Uważne monitorowanie zużycia energii

Zrównoważone działania w produkcji przemysłowej oznaczają między innymi umiejętne i rozważne wykorzystanie energii. Aby jednak mieć wgląd w rzeczywiste zapotrzebowanie na energię sterowników i urządzeń elektrycznych, należy je najpierw w sposób rzetelny zebrać, zestawić i ocenić. Bez jasnych informacji miarodajna ocena i optymalizacja energetyczna są prawie niemożliwe. W tym celu firma HARTING wspiera projekt badawczy „Rozwój interfejsów zarządzania energią dla technologii IoT – IoT_EnRG” na Uniwersytecie Nauk Stosowanych i Sztuki w Hanowerze oraz Uniwersytecie Helmuta Schmidta w Hamburgu, zapewniając ze swojej strony inteligentną infrastrukturę. Projekt badawczy dotyczy opracowania uniwersalnego modelu informacji energetycznej w celu uproszczonej transmisji danych dotyczących zarządzania energią do systemów wyższego poziomu.

W ostatnich latach coraz większy nacisk kładzie się na zrównoważone i świadome ekologicznie podejście i działania. Zwłaszcza ze względu na spiralnie rosnące ceny energii, coraz bardziej konieczne staje się uważne śledzenie zużycia energii we własnej produkcji. Zacznijmy od tego, że monitorowanie zużycia energii samo w sobie nie jest niczym nowym. Jednakże obecnie w środowisku przemysłowym nadal istnieją różne przeszkody, które utrudniają prostą i jednolitą ocenę danych dotyczących energii, tak aby zapewnić spójne zarządzanie energią.

W automatyzacji zakładów przemysłowych użytkownicy muszą dziś uciekać się do różnej semantyki przy interpretacji danych dotyczących energii, ponieważ istnieją własne systemy i równoległe standardy. Dzięki semantyce dane dotyczące energii stają się cennymi informacjami o energii. Aby zapewnić dostępność tych informacji o energii w jednolitym formacie, w ciągu ostatnich dwóch lat opracowano uniwersalny model informacji o energii w ramach projektu badawczego „Rozwój interfejsów zarządzania energią dla technologii IoT – IoT_EnRG”, który jest finansowany przez Federalne Ministerstwo Gospodarki i Ochrony Klimatu (BMWK). Dzięki temu modelowi informacyjnemu dane dotyczące energii zyskują jasno określoną semantykę, dzięki czemu można je szybciej zintegrować z technicznymi systemami zarządzania energią przy mniejszym nakładzie i wysiłku inżynierskim. W przemyśle integracja informacji o energii pochodzących z niezwykle szerokiego zakresu różnych źródeł na poziomie obiektowym jest obecnie nadal związana z dużym wysiłkiem inżynieryjnym, ponieważ dane dotyczące energii są przesyłane i udostępniane za pomocą różnych protokołów komunikacyjnych (np. PROFINET, Sercos III, EtherNet/IP lub Modbus TCP) i określone profile energetyczne, takie jak PROFIenergy, Sercos Energy lub CIP Energy. Wynikająca z tego różna semantyka zastrzeżona i specyficzna dla profilu energetycznego jest zachowywana podczas konfigurowania interfejsów OPC UA, co komplikuje konfigurację interfejsu, a także dalszą integrację informacji o energii z aplikacjami do zarządzania energią. Uniwersalny model informacji o energii jest obecnie w stanie pokonać tę przeszkodę, zapewniając w ten sposób wkład wspierający przemysł w prowadzeniu opłacalnej produkcji, która jest możliwie najbardziej neutralna dla klimatu.

Inteligentne złącze elektryczne jako dostawca informacji Informacje

Inteligentne złącze elektryczne jako dostawca informacji Informacje na temat zużycia energii gromadzone są na różne sposoby. Niektóre urządzenia są w stanie samodzielnie mierzyć własne zużycie energii i raportować je do wyższych poziomów, inne natomiast wymagają zewnętrznych czujników.

Podsumowując, megatrendy, takie jak IoT i koncepcje takie jak Cyfrowy Bliźniak, opierają się na znacznym wzroście dostępnych danych. Dotyczy to nie tylko urządzeń aktywnych, ale także wcześniej pasywnych elementów, takich jak złącza. W przyszłości komponenty te będą nie tylko przesyłać energię i dane jako pasywne elementy infrastruktury, ale także będą mogły aktywnie monitorować dane o stanie, takie jak prąd i napięcie, stając się w ten sposób dostawcą danych o energii.

Uwzględniając wymagania IoT, firma HARTING wspiera użytkowników koncepcjami takimi jak SmEC – Smart Electric Connector, które są w stanie niezależnie rejestrować dane dotyczące energii i przesyłać je za pomocą własnej powłoki zarządzającej. Dzięki temu złącze staje się inteligentnym komponentem, dzięki czemu można znacznie wygodniej generować dane dotyczące zarządzania energią.

Wywiad:

Projekt badawczy „Rozwój interfejsów zarządzania energią dla technologii IoT - IoT_EnRG” ma na celu opracowanie uniwersalnego modelu informacji o energii, aby dane dotyczące zużycia energii były jednolite i łatwiejsze do oceny. tec.news rozmawia z liderami projektu Leifem Thore Reiche i Maximem Runge.

tec.news: Panie Reiche, Panie Runge, projekt został przekazany firmie JWG Power Consumption Management, co stanowi krok w stronę standaryzacji modelu. Dla kogo uniwersalny model informacji o energii jest interesujący, kto powinien bliżej przyjrzeć się wynikom Waszej pracy?

L. T. Reiche, M. Runge: Model informacji energetycznej jest skierowany przede wszystkim do wszystkich osób zajmujących się przesyłaniem danych energetycznych w scenariuszach przemysłowych. Oprócz profesjonalistów z dziedziny zarządzania energią model może być również przydatny na przykład dla deweloperów, personelu uruchamiającego i inżynierów pracujących w środowisku energetycznym.

tec.news: Aby ‘ożywić; model, pod Pana kierownictwem stworzono także demonstrator, który firma HARTING przedstawi na SPS 2023. W jakiej formie ten demonstrator realizuje Pana model?

L. T. Reiche, M. Runge: Na demonstratorze skonfigurowano przykładowe zastosowania, takie jak silnik trójfazowy, cylinder ze sprężonym powietrzem, 3 różne zawory procesowe i serwonapęd liniowy w funkcji konsumenta. Dodatkowo można symulować wycieki za pomocą zaworu obsługiwanego ręcznie. Dane pomiarowe są dostarczane począwszy od sprzętu roboczego (np. przetwornicy częstotliwości), ale także poprzez oddzielne urządzenia pomiarowe. Przełączniki wnoszą kluczowy wkład w dystrybucję i dostarczanie danych dotyczących energii.

tec.news: Jak ważne są dane dotyczące energii z poziomu pola dla śladu węglowego produktu?

L. T. Reiche, M. Runge: Bez danych o energii z poziomu pola nