encendido y al ralentí, encendido en la salida parcial o se convierte en ir a toda velocidad -. Cada uno de los cuales tiene una firma de energía diferentes. Hay muchos dispositivos diferentes, algunas que operan on / off y algunos que son continuamente variables. El ahorro de energía puede ser lineal basado en la rapidez con que el dispositivo está en funcionamiento, o pueden variar de forma no lineal con la velocidad de operación ".

Tratando de encontrar un modelo que funciona para todos los dispositivos posibles es un reto para las organizaciones de muchas normas. Parte del problema es la definición de los modelos, pero también hay una necesidad de determinar cómo un conjunto de dispositivos diferentes se pueden modelar con eficacia. El objetivo es que las decisiones de control y modelado de una simplificación de lo que son útiles, y no demasiado complicado y costoso de implementar.

"Una cosa acerca de la optimización de energía es que no existe en el vacío. Es una parte de una empresa, junto con la utilización eficiente de la mano de obra y materias primas. Se trata de un complejo ecosistema que estamos trabajando en, por lo que las necesidades de modelado para hacer componentes mutuamente conscientes de ellos para tomar la decisión correcta para una situación dada ", dice Morgan. "Podemos reducir el consumo energético sin afectar las necesidades comerciales de una planta industrial, pero si hay ventajas y desventajas de ser, el modelo de optimización de las necesidades para ayudar a la gerencia a identificar los trade-offs para tomar decisiones informadas sobre la base de una situación."

Desde una perspectiva técnica, los nuevos objetos y servicios en el CIP permitirá a las empresas para proporcionar herramientas de optimización de energía y los algoritmos. El desafío es asegurarse de que las herramientas disponibles en la CIP son robustos y elegantes para implementar en los dispositivos. El objetivo no es desarrollar un sistema de modelado de control predictivo, sino más bien un marco de lo que los vendedores pueden aportar un valor añadido utilizando la infraestructura y la arquitectura proporcionada por las redes y los dispositivos de ODVA.

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