Titolo: L Industry 4.0 al servizio di soluzioni per l efficienza energetica

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1 Titolo: L Industry 4.0 al servizio di soluzioni per l efficienza energetica Relatore: Giuseppe Testa Sales Director Lenze Italia Telefono: Fax: Mobile: giuseppe.testa@lenze.com Il consumo di energia non è solamente una variabile decisionale nei processi di investimento di tipo economico, ma anche di tipo etico, nel senso che dall utilizzo consapevole dell energia dipende la sostenibilità nel tempo del nostro pianeta e la qualità di vita delle generazioni future. Le normative europee e italiane impongono standard sempre più stringenti atti ad ottenere il massimo risparmio energetico, attraverso l individuazione delle inefficienze e le soluzioni per ridurre i costi e di conseguenza aumentare la competitività dei siti produttivi energivori. E di seguito illustrata una case history sugli interventi atti a ridurre i consumi attraverso migliorie su macchine e sistemi più energivori esistenti sugli impianti di un importante azienda produttiva nel settore alimentare, con un ritorno dell investimento in sei mesi, massimo un anno. Obiettivi iniziali: Rilevare i consumi delle varie utenze, monitorarle tramite pannello sinottico installato in sala controllo e da remoto; Possibilità di telecontrollo da remoto dei parametri di processo; Feedback fondamentale per dimensionamento di futuri progetti.

2 Obiettivo finale : Comprendere il costo energetico per unità di prodotto ( contabilità industriale precisa); Analisi comparata con impianti simili; Miglioria di rendimento su impianti poco efficienti (efficienza energetica); Integrare la supervisione da remoto con altri parametri di produzione. Alcuni dei rilievi analizzati nelle utility e nei trasporti sono qui elencati: CENTRALE TERMICA 1) n.3 pompe olio diatermico 55Kw, 2 in funzione ed uno di scorta, in funzione 24ore/giorno su 7 giorni nessuna parzializzazione e senza inverter 2) n.1 pompa acqua surriscaldata 45Kw (A14), in funzione 24ore/giorno su 7 giorni con parzializzazione (da verificare la percentuale), con soft start Pagina 2/6 3) n.1 pompa olio diatermico 90Kw (4A), in funzione 24ore/giorno su 7 giorni con parzializzazione (da verificare la percentuale), con soft start CENTRALE IDRICA 1) n.1 pompa acqua 30Kw (P10), in funzione 24ore/giorno su 7 giorni senza parzializzazioni e senza inverter 2) n.1 pompa acqua 30Kw (P11), in funzione 24ore/giorno su 7 giorni senza parzializzazioni e senza inverter 3) n.1 pompa acqua 11Kw (P9), in funzione 24ore/giorno su 7 giorni senza parzializzazioni e senza inverter

3 COMPRESSORI 1) n.2 motori 90Kw, in funzione 24ore/giorno su 7 giorni senza inverter 2) n.1 motore 120Kw, di scorta senza inverter CONFEZIONAMENTO 1) n.150 motori tipo trasportatori e nastri 0,37Kw (Linea 5), in funzione 24ore/giorno su 7 giorni senza inverter, con riduttori a vite senza fine 2) n.150 motori tipo trasportatori e nastri 0,37Kw (Linea 7), in funzione 24ore/giorno su 7 giorni senza inverter, con riduttori a vite senza fine Pagina 4/6

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5 Ma lasciamo parlare i numeri relativi al ROI condiviso col cliente e confermato dalla consuntivazione: Concludendo, di seguito le considerazioni per le due tipologie di analisi sopra sviluppate: La prima riguarda le pompe e ventilatori dove il ritorno dell investimento è mediamente di circa 6 mesi. Ovviamente per queste applicazioni necessita verificare in modo puntuale le caratteristiche del sistema meccanico, in quanto gli interventi proposti modificano le caratteristiche di pressione e portata dell impianto; La sostituzione dei motoriduttori sui sistemi di trasporto ha un vantaggio certo (in quanto dato prevalentemente dai maggiori rendimenti delle apparecchiature), ma di

6 proporzioni inferiori, infatti i tempi di ritorno dell investimento sono apparentemente di circa 5 anni. In realtà andrebbero considerate le sostituzioni dell esistente per usure e guasti, in questo caso la differenza di prezzo del singolo motoriduttore diventa minima ed il ritorno dell investimento tornerebbe molto più interessante, probabilmente di circa 1 anno. Benefici ottenuti sul sistema: Dall analisi dei dati delle utenze monitorate il cliente è in grado di quantificare con precisione, le componenti del costo energetico di prodotto, per studiare una ottimizzazione dei costi del processo produttivo Mediante l impianto di telecontrollo e monitoraggio si può individuare immediatamente errori sull impianto produttivo relativi a servizi di utenze collegate in modo errato o eventuali perdite energetiche (aria compressa, acqua etc.) o Eliminazione immediata di tutte le perdite (inefficienze) o Riduzione di tutti i tempi di downtime degli impianti Il successo di questa applicazione, ha portato il cliente alla valutazione di nuove implementazioni dell impianto di monitoraggio. Ad esempio i forni sui quali si prevede, mediante appositi trend, l ottimizzazione dei consumi in modo significativo Infine, un esempio di efficienza energetica indotta tramite SmartMotor. Il sistema fornisce la possibilità di avere con un unico prodotto un ampia gamma di velocità in uscita dai riduttori, riducendo fortemente le tipologie e quindi le scorte di magazzino. Il che significa abbattimento dei fermi macchina, minor spazio per lo stoccaggio delle scorte, meno prodotti da studiare e da manutenere nel tempo. In fase di sopralluogo sono state rilevate due tipologie di riduttori (sulla base dei quali è stato anche svolto il calcolo del risparmio energetico). Il rapporto di riduzione è pari a 26 su uno, 18 sull altro. E una classica situazione in cui con i prodotti Lenze è possibile coprire questa gamma con un unico componente, diventa quindi facile la standardizzazione con riduzione importante del magazzino e garanzia di

7 trovare rapidamente il componente giusto per qualunque esigenza dello stabilimento (il motoriduttore valutato per la stima dei costi copre un campo di velocità in uscita da 22 a 116 giri/minuto). Questi approcci sono assolutamente duplicabili in vari settori: siderurgia, meccanica, farmaceutica, tessile, paper&converting e molti altri. Assumono rilevanza poi le possibilità di interconnessione: SmartDevices e semplici App costruiscono la connessione con il mondo IT. Ciò costituisce un evoluzione dell'uso della rete: gli oggetti si rendono riconoscibili e acquisiscono intelligenza grazie al fatto di poter comunicare dati su se stessi e accedere ad informazioni aggregate da parte di altri. Grazie al collegamento alla rete, tutti gli oggetti possono acquisire un ruolo attivo. Questo è proprio l obiettivo di Internet of Things (IoT): far in modo che il mondo elettronico tracci una mappa di quello reale, dando un'identità elettronica alle cose e ai luoghi dell'ambiente fisico. Gli oggetti e i luoghi muniti di etichette Identificazione a radio frequenza (RFID) o Codici QR comunicano informazioni in rete o a dispositivi mobili come i telefoni cellulari. I campi di applicabilità sono molteplici: dalle applicazioni industriali (processi produttivi), alla logistica fino all'efficienza energetica, all'assistenza remota e alla tutela ambientale. Le macchine prodotte oggi sono destinate a raggiungere tutto il mondo e da questo tipo di configurazione del mercato nasce la necessità di una totale integrazione di macchina, automazione e rete di comunicazione Internet. Un server ed una connessione con Modem sono quindi diventati entrambi elementi essenziali nelle macchine e negli impianti di produzione; tutti volti a garantire le seguenti funzionalità: - Configurazione delle macchine e degli azionamenti in esse impiegati - Collecting-data relativo a cadenza, ore di funzionamento, consumi energetici - Analisi delle anomalie e possibilità di effettuare upload di programmi e di firmware. L interconnettività e la raccolta dati all interno degli impianti sono quindi i fattori fondamentali dell IoT applicato al mondo industriale. Lenze si configura come catalizzatore per la trasformazione digitale degli impianti di produzione, grazie alle tecnologie innovative dei propri prodotti, come lo Smart Motor, e soluzioni, dotati di intelligenza flessibile, che favoriscono l integrazione tra il virtuale e il fisico. Il chip NFC (Near Field Communication) dato in dotazione solo ed esclusivamente a chi ha il potere di gestire l impianto o l apparato, permette di rilevare dati per poi registrarli all interno del sistema IT centrale. In questo modo è possibile verificare lo stato dei prodotti sul campo e, in caso di anomalie, il sistema individua in tempo reale l origine della problematica e l eventuale soluzione. Da una analisi compiuta sugli impianti produttivi in genere, è emerso che fatto 100 il tempo di intervento per il ripristino di un fermo linea, quasi il 30% del medesimo viene speso nella identificazione selettiva del guasto. Servono controlli operatori che sfruttando il metodo gesture-controlled offrano una

8 visualizzazione completa non solo delle sezioni della macchina, ma anche di tutti i componenti della catena meccatronica, con help-on-line immediati, esaustivi ed interattivi. Sonde KTY e sensori sui cuscinetti dei motori e di motoriduttori permettono di avere anche i componenti elettromeccanici assolutamente trasparenti nell albero delle priorità di assistenza manutentiva. Siamo riusciti a sviluppare un sistema di interconnessione utile anche nel settore della manutenzione attraverso una accurata valutazione e definizione dei valori di MTBF dei nostri prodotti: dalle ore dei drive ai di ore per i motori per concludere con i di ore dei Riduttori. Oggi serve supportare l interazione tra le macchine e i moduli macchina in una misura che trascende i limiti convenzionali dei loro sistemi, offrendo l opportunità di processare informazioni decentralizzate attraverso automazione decentralizzata. Ciò permette ai clienti di integrare Industry 4.0 nel modo più semplice possibile all interno delle linee di produzione dei loro stessi clienti.