GREEN LINE: ridurre i costi di esercizio delle macchine di pressofusione, implementandone l efficienza. Alessandra Valeri

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Valentino Paoletti
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1 GREEN LINE: ridurre i costi di esercizio delle macchine di pressofusione, implementandone l efficienza. Alessandra Valeri

2 Breve presentazione aziendale

3 Ricerca e Sviluppo I nostri trend Applicazione di tecnologia riempimento stampo al ciclo di stampaggio Risparmio energetico Efficienza dell impianto e riduzione dei costi produttivi Analisi e ottimizzazione vita attrezzature Personalizzazione impianti e semplificazione interfaccia uomo macchina Servizio tecnico e post vendita, Teleservice Integrazione in HMI pressa di informazioni dell intera isola di lavoro Esportazione dati impianto verso sistemi informativi esterni Gestione domotica per misurazione-gestione consumo energetico fonderia

4 Esigenze del mercato di oggi Incrementare efficienza degli impianti e ridurre gli scarti Ridurre i costi di produzione per rimanere competitivi Ridurre l impatto ambientale delle attività produttive Calcolo preciso dei costi di produzione Integrazione delle informazioni fornite dall impianto nel sistema gestionale aziendale

5 Evoluzione della linea di prodotti Colosio STEP1 Anni 70-90: Sistema Tradizionale Motore asincrono trifase 4 poli Pompa a palette a doppio stadio STEP2 Anni 2000: Sistema Tradizionale con Inverter Variatore di frequenza Motore asincrono trifase 4 poli Pompa a palette a doppio stadio STEP3 Anno 2010: Green Line Driver di comando Motore sincrono a velocità variabile Pompa ad ingranaggi interni singolo stadio

6 Anni 70-90: Sistema Tradizionale Il motore elettrico, e di conseguenza anche la pompa a palette, ruotano costantemente al massimo dei giri per l intero ciclo di stampaggio Il controllo della pressione si ottiene con valvole d intercettazione che mandano a scarico il fluido idraulico una volta raggiunta la pressione di taratura

7 Anni 2000: Sistema tradizionale con Inverter A parità di motore, pompa e sistema idraulico di gestione, si è aggiunto un inverter per regolazione giri del motore Il motore elettrico, e di conseguenza anche la pompa a palette, NON ruotano costantemente al massimo dei giri per l intero ciclo di stampaggio MA vi è una variazione tra 800 e 1500 giri, con conseguente risparmio energetico Si può installare su impianti tradizionali esistenti Il controllo della pressione è identico alla macchina tradizionale Variazioni consistenti di ampiezza armoniche e abbassamento del cos φ

8 Anno 2010: Green Line Servomotore sincrono e pompa ad ingranaggi interni Driver di comando consente regolazione numero di giri, PORTATE E PRESSIONI DIFFERENTI A SECONDA DI ESIGENZE ISTANTANEE DEL CICLO DI LAVORO Velocità pompa retroazionata con encoder rotativo Pressione retroazionata con trasduttore di pressione A riposo motore mantiene regime rotativo basso e quindi limitato consumo energetico e bassissima rumorosità Impianto idraulico considerevolmente semplificato Diminuzione significativa del trasferimento termico verso fluido idraulico

9 Sistema Green Line

10 Caratteristiche gruppo motore-pompa a confronto PFO200 Esecuzione tradizionale Sistema Green Line Motore Asincrono Motore Brushless 15 Potenza kw 13 di picco 1500 Velocità giri/min 4600 max. 0,055 Momento di inerzia kg*m2 0, Peso kg 58 90% Efficienza motore 95% Pompa a doppia cartuccia Pompa a ingranaggi interni 67 cc + 36 cc Cilindrata cm3 64,7 175 max Pressione di esercizio bar 210 (acqua gli.) 315 (olio min.) 67 Rumorosità dba Peso kg 39 89% Rendimento 90% 1500 costante Velocità di rotazione 2600 max. giri/min 80% Rendimento totale gruppo motore-pompa 86% PFO200GL

11 Caratteristiche gruppo motore-pompa a confronto PFO560 Esecuzione tradizionale Sistema Green Line Motore Asincrono Motore Brushless 37 Potenza kw 20,3 di picco 1500 Velocità giri/min 3000 max. 0,61 Momento di inerzia kg*m2 0, Peso kg ,2% Efficienza motore 95% Pompa a doppia cartuccia Pompa a ingranaggi interni Cilindrata cm3 100,2 175 max Pressione di esercizio bar 210 (acqua gli.) 315 (olio min.) 71 Rumorosità dba Peso kg 42,5 89% Rendimento 93% 1500 costante Velocità di rotazione 2200 max. giri/min 83% Rendimento totale gruppo motore-pompa 88% PFO560GL

