Modbus TCP 인터페이스와 moneo RTM을 갖춘 에너지 계량기를 사용하여 전기 에너지의 계량, 가시화 및 분석

효율성

에너지 비용 지속가능성

Use Case

기업들은 보다 효율적이고 지속 가능하며 미래 지향적인 계획을 수립하기 위하여 생산 단계의 에너지 모니터링에 점점 더 집중하고 있습니다. 가능한 무효 전류에 대한 정보를 사용하여 무효 전력 보상을 위한 적절한 솔루션을 구현하고 불필요한 비용을 삼가할 수 있습니다. 이를 위하여 에너지 계량기가 사용됩니다.

에너지 소모량 측정

생산 프로세스에서 센서는 품질 보증 프로세스를 거치기 전에 어셈블리 아일랜드에서 기계적으로 마무리됩니다. 어셈블리 아일랜드에서는 조립 프로세스에서 증가하는 디지털 지원 수요를 충족하고 주문 관련 데이터를 기록 및 제공하기 위하여 점점 더 많은 IT 구성요소를 필요로 합니다. 이러한 패시브 생산 장비는 전체 에너지 소모량에서 점점 더 큰 비중을 차지합니다.

초기 상황

에너지를 절약하고 에너지 소비를 최적화하기 위한 조치는 에너지 요구사항을 자세히 알고 있는 경우에만 효과를 발휘할 수 있습니다. 공급업체가 전기 소비량을 청구하는 데 사용하는 각 에너지 계량기는 개요를 파악하는 데 도움이 될 수 있습니다. 그러나 에너지 절약 조치의 효율성을 평가할 때 지금까지 기존 솔루션으로는 불충분했습니다.

영향을 미치는 요소가 너무 많으므로 계량기 수치를 통해서는 개별 측정이 얼마나 효과적인지에 대해 거의 나타내지 않습니다.
최적화 및 에너지 절약 조치의 효과는 관련성을 고려할 때만 결정될 수 있으며, 절대적인 기준으로 고려할 수 없습니다
예를 들어, 조치가 도입된 동일한 기간 동안 생산 품목 수가 감소한 경우, 해당 조치의 효과 여부를 명확하게 판단할 수 없습니다
사용가능한 정보를 얻기 위해 수동으로 다시 계산하는 것은 거의 불가능하거나 너무 많은 시간이 소요됩니다.

프로젝트의 목적

에너지 소비의 디지털 기록

모든 에너지 절약 및 최적화 조치의 전제조건은 생산을 의미 있는 영역으로 나누어 소비되는 에너지를 디지털 방식으로 추적하는 것입니다. 에너지 투명성은 에너지 사용에 대한 인식을 높여 전기를 더 신중하게 사용하도록 하고 비용을 절감합니다.

moneo RTM을 통합하면 다음을 수행할 수 있습니다:

프로세스 / 작업 영역별 에너지 소비량 측정
에너지 소비에 대한 정보를 중앙 집중화
소비 가치 도출:
- 총 소비량
- 최대 소비량
- 기본 부하 소모량 / 대기
- 비생산 시간 동안의 소모량
- 생성된 무효 전류 및 무효 전력
확장된 영역에서 에너지 소모 비용 계산

구현

LR Agent 및 moneo RTM과 함께 Modbus TCP를 통한 에너지 계량

어셈블리 아일랜드는 3상 공급장치 (L1, L2 및 L3)를 사용합니다. 이 공급 라인에는 Modbus TCP 인터페이스가 있는 3상 에너지 계량기가 설치되어 있습니다. LR Agent를 사용하면 필요한 Modbus 레지스터를 신뢰성있게 읽을 수 있습니다. moneo RTM에서는 값을 모니터링 및 분석하고 소모량 비용을 즉시 계산합니다.

결과

기본 부하 비용 파악을 통한 에너지 절감 방안 도출

moneo RTM을 통하여 투명해진 에너지 소모량

총 전력 소모량 표시
현재 전력 소모량 표시
3상 모두에 대한 현재 전압, 전류 및 전력 표시
생성된 현재 무효 전류 및 무효 전력 표시
생성된 총 무효 전류 및 무효 전력 표시
'계산된 값'을 통해 총 비용 계산 가능
'계산된 값'을 통해 현재 비용 계산 가능

시스템 구조

Siemens 7KT1260 에너지 계량기
LR Agent

대시보드

시간당 현재 비용 + 요구되는 현재 전력
총 비용 + 요구되는 총 전력
1 상 (L1): 현재 측정된 전류, 전압 및 전력값
2 상 (L2): 현재 측정된 전류, 전압 및 전력값
3 상 (L3): 현재 측정된 전류, 전압 및 전력값

전체 역률
총 피상 전력 (+/-)
총 무효 전력 (+/-)
1 상 (L1): 현재 역률, 피상 전력 및 무효 전력
2 상 (L2): 현재 역률, 피상 전력 및 무효 전력
3 상 (L3): 현재 역률, 피상 전력 및 무효 전력

분석

분석 기능을 사용하여 데이터 히스토리에 액세스하고 다양한 프로세스 값을 비교할 수 있습니다. 이 다이어그램은 시간 경과에 따른 전력 소비량과 관련 비용을 보여줍니다.

주말 (대기 작동) ①
야간작동 ②
조기작동 ③

주말에 대기하는 동안 0.3kW의 기본 부하가 발생하여 시간당 약 0.9센트의 비용이 발생함을 알 수 있습니다. 별거 아닌 듯 하지만 년간 약 2,150* 유로까지 합산됩니다. 특히 적극적인 가치 창출이 없는 수동적인 영역에서는 에너지 필요량을 줄이는 조치가 총 비용에 눈에 띄는 영향을 미칠 수 있습니다.

이 다이어그램은 또한 야간작동과 조기작동 사이의 명확한 차이를 보여줍니다. 예를 들어, 평일 24시간 연중무휴로 생산이 이루어지는 경우 다중 요금제 (주간 요금/야간 요금)와 교대 근무에 따른 작업 일정을 사용하여 비용을 절감할 수 있습니다. 따라서 Binder 용광로와 같은 에너지 집약적인 장비는 사용률이 낮은 기간에 더 집중적으로 가동하고 사용률이 높은 기간에는 사용량을 줄일 수 있습니다.

* 주말 1회 = 46시간의 무생산 시간
1년 = 52주 ≈ 52주 주말
0.9유로/시간 * 46시간 * 52 = 2,152.80 유로

청색 = 전류 소모량 (대부분 동일한 값으로 겹쳐짐)
흰색 = 현재 시간당 비용

계산된 값

Modbus 레지스터의 에너지 계량기가 제공하는 측정 변수는 LR Agent를 사용하여 판독하고 moneo에 예약합니다. 그러나 항상 원하는 단위로 표시되는 것은 아닙니다. 전력값은 일반적으로 kW 단위로 표시됩니다. 표준 SI 단위는 레지스터에도 사용되는 Watt 입니다. '데이터 흐름' 기능을 사용하면 입력 변수 (W)가 원하는 단위 (kW)로 변환될 수 있습니다.

유효 전력 (W)
상수: kW로 변환하기 위한 제수
나누기
유효 전력 (kW)

소모량 값을 평가하고 분석하는 데 마찬가지로 유용한 것은 소모된 전력 비용을 계산하는 것입니다. 일반적으로 에너지 공급업체는 킬로와트시 단위로 요금을 청구합니다. 이 계산에 사용되는 기본 파라메터는 이전 데이터 흐름에서 입력 전력이 킬로와트시로 변환된 값입니다. 두 개의 데이터 흐름이 생성됩니다: