Tecniche di Diagnostica Predittiva per la massimizzazione dell Utilizzo degli Impianti di Produzione di Energia in un Mercato Liberalizzato

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1 Torna al programma ENERSIS 2004: Sistemi per l Elettricita ed il Gas Milano 2 Aprile 2004 Tecniche di Diagnostica Predittiva per la massimizzazione dell Utilizzo degli Impianti di Produzione di Energia in un Mercato Liberalizzato ABB Energy Automation SpA

2 Franco Gatti ABB Energy Automation, SpA Sesto San Giovanni Maurizio Barabino, Francesco Brugna ABB Energy Automation, SpA Genova ABB Energy Automation - 2

3 Indice della Presentazione Enterprise Asset Management Supporto Tecnologico Nuove frontiere Conclusioni ABB Energy Automation - 3

4 Strategie di Manutenzione Correttiva Manutenzione per ripararare guasti Preventiva Manutenzione per prevenire guasti Predittiva Monitoraggio dello stato per prevedere guasti imminenti ABB Energy Automation - 4

5 Dove vanno i soldi spesi in manutenzione? Predittiva 5% Preventiva 35% ABB Energy Automation - 5 Fonte: Fortune (Aprile 1999), Ibbotson Correttiva 60%

6 Dove sono gli sprechi? Correttiva 60% Predittiva 5% Preventiva 35% Necessaria 14% Non Necessaria 21% ABB Energy Automation - 6 Fonte: Fortune (Aprile 1999), Ibbotson

7 Dove si puo migliorare (risparmiare)? Aumentare la quota di manutenzione predittiva Diminuendo la quota di manutenzione preventiva non necessaria (21%) Diminuendo la quota di manutenzione correttiva (65%) I margini di miglioramento sono enormi, ma richiedono la stretta collaborazione dei due mondi (automazione e gestione) Questa e la missione di Enterprise Asset Management (EAM) ABB Energy Automation - 7

8 Indice della Presentazione Enterprise Asset Management Supporto Tecnologico Nuove frontiere Conclusioni ABB Energy Automation - 8

9 ANSI/ISA (SP-95) ABB Energy Automation - 9 Definisce l integrazione tra i sistemi di gestione (ERP) e di Controllo (DCS) Identifica una gerarchia funzionale articolata in 5 livelli (da 0 a 4) I livelli da 0 a 2 sono relativi al mondo DCS Il livello 4 e relativo al mondo ERP Il livello 3 e il ponte, solitamente denominato MES (Manufacturing Execution System) Le attivita di Manutenzione appartengono ai livelli 3 e 4

10 MIMOSA ABB Energy Automation - 10 Machinery Information Management Open Systems Alliance Ha l obiettivo di definire in modo unificato i dati fondamentali relativi alle condizioni del macchinario e alle modalita di interfaccia La definizione si basa su una rappresentazione denominata Common Relational Information Schema (CRIS), usando XML come linuaggio (extensible Markup Language) MIMOSA e SP-95 cooperano per definire Modelli transazionali Contenuti delle transazioni

11 DCS e ERP: tecnologie convergenti SP95 MIMOSA ABB Energy Automation - 11

12 E veramente tutto qui? A che punto siamo Tecnologia di calcolo e di comunicazione PC (sistema operativo irrilevante) Ethernet e TCP/IP Standards (OPC, ) Modelli e contentuti delle transazioni SP-95 MIMOSA I PRINCIPALI FORNITORI DI DCS HANNO, O AVRANNO, QUESTE FUNZIONALITA I PRINCIPALI FORNITORI DI ERP HANNO, O AVRANNO, QUESTE FUNZIONALITA ABB Energy Automation - 12 Ma: Basta questo per definire un modello di integrazione? Consentira di fruire del sistema in modo unificato? Facilitera l accesso alle informazioni? Garantira un unico punto di immissione dei dati? E, soprattutto, bastera per ridurre i costi di manutenzione?

13 Indice della Presentazione Enterprise Asset Management Supporto Tecnologico Nuove frontiere Conclusioni ABB Energy Automation - 13

14 Scenario attuale ABB Energy Automation - 14 Le soluzioni esistenti Sono basate su strumenti isolati, che richiedono il trasferimento manuale dei dati Si affidano all esperienza del personale di manutenzione Si concentrano principalmente su manutenzione correttiva e preventiva Non si prestano all esecuzione di processi manutentivi integrati

15 Modellazione per oggetti complessi ABB Energy Automation - 15

16 I contenuti applicativi ABB Energy Automation - 16 Fornire un architettura di integrazione per strumenti isolati Con riferimento al modello per oggetti, ogni strumento puo diventare una proprieta (aspetto) dell oggetto Fornire un modo semplice di arricchire il sistema con l esperienza del personale di manutenzione Condition Monitor Development Kit (CMDK) per la configurazione semplificata di algoritmi e viste e per la creazione degli oggetti corrispondenti Facilitare (e promuovere) il coinvolgimento del cliente nella definizione e formalizzazione delle esperienze acquisite sui macchinari

17 Concetti fondamentali Visualizzazione intuitiva ed immediata delle condizioni dell impianto (diagrammi radar): ogni vertice e collegato a diagrammi di livello inferiore secondo un organizzazione gerarchica del macchinario macchinario 6 macchinario 5 macchinario 1 150% 100% 50% 0% macchinario 4 macchinario 2 macchinario 3 Condition Monitors Workflow Auto/Man Condition Filter Residual Time Before Maintenance Threshold Activation Warning ABB Energy Automation - 17 Filtering parameters Minimum time before maintenance Inhibit

18 Funzioni di Base ABB Energy Automation - 18 Totalizzatori Digitali Monitoraggio tempo di vita Monitoraggio numero di operazioni Invecchiamento Materiali Libreria di Condition Monitors Predefiniti Funzioni di Predizione Presentazione dei dati Diagrammi radar Mimici di macchinario

19 Esempio di Oggetto Applicativo: Condensatore Macchinario Oggetto Filtro Condizione per Abilitazione Variabili Contribuenti Abilitazione Utenza ON Utenza ON/OFF Potenza lorda a valore ottimale Potenza lorda turbina a vapore Unita in condizioni di regime Stato unita Tutti Condensatore Oggetto Fenomeno Indicatore Diagnostico Variabili Contribuenti Insufficiente Fattore di pulizia Fattore di pulizia scambio termico LMTD LMTD Intasamento DP ingresso-uscita DP ingresso-uscita Rientrate aria O2 condensato O2 condensato Rientrate acqua Conducibiltà condensato Conducibiltà condensato PH condensato PH condensato Condensazione Vuoto Prestazioni Anomalia DP acqua-incondensabili DP acqua-incondensabili sistema vuoto Pos. valv. regolaz. DP pompe vuoto Pos. valv. reg. DP pompe vuoto Consumo di vita N scatti turb. a vapore sotto carico N scatti turb. a vap. sotto carico Ore funzionamento Ore funzionamento Ore funzionamento Ore totali Ore totali Numero avviamenti N o di avviamenti N o di avviamenti N.A. N.A. Variabili aggiuntive specifiche ABB Energy Automation - 19 Supervisione

20 Esempio di Oggetto Applicativo: Condensatore ABB Energy Automation - 20

21 Diagnostica Fieldbus ABB Energy Automation - 21 Esempio di un Condition Monitor predisposto dal fornitore Motor Control Center (MCC) collegato al DCS tramite Profibus DP Il protocollo fieldbus consente di trasmettere informazioni diagnostiche dettagliate L infrastruttura consente di associare il Condition Monitor all oggetto che lo rappresenta Monitoring Features MCU 1 MCU 2 Motor Phase Current Thermal Capacity Mains Voltage and Frequency Power Factor Active Power Reactive Power Overload Underload Time to Trip Time to Reset Motor Temperature Earth Leakage Number of Remaining Starts Number of Trips Hours Run Contactor Operations Rotation Speed Under Voltage and Auto-Restart

22 Indice della Presentazione Enterprise Asset Management Supporto Tecnologico Nuove frontiere Conclusioni ABB Energy Automation - 22

23 Conclusioni ABB Energy Automation - 23 La tecnologia e gli standard sono maturi per proporre soluzioni verticalmente integrate di EAM che comprendono DCS ed ERP Tecnologia e standards presto non costituiranno piu un vantaggio competitivo in quanto i fornitori di DCS ed ERP si stanno attrezzando per soddisfarne la richiesta Il vero valore aggiunto di un applicazione verticalmente integrata si deve quindi ricercare nell abilita di sfruttare tecnologie e standards per proporre soluzioni che combinano l esperienza di clienti e fornitori La capacita di catturare quest esperienza e di farla diventare parte della soluzione in un architettura perfettamente integrata sara la chiave del successo in questo mercato

24 Il futuro e oggi ABB Energy Automation - 24

25 Torna al programma ABB Energy Automation - 25