PROFIenergy. Risparmio nei costi dell energia. Vinci Orazio. Siemens AG All Rights Reserved.

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1 PROFIenergy Risparmio nei costi dell energia Vinci Orazio

2 Cos è PROFIenergy? PROFIenergy è un profilo basato su PROFINET, che permette lo spegnimento controllato dei carichi durante i tempi di pausa, indipendentemente dal vendor dei singoli dispositivi. I carichi, durante le interruzioni della produzione, sono disattivati centralmente in modo coordinato, mentre le altre componenti d automazione possono rimanere operative per svolgere, ad esempio, le operazioni relative alla sicurezza. Tutto realizzabile senza utilizzo di hardware esterno.

3 Situazione attuale Attualmente, per implementare una soluzione di risparmio energetico esistono due soluzioni: Spegnimento manuale - Spesso presente un solo interruttore generale; - Non è possibile l accensione automatica; - Spreco di tempo. Spegnimento automatico - Necessario HW aggiuntivo; - Progettazione e manutenzione richiesta; - Soluzioni ad hoc (non riutilizzabili); Controller Distributed I/O HMI Motion Control & Drives DC24V HW aggiuntivo necessario - Maggiori costi. Di conseguenza, soluzioni molto poco utilizzate!!!

4 Soluzione PROFIenergy L alternativa che rende più semplice il risparmio di energia e di costi è PROFIenergy... - Spegnimento controllato; - Accensione automatica in modo controllato; - Schedulazione dello spegnimento e accensione (ottimizzazione dei tempi); - Possibile lo spegnimento durante pause non previste; - Utilizzo di hardware già esistente; - Non ci sono costi addizionali; - Non è richiesta manutenzione o progettazione aggiuntiva; - Possibilità di gestire pause di tipo diverso. -Disponibilità di misure energetiche Controller Distributed I/O HMI Motion Control & Drives DC24V

5 Risultati PROFIenergy Richiesta di energia senza PROFIenergy Energia richiesta ridotta con PROFIenergy Consumo di energia kwh, 15 min Weekend Weekend Richiasta di energia in momenti di non produzione: circa il 60% della richiesta di energia durante la produzione Fino all 80% di risparmio d energia con PROFIenergy.

6 Quando usare PROFIenergy E utile utilizzare il protocollo PROFIenergy quando è necessario gestire: - Lunghe pause di produzione (es. week-end); - Brevi pause di produzione (es. pause pranzo); - Pause inaspettate; E utile anche quando abbiamo bisogno di analizzare dati e misure energetiche.

7 Come funziona PROFIenergy CPU (qualsiasi) CONTROLLER (anche sistema di supervisione) RETE PROFINET ET200S (V7.0) CPU (qualsiasi con firmware V3.2) Dispositivi con PROFIenergy ECU (Energy Consuming Unit) ECU Dispositivi con PROFIenergy ET200S (V7.0) Pannelli Comfort

8 Come funziona PROFIenergy Il controllore di rete invia dati ad ogni ECU con le seguenti informazioni: - Quando inizia una pausa di lavoro; - Quanto si prevede che durerà la pausa di lavoro; - Quando finisce una pausa di lavoro; la pause sono predefinite o dettate da particolari circostanze. Ogni ECU risponde ai messaggi del controllore e decide come queste pause devono essere gestite (se la pausa dura poco non si spegne nulla). Il controllore può anche richiedere informazioni sui dati contenuti nei registri PROFIenergy dell ECU o richiedere all ECU di effettuare misure energetiche riguardo al suo funzionamento.

9 Funzioni utilizzate dal CONTROLLER Funzione PE_START_END : - Start_Pause: richiede una pausa di un determinato periodo di tempo. - End_Pause: richiede la conclusione della pausa e mi restituisce il tempo mancante per avere l operatività.

