Máquina-ferramenta: medidor de energia com interface Modbus TCP
Monitoramento de energia elétrica de uma máquina-ferramenta
Registro, visualização e análise de energia elétrica por meio de medidores de energia com interface Modbus TCP e moneo RTM. Devido à complexidade de uma máquina-ferramenta, é aconselhável dar atenção especial ao seu monitoramento energético. Do ponto de vista físico, há vários consumidores instalados que afetam a geração de correntes reativas indutivas ou capacitivas de diferentes maneiras. Isso pode influenciar significativamente os custos de energia.
A situação inicial
Sem um registro específico, a demanda por energia elétrica só pode ser determinada como um valor total. Não é possível determinar a demanda de energia elétrica de cada aplicação e peças. O valor da potência ativa e aparente e a demanda de energia por peça são impossíveis de determinar.
Objetivo do projeto
Transparência na demanda de energia para otimizar o consumo energético
O objetivo é medir, registrar e disponibilizar a demanda de energia de uma máquina-ferramenta para análise posterior. Isso é feito registrando as potências reativa, aparente e ativa e determinando o fator de potência.
A implantação
A fornecimento de energia do maquinário é garantido por trilhos condutores localizados sob o teto. A máquina-ferramenta é conectada por meio de uma caixa de alimentação, que também a protege contra sobrecorrente.
Para registrar todos os dados relativos à demanda de energia da máquina-ferramenta, foi instalado e conectado um medidor de energia trifásico com interface Modbus TCP nessa caixa de alimentação.
Os registros Modbus necessários podem ser lidos de forma confiável por meio do LR Agent. No moneo RTM são realizados o monitoramento e a análise dos valores, bem como o cálculo direto dos custos de consumo.
O benefício
Visão geral do consumo de energia elétrica e da condição da máquina
Transparência na demanda de energia com moneo RTM
- Monitoramento do consumo de energia elétrica da área de trabalho relacionada ao processo.
- Informações centralizadas sobre o consumo de energia elétrica.
- Cálculos para determinação dos custos da energia elétrica consumida na área escalonada.
- Exibição da potência total consumida
- Exibição da potência total atualmente consumida
- Exibição da tensão, corrente e potência atual para as três fases
- Exibição das correntes reativas e potências reativas atuais
- Exibição das correntes reativas e potências reativas totais geradas
- Cálculo do custo total acumulado por meio de "valores calculados"
- Cálculo do custo atual por meio de "valores calculados"
- Derivação dos valores de consumo: consumo total, consumos de pico, consumo de carga base / stand-by, consumo durante o tempo de produção inativa, correntes e potências reativas geradas
Estrutura do sistema
- Medidor de energia Siemens 7KT1260
- LR Agent
Tela
A tela fornece ao usuário uma visão geral dos valores relevantes do processo para essa instalação.
- Fase 1 (L1): valores atuais de corrente, tensão e potência
- Fase 2 (L2): valores atuais de corrente, tensão e potência
- Fase 3 (L3): valores atuais de corrente, tensão e potência
- Custo atual por hora + demanda atual de energia
- Custo total + demanda total de energia
- Fase 1 (L1): fator de potência atual, potência aparente e potência reativa
- Fase 2 (L2): fator de potência atual, potência aparente e potência reativa
- Fase 3 (L3): fator de potência atual, potência aparente e potência reativa
- Fator de potência total
- Potência aparente total (+/-)
- Potência reativa total (+/-)
Análise
Ao avaliar as potências reativas geradas na análise moneo, é possível observar que a máquina-ferramenta está operando em uma faixa muito desfavorável. Durante a operação, o fator de potência está basicamente na faixa negativa.
Há uma necessidade urgente de examinar e eliminar a causa. Nesse caso específico, no entanto, não é implementada nenhuma medida porque a máquina-ferramenta ficará nesse local apenas por um período limitado e não há justificativa econômica para compensar a energia reativa durante esse período.
Os dados serão registrados e usados para projetar o sistema de compensação de corrente reativa para o novo local definitivo.
- Fator de potência
- Consumo de energia ativa atual
- Potência reativa L1
- Potência reativa L2
- Potência reativa L3
- Consumo de energia ativa atual
Calculated Values: valores calculados
Fluxo de dados para conversão de watts em kW
As variáveis de medição fornecidas pelo medidor de energia nos registros Modbus são lidas uma a uma pelo LR Agent e registradas no moneo. Nem sempre elas têm a unidade desejada. Os valores de potência são normalmente usados em quilowatts. No entanto, watt é a unidade SI padronizada, que também consta dos registros. Usando um fluxo de dados, a unidade da entrada (W) é convertida na unidade desejada (kW).
- Potência atual em watts
- Constante: divisor para conversão em quilowatts
- Divisão
- Potência atual em quilowatts
O cálculo dos custos da potência consumida também serve de apoio na avaliação e análise dos valores de consumo. Normalmente, os fornecedores cobram em quilowatts-hora, para o qual a entrada de potência convertida em quilowatts-hora no fluxo de dados anterior é usada como uma medida básica. Dois fluxos de dados são criados no total:
1. Cálculo dos custos com o consumo de energia atual
- Potência atual em quilowatts
- Constante: Custo por quilowatt-hora
- Multiplicação
- Arredondamento para 2 casas decimais
- Custos atuais por hora
2. Cálculo dos custos da potência absoluta consumida
- Custos atuais por hora
- Constante: Custo por quilowatt-hora
- Multiplicação
- Arredondamento para 2 casas decimais
- Custos totais acumulados