12 Misurazioni sul campo: analizzatore di rete elettrica

13 Misurazioni sul campo: consumi energetici a confronto PFO200 PFO200GL Medesimo stampo Durata prove: 1h

14 Misurazioni sul campo: consumi energetici a confronto Medesimo stampo Durata prove: 1h PFO200GL PFO200

15 Riduzione del consumo 200GL VS 200 tradizionale Verifica assorbimento PFO 200 Giorni lavorativi da 16 ore senza fermi macchina Consumo [kwh] Macchina Macchina tradizionale Giorni lavorativi (da 16 h senza fermi macchina)

16 Risparmio energetico 200GL VS 200 tradizionale Costo annuo energia PFO200 Giorni lavorativi da 16 ore senza fermi macchina Macchina Il costo dell energia elettrica è stato stimato pari a Euro/KWh Euro [ ] Macchina tradizionale Anno (240 giorni lavorativi)

17 Misurazioni sul campo: consumi energetici a confronto PFO560 PFO560GL Medesimo stampo Tempo ciclo: 74 s* Durata prove: 1 h * Lubrifica con robot

18 Misurazioni sul campo: consumi energetici a confronto Medesimo stampo Tempo ciclo: 74 s* Durata prove: 1 h PFO560GL * Lubrifica con robot PFO560

19 Riduzione del consumo 560GL VS 560 tradizionale Verifica assorbimento PFO 560 (T ciclo = 74s) Giorni lavorativi da 16 ore senza fermi macchina Consumo [kwh] Macchina Macchina tradizionale Giorni lavorativi (da 16 h senza fermi macchina)

20 Risparmio energetico 560GL VS 560 tradizionale Costo annuo energia PFO560 (T ciclo 74s) Giorni lavorativi da 16 ore senza fermi macchina Macchina Il costo dell energia elettrica è stato stimato pari a Euro/KWh EURO [ ] Macchina tradizionale Anno (240 giorni lavorativi)

21 Misurazioni sul campo: consumi energetici a confronto PFO560GL Stampaggio a vuoto Durata prove: PFO560GL: 1 h PFO560: 30 min PFO560

22 Riduzione del consumo 560GL VS 560 tradizionale Verifica assorbimento PFO 560 (T ciclo 20s a vuoto) Giorni lavorativi da 16 ore senza fermi macchina Consumo [kwh] Macchina Macchina tradizionale Giorni lavorativi (da 16 h senza fermi macchina)

23 Risparmio energetico 560GL VS 560 tradizionale Costo annuo energia PFO560 (T ciclo 20s) Giorni lavorativi da 16 ore senza fermi macchina Macchina Il costo dell energia elettrica è stato stimato pari a Euro/KWh EURO [ ] Macchina tradizionale Anno (240 giorni lavorativi)

24 Trend temporale consumi e velocità motore Integrazione monitoraggio consumi e prestazioni sistema Green line direttamente accessibili da pagine di supervisore Colosio

25 Analisi di rete elettrica Abbiamo analizzato la rete durante le variazioni di velocità della macchina, in quanto nel costo energetico dell impianto incide anche il valore del fattore di potenza (una sua riduzione comporta degli squilibri nella rete). Vengono addebitati dei costi per valori di cos φ inferiori ad una soglia prefissata dal fornitore di energia elettrica. Abbiamo anche fatto un analisi delle armoniche perchè possono causare disturbi elettrici importanti nell impianto. Il nostro sistema Green line è immune da questo tipo di disturbi e quindi è un sistema pulito anche a livello di rete elettrica.

26 Analisi di rete elettrica curve d onda Diagramma di Fresnel o vettoriale THD: Percentuale di distorsione armonica globale

27 Analisi di rete elettrica curve d onda THD: Percentuale di distorsione armonica globale Transitori

28 Analisi di rete elettrica armoniche

29 Analisi di rete elettrica curve e armoniche

30 Centralizzazione monitoraggio consumi fonderia

31 Riduzione costi raffreddamento fluido idraulico

32 Scambiatori di calore a confronto La diminuzione del trasferimento termico verso il fluido idraulico ha come vantaggio la riduzione di taglia dello scambiatore di calore. Nel sistema green line lo scambiatore di calore è comunque una sicurezza; sull impianto è stato verificato che la valvola di apertura dell acqua in mandata allo scambiatore non viene mai comandata. PFO560 PFO560GL

33 Conclusioni: vantaggi dei sistema Green Line Regolazione portate e pressioni a seconda delle esigenze istantanee del ciclo di lavoro e conseguente aumento di velocità movimentazioni idrauliche della macchina Riduzione del consumo energetico con conseguente riduzione costo produzione Bassissima rumorosità Impianto idraulico considerevolmente semplificato e conseguente riduzione di costi e tempi di manutenzione impianto Abbattimento consumo dei liquidi di raffreddamento con conseguente riduzione dei costi di smaltimento e dell energia impiegata per raffreddamento fluido idraulico

34 Ringraziamenti

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