La gestione dell'energia. Strumenti per l'acquisizione e il controllo dei dati.

1. ©2013 - Ing. Luca Signorin
EnMS – La Gestione dell’Energia
Strumenti per l’Acquisizione e Controllo dei Dati

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Sommario
 L’importanza della Misura
 Conoscere e Migliorare
 Il concetto di EnMS - Dalla macchina all’utente
 Cosa misurare
 Acquisizione ed elaborazione dati
 Conclusioni e Osservazioni

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 È impossibile gestire quello che non si conosce
 Quando si «percepisce» la misura è possibile agire direttamente
 La misura responsabilizza le proprie azioni, percezione degli avvenimenti
 La misura permette di avere sotto controllo il sistema
 La misura consente di pianificare le valutazioni prestazionali della propria
attività
 L’acquisizione dei dati è il primo passaggio per attuare una politica di
Risparmio Energetico
L’importanza della Misura

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MISURARE le grandezze che appartengono
ai processi produttivi, permette di
CONOSCERE e VALUTARE l’evoluzione
dell’attività.
CONOSCERE l’evoluzione delle grandezze
che caratterizzano il processo, permettono di
attuare un continuo MIGLIORAMENTO.
Conoscere e Migliorare

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 Monitorare i consumi rapportandoli alla produzione.
 Effettuare regolarmente la manutenzione degli impianti (es.: evitare
perdite negli impianti aria-acqua).
 Investire in tecnologie ad alta efficienza rapportandole al Ritorno
dell’Investimento (ROI)
 Adottare sistemi di produzione energetica ‘sostenibili’ (es. impianti
fotovoltaici).
Conoscere e Migliorare

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Azionamenti ad
alto rendimento Smart Grid
Tecnologie a
recupero
energetico
Riduzione
emissioni
Controllo
dell’illuminazione Sistemi HVAC Energie
rinnovabili
Progettazione /
Engineering
Conoscere e Migliorare

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Presenza in campo
di numerose
tecnologie
obsolete
Ottimizzazione
energetica
complessa e
multisettoriale
Scelta delle
tecnologie di
acquisizione e
monitoraggio
Analizzatori di rete ad alte
prestazioni
Controllo ed Elaborazione
dei dati
Trasformatori di misura a
basso consumo
Architetture I/O Distribuite
Acquisizione delle misure
e dei dati di processo
Conoscere e Migliorare

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Raccolta
• La raccolta delle informazioni avviene installando degli
strumenti di misura ed acquisizione dati.
Invio
• Gli strumenti installati nelle aree da controllare, comunicano
con un sistema dedicato alla raccolta dati.
Analisi
• Il sistema di raccolta dati permette la consultazione e l’analisi.
Permette di determinare i reali consumi e le aree di intervento
Il concetto di EnMS dalla macchina all’utente

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Il concetto di EnMS dalla macchina all’utente

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Impianto Acquisizione Dati ElaborazioneElaborazione
I parametri di processo
vengono acquisiti da sensori
che leggono la grandezza
fisica di interesse e la
convertono in un segnale
elettrico.
I segnali elettrici vengono acquisiti
da moduli che provvedono alla
conversione della misura
analogica nel formato
digitalizzato. In questo modo la
grandezza può essere interpretata
ed elaborata.
I dati vengono infine acquisiti da
sistemi di elaborazione evoluti
(PLC e PC) che provvedono alla
loro pubblicazione, consentendo
all’utilizzatore finale di interpretare
le informazioni ricavate.
Il concetto di EnMS dalla macchina all’utente

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 La temperatura si può misurare tramite Termocoppie e
Termoresistenze.
 Le Termocoppie sono costituite da due conduttori
metallici diversi collegati ad una estremità (detta
"giunto") ed incapsulati in un tubo metallico.
 Le Termoresistenze a differenza delle termocoppie,
utilizzano un elemento sensibile, posto in prossimità
dell'estremità della termoresistenza, la cui resistenza
elettrica varia al variare della temperatura.
Cosa misurare

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Cosa Misurare

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Z-8TCEsempio applicazione termocoppia
La temperatura viene letta da uno strumento dedicato.
Cosa Misurare

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 Gli analizzatori di rete (POWER METER) sono
apparati studiati specificamente per rilevare le
caratteristiche dell’alimentazione elettrica nelle reti e
nelle utenze monofase o trifase.
 Consentono le analisi di energia e di potenza e quindi
il controllo della qualità dell’alimentazione.
 Allo stesso tempo in molte versioni vengono usati
anche per registrare in continuo l’andamento delle
grandezze alternate a disposizione.
 Le funzioni di misura e report degli eventi consente di
disporre una base di informazioni utili a controllare il
corretto funzionamento di una macchina,
massimizzando l’efficienza energetica.
Cosa Misurare

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Cosa Misurare

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Misura assorbimento amperometrico Analizzatore di rete S203TA
Cosa Misurare

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 Il contatore di energia ha lo scopo di contabilizzare i
consumi per la fatturazione.
 I contatori destinati alla contabilizzazione energetica
fiscale devono soddisfare i criteri normativi IEC-62056
e, prima del loro utilizzo, devo essere piombati.
 Alcuni dispositivi compatibili con IEC-62056 sono in
grado di acquisire i dati contabilizzati, permettendo di
tracciare il consumo energetico.
Gli analizzatori di rete permettono di controllare la qualità dell’energia e di raffrontarla
successivamente con i consumi contabilizzati dai contatori.
Cosa Misurare

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I trasduttori e trasmettitori di pressione, sono dispositivi in
grado di misurare la pressione di fluidi, liquidi o gassosi, e
convertirli in un segnale di corrente (4-20 mA o 0-20 mA) e
tensione (0-10 V, 0-5 V, 0-1 V).
I trasduttori di portata sono dispositivi in grado di misurare le
velocità del flusso dell'aria e dei liquidi. Conoscendo la velocità
del flusso, la sezione della condotta ed il fluido utilizzato, viene
calcolata la portata.
L’acquisizione della portata è importante per determinare le
quantità di fluido utilizzato.
Cosa Misurare

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Cosa Misurare

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Misura pressioni a bordo macchina Moduli acqusizione ingressi analogici Z-4AI e Z-8AI
Cosa Misurare

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 Il PLC (Programmable Logic Controller) provvede a raccogliere
automaticamente le misure dagli strumenti distribuiti in campo,
evitando di dovere leggere le misure direttamente dagli strumenti.
 La misura acquisita viene interpretata dal PLC che la traduce in un
formato «comprensibile», in grado da potere essere successivamente
acquisito da sistemi più evoluti (SCADA e DCS).
 Il PLC deve essere in grado di:
 Colloquiare con i dispositivi distribuiti nell’impianto
 Eseguire una memorizzazione locale delle misure
 Gestire eventuali Allarmi ed Eventi
 Eseguire una minima elaborazione dei dati
 Gestire in tempo reale l’impianto
 Presentare graficamente alcuni dati (trend e dati puntuali)
 Inviare i dati raccolti al Sistema di Elaborazione
Acquisizione ed elaborazione dati

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Moduli I/O Z-PC
Z-TWS-03
RS485 – Modbus RTU
Moduli I/O Z-PC
Moduli I/O Z-PC
Contatori ed
Analizzatori di Rete
Acquisizione ed elaborazione dati

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 Il Sistema di Elaborazione dei Dati è costituito da uno o più computer
che ricevono i dati raccolti dai PLC.
 Visualizza in tempo reale i dati acquisiti dai PLC e permette di
consultare lo storico delle misure
 Si occupa del calcolo degli EnPI e redige i Report dei Consumi.
 Permette di eseguire delle analisi approfondite per permettere e
favorire gli interventi correttivi sugli impianti.
 I dati raccolti vengono pubblicati in modo tale da essere sempre
accessibili (SmartPhone, Tablet e PC), sia in rete privata che internet.
Acquisizione ed elaborazione dati

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Acquisizione ed elaborazione dati

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Acquisizione ed elaborazione dati

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Acquisizione ed elaborazione dati

27. ©2013 - Ing. Luca Signorin
 Individuare le componenti guaste/malfunzionanti degli impianti per
riportarli alle condizioni ottimali di funzionamento
 Apportare delle modifiche agli impianti esistenti per l’ottimizzazione dei
consumi e/o la riduzione delle perdite
 Strutturare di piani di verifica/manutenzione periodica per identificare
tempestivamente l’insorgere di perdite o guasti
 Provvedere alla sostituzione di impianti/componenti con altri più
efficienti
 Schedulare una rimodulazione dei carichi sull’impianto per ottimizzare
l’utilizzo dell’impianto in base alle reali esigenze
Acquisizione ed elaborazione dati

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 Miglioramento della gestione/conduzione di impianto per evitare che
una non corretta metodologia di lavoro possa portare a perdite o
inefficienze
 Maggiore controllo sui consumi legati alla produzione
 Modifica dei contratti di fornitura energetica per poter ottenere la
migliore tariffa in base alle esigenze, aumento del potere d’acquisto
dell’energia
 Diminuzione del consumo energetico correlato alla riduzione dei
costi primari
Conclusioni e Osservazioni