10 Funzioni utilizzate dal CONTROLLER Comandi possibili con la funzione PE_CMD : - Query_Mode -> List: Restituisce la lista delle modalità di pausa concesse -> Get Mode: Restituisce i dati della modalità di pausa attuale (i valori dei tempi) -PEM_Status: Richiede informazioni sullo stato attuale del PE. - PE_Identify: Richiede i comandi possibili accettati dall ECU (Max 6). - Query_Measurment -> Get_Measurment_List: Richiede elenco del tipo di misure effettuabili -> Get_Measurment_Values: Richiesta valori di misura

11 Compiti del controller Portare l impianto in una condizione sicura adatta alla pausa. Programmare una schedulazione per l inizio della pausa degli ECU e per la riattivazione per tempo dei nodi (in funzione dei tempi di attivazione richiesti dai singoli dispositivi). Start_Pause End_Pause

12 Funzionamento ECU (Standard) +45 Time_to_pause Time_min_length_of_stay Time_to_operate Time_min_Pause Tutti questi dati sono memorizzati (dal costruttore) in uno specifico registro dell ECU; Vengono salvati anche altri dati: - Time_max_length_of_stay - Mode_power_consumption - Energy_consumption_to_pause - Energy_consumption_to_operate

13 Funzionamento ECU (Standard) Un ECU può avere diverse modalita di pausa. Se la pausa richiesta dal controller e maggiore del parametro Time_min_pause, la pausa viene effettuata. Il dispositivo non si riattiva finché non riceve il comando End_pause, indipendentemente dalla durata della pausa prevista.

14 Funzionamento ECU (come I-Device) Start_Pause End_Pause Time_to_pause Time_min_length_of_stay Time_to_operate Time_min_Pause Può eseguire un calcolo dei tempi in base ai dispositivi di cui e controller.

15 Funzionamento ECU (come I-Device) Utilizza la funzione PE_I_DEV e 8 FC ausiliarie, per implementare il protocollo PROFIenergy nell I- Device e comportarsi come un normale dispositivo PROFIenergy. Così può comunicare con il controller. I registri sono riprodotti per mezzo di DB. I dati al loro interno sono ricavati eseguendo calcoli con i parametri degli ECU di cui l I-Device e controllore. Se la pausa richiesta dal controller può essere effettuata, l I-Device schedula lo spegnimento dei vari ECU.

16 Funzionamento ECU (come ET-200S) Gli ET 200S con V7.0 supportano la funzionalità PROFIenergy Start_Pause End_Pause 12:00 +10s Time_min_length_of_stay = Time_min_Pause E necessario utilizzare PM con funzionalità PROFIenergy (fino a 8 PM); Hanno tempi di transizione pari a zero quindi l attivazione e la disattivazione sono istantanee (se pausa prevista maggiore di 10s); Non vi e la possibilità di eseguire misure energetiche (no QueryMeasurement); Vi e una sola modalità di pausa.

17 Funzionamento ECU (come M200D) L M200D è un dispositivo di avviamento motore che supporta il PROFIenergy Start_Pause End_Pause 12: ms Time_min_length_of_stay = Time_min_Pause Fornisce anche misure energetiche di: - Valore istantaneo della corrente di fase a; - Valore istantaneo della corrente di fase b; - Valore istantaneo della corrente di fase c; - Valore medio delle tre correnti di fase; Si spegne 100ms dopo la richiesta di pausa Vi e una sola modalità di pausa.

18 Funzionamento ECU (come Comfort Panel) I nuovi Comfort Panel supportano il PROFIenergy Start_Pause End_Pause 12: ms Time_min_length_of_stay = Time_min_Pause Hanno tempi di transizione pari a zero quindi l attivazione e la disattivazione sono istantanee (se pausa prevista maggiore di 10s); Non vi e la possibilità di eseguire misure energetiche (no QueryMeasurement); Si mette in Stand-by il pannello, spegnendo lo schermo; I Comfort Panel 12 in modalità PROFIenergy consumano metà dell energia.

19 Requisiti per il PROFIenergy Requisiti software STEP 7 V5.5 + blocchi di libreria (< TIA PORTAL V11 Requisiti hardware: S7 300 min. V2.5 S7 400 min. V5.x SIMOTION min. V4.2 IM151-3 V7.0 (Standard, HF, FO) + PM-E RO SINAMICS (V4.5) Comfort Panel WinAC RTX (F) 2010 (solo controller)

20 Vantaggi del PROFIenergy Permette di poter spegnere parti d impianto senza Hardware aggiuntivi. Permette di effettuare pause (anche brevi) programmate (es. pausa pranzo). Permette l esecuzione di pause non programmate Accensione programmata Ottimizzazione dei tempi di spegnimento e accensione. Tutti gli spegnimenti e le accensioni sono controllati e quindi più sicuri. Permette di mettere i dispositivi in modalità di Stand-by diverse. Analisi di valori di consumo energetico Più tempo dedicato alla produzione (più guadagni) e maggior risparmio di energia (meno costi).

21 Grazie della Vostra attenzione! Link ad un esempio applicativo: Vinci Orazio