Ügyfél alkalmazás

Csúcsterhelés megelőzése

Amikor az ipari cégek túllépik azt a teljesítményhatárt, amit az energiaszolgáltatójuk biztosít, az meglehetősen sokba kerül. Akkor mit lehet tenni? Kiáltsuk azt, hogy “Állj!” és állítsuk le a berendezést? Természetesen, nem. Tudjon meg többet arról itt, hogy a gyártó cégek hogyan használják az úgynevezett csúcskiegyenlítést ahhoz, hogy megelőzzék a nagymértékű csúcsterhelést, csökkentsék az energiaköltségeiket és megalapozzanak egy hosszú távú energiagazdálkodást.

Amikor az elektronikai mérnöki tevékenység során szóba kerül a csúcskiegyenlítés, a figyelem a csúcsterhelésre összpntosul, hiszen ez meglehetősen sokba kerül a cégeknek. Még a kisebb vagy közepes vállaltok esetében is ez az összeg nagyon hamar akár 50,000 euro is lehet – amit aztán a teljes évre vonatkozóan ki kell fizetni. Ezért van az, hogy olyan stratégiákat próbálnak kidolgozni, amelyek elkerülhetővé teszik ezeket a terheléseket. Norbert Kordes Kabel, egy vezetékgyártó Alsó-Szászországból, szintén osztozik ezen a véleményen és a WAGO-val együttműködve dolgozik azon, hogy lefedje a csúcsteljesítményeket.

A Norbert Kordes Kabel und Leitungen GmbH u. Co. KG kifejlesztett egy hatékony és ugyanakkor egyszerű megoldást, ami a WAGO PFC200 vezérlőn alapul. Ezen kívül most már a berendezésekbe és a gyártási területekre olyan mérési technológiát építettek be, ami az összegyűjtött adatok alapján az energiahatékonyság területén hosszú távú fejlesztéseket tesz majd lehetővé. A vezérlő programozásához a WAGO felhasználóbarát CODESYS mérnöki eszköze került alkalmazásra.

Lassítás időben – hirtelen fékezés helyett

“Érdemes közelebbről is szemügyre venni.” -mondja Andre Wächter, a Norbert Kordes Kabel Katlenburg-Lindau-ban lévő telephelyének villanyszerelője. Karbantartási vezetőként fő feladata a fogyasztás nyomon követése a legapróbb részletekre kiterjedően a termelés valamennyi részlegénél annak érdekében, hogy az energiahatékonysági méréseket célzottan meg tudja tervezni.

Az a fogyasztás (kilowatt-óra mértékegység) és csúcsterhelés, ami hirtelen jelenik meg a fogyasztás növekedése során, az alsóbb szintekre is hatással van. Különösen egy előre nem tervezett “átfutó manőver” a fogyasztás növekedése során a költségeket tekintve nagyon hamar ötszámjegyű összeget eredményezhet. Éppen ezért a WAGO segítségével Wächter egy olyan rendszert épített be, amelyik egy tengerjáró hajó vezérlőrendszeréhez hasonlít. Ezzel be lehet húzni a féket, mielőtt a költségek túl magasra szöknének.

The rough draw reduces the copper rod to the desired cross-section in a cold-forming method.

The rough draw reduces the copper rod to the desired cross-section in a cold-forming method.

A megállapodásban rögzített tápellátás túllépése – számítási példa

Néhány szám elegendő ahhoz, hogy elképzelésünk legyen arról, mekkora lehet a csúcsterhelések kültsége. A Kordes Kabel regionális energiaellátója kilowattonként (kW) kb. 120 eurót számol fel azoknak a cégeknek, akiknek saját középfeszültségű tápellátásuk van (ide tartozik a Kordes Kabel is), valamint éves szolgáltatói szerződés alapján több, mint 2,500 órát vesznek igénybe.

Ha a Kordes Kabel akár csak egy 15 perces mérési intervallummal is túllépné az előre meghatározott kapacitási limitet, akkor minden egyes további kW 120 euróval növelné meg a fogyasztás költségét. A rövidtávon történő termelés növekszik, ami 300 kW-nál szükségessé teszi egy közepes méretű főmeghajtóra való átkapcsolást, így ez a vállalatnak a teljes évre vonatkoztatva 36,000 euróba kerülne. A nem kívánatos csúcsok így potenciálisan bármelyik termelésre vonatkozó számítást megcáfolhatnak.

A végkövetkeztetés tehát az, hogy a rendszerbe történő olyan befeketetések, amelyek segítenek a csúcsterhelés kiegyenlítésében, a legelső pillanattól kezdve megtérülnek. “Azonban ahhoz, hogy ezt meg tudjuk csinálni, tudnunk kell, hol avatkozzunk közbe.” -magyarázza Wächter. A nyugati Harz-hegység lábánál lévő vezetékgyártó az energia nagy részét az úgynevezett nyers húzásra használja – ami az első lépés a vezeték húzásakor. Ez a feldolgozás egy olyan rendszeren alapul, amelyik a 8 milliméter vastag réz rudat a kívánt keresztmetszetre csökkenti a hideg megformálási módszer segítségével, folyamatosan szűkülő húzó lemezek használata révén.

Mielőtt a rézvezetéket burkolt vezetékké (NYM) alakítanák, a huzalt rövidzáras árammal ellenállási hőkezelés során hajlékonnyá teszik. Ez 900 kW-os kimenetet jelent, a húzórendszer motorja pedig 700 kW-ot használ. Egyéb tényezők is figyelemreméltó terhelést eredményeznek, beleértve a huzalok szigeteléséhez történő nyújtást és a vezetékek kialakításának befejezését, ami pl. magában foglalja a csomagolásnál a zsugorító kemencék működését is. “Meglehetősen sok van belőlük, mindegyik 45 kW-os kimenettel rendelkezik. Ha mindegyiket egyszerre fűtjük fel, akkor nagyon hamar elérjük az 1860 kW-os terhelési kapacitásunkat.” - magyarázza Andre Wächter.

A kimeneti teljesítmény fokozatos csökkentése

Ha ez megtörténik, az energiafelhasználást négy szinten lehet csökkenteni anélkül, hogy a teljes termelési területet le kellene állítani. A WAGO PFC200 vezérlő a nyers húzást biztosító motor kimeneti teljesítményének csökkentését teszi lehetővé 70 kW-os növekedés esetén. “Le tudom lassítani a nyers húzást anélkül, hogy veszélyeztetném magát a folyamatot vagy minőségi változást idéznék elő a huzalban. A préselés esetében ez nem lenne egyszerű, mert ennek a folyamatnak megszakítás nélkül kell zajlani.” - mondja a karbantartásért felelős vezető. Mivel a huzal préselése és nyújtása szétválasztható a Kordes Kabel-nél, a csúcsterhelést elég csak az egyik területen figyelni, míg a másik területet el lehet látni az átmeneti tárolóból. Ezt a módszert nem lehetne megvalósítani az olyan rendszerek esetében, ahol a teljes vezetékgyártás (a húzástól a préselésig) egyetlen folyamat során megy végbe.

Andre Wächter of Norbert Kordes Kabel und Leitungen (left) shows Lukas Dökel of WAGO how he programmed the peak load management himself with “CODESYS” engineering software – easily and without a steep learning curve.

A részletes mérési értékek hozzájárulnak az energiahatékonysághoz

A WAGO-val megvalósított rendszer elég érzékeny ahhoz, hogy korán beazonosítsa és rögzítse a kontrolláláson kívül eső terheléseket. “Ebben az esetben bizonyos intervallumonként célzott módon lekapcsoljuk a rendszert. Így 14 perc elteltével nem kell lefékezni mindent és nem kell a teljes rendszert leválasztani a főágról.” A WAGO-nál történt CODESYS mérnöki szoftver használatával kapcsolatos rövid képzés elvégzése után, Wächter saját maga írt egy programot ahhoz, hogy meg tudja határozni, hol kellene megjelenniük a figyelmeztető jeleknek és részletesen meg tudja nézni a szükséges beavatkozásokat.

A Katlenburg-Lindau-ben lévő telephely kb. 100 méteres körzetből gyűjt adatokat, miközben a komplex gépeknél és a berendezések egyes részeinél történt méréseket egyaránt figyelmbe veszi. “Például minden egyes préselőt külön-külön megnézünk és az alrendszereknek megfelelően léptetünk ki egyet.” Ez az egyetlen módja annak, hogy megnézzük, vajon egy terület hatékonyságának növelése más helyeken csökkenést eredményez-e. Ha a teljes rendszert csak felületesen tekintenénk át, akkor a legtöbb változási részletet figyelmen kívül hagynánk és ez a kiadott költséget nagymértékben érintené.

Incorporating this technology has paid off for us in two ways: We prevent expensive peak loads and also gain insight into the areas where we can most effectively save energy.

Andre Wächter
electrician at Norbert Kordes Kabel und Leitungen GmbH & Co. KG
WAGO PFC200 Controllers establish the technical preconditions for getting out-of-control loads back on track.

WAGO PFC200 Controllers establish the technical preconditions for getting out-of-control loads back on track.

Egyazon rendszer a csúcsmenedzsmenthez és az energiahatékonysághoz

Következésképpen a WAGO PFC200-as rendszer alkalmas arra, hogy megbecsüljük, vajon az energiahatékonyság növeléséhez szükséges mérések eredményesek-e. “Ennek a technológiának a beépítése két módon is kifizetődött nekünk. Megakadályozzuk a költséges túlterhelést, ugyanakkor azokra a területekre is betekintést nyerünk, ahol a leghatékonyabban tudunk energiát spórolni.” - hangsúlyozza Andre Wächter.

Azok számára, akik energiahatékonysággal foglalkoznak, fontos, hogy olyan megoldást találjanak, amelyet tudnak alkalmazni a vállalatnál, ugyanakkor szabadon is programozható. “Mi magunk akarjuk meghatározni, hogy a mérések részleteikben hogyan nézzenek ki.” Az CODESYS-ben lévő előgyártott modulok használatával a funkcionalitás korlátozása nélkül lehet dolgozni. Az egységes fekete-doboz rendszerek sokkal merevebbek. “A legtöbbjük összeadja a terheléseket, majd a küszöbérték elérése után lekapcsolnak. Ehelyett mi fokozatosan és pontosan tudunk lelassítani.”

Az energiagazdálkodás fontossága

A Norbert Kordes Kabel und Leitungen GmbH & Co. KG. vállalatnál az eredményeket a dolgozókkal is megosztják. “Rendszeresen közzéteszem az eredményeket azzal kapcsolatban, hogy mennyi energiát fogyasztunk.” - mondja Andre Wächter. Az adatgyűjtés annyira részletekbe menő, hogy a fogyasztási adatokat az egyéni műszakokkal és a gyártott termékekkel is összefüggésbe lehet hozni.

Ezért Andre Wächter azt tervezi, hogy a PFC200-hoz is elküldi a termelési adatokat. Egy merev háttérrel szemben fog történni az elemzés, mivel az Építési Termék Rendelet új előírásokat tartalmaz a vezetékekre vonatkozólag. Egy példa ezek közül: A Norbert Kordes Kabel und Leitungen GmbH u. Co. KG vállalat tapasztalatai alapján az égésálló műanyagok megnövekedett használata sokkal nagyobb energiafogyasztást igényel a gyártás során, ami a gyártott vezetékek tonnánkénti energiafogyasztását folyamatosan növeli.

Az ISO 50001 kritériumainak való megfelelés

Az adatok áttekinthetőségének szükségességét a gazdasági tényezők – összefoglalóan gyártási költségek – és az ISO 50001 alkalmazása is indokolja. “Be kell bizonyítanunk, hogy spórolunk. Ezért nem helytálló, hogy az energiafogyasztást pusztán a teljes mennyiséggel hozzuk kapcsolatba, hiszen minden egyes terméknek saját energiaprofilja van.”

Összegzés

A PFC200-as vezérlő a WAGO CODESYS mérnöki szoftverrel kombinálva lehetővé teszi a felhasználó számára, hogy a termelés során a terhelési eloszlásokat könnyen elemezni tudja, valamint a költségek függvényében harmonizálni tudja őket. Az egyszerűen integrálható rendszer nyitottsága lehetővé teszi a felhasználó számára, hogy a saját igényeit és számításait is beépítse. A beruházás tulajdonképpen elhanyagolható a csúcsterhelés megelőzésével nyert megtakarításokhoz képest.


Szöveg: Lukas Dökel | WAGO
Fotók: Thorsten Sienk

Termékáttekintés

Vezérlő PFC200; 2. generáció; 2 x ETHERNET, RS-232/-485, CAN, CANopen, PROFIBUS Slave
Cikkszám 750-8216

Vezérlő PFC200; 2. generáció; 2 x ETHERNET, RS-232/-485, CAN, CANopen, PROFIBUS Slave

Az Ön kapcsolattartója a WAGO-nál

Additional service offerings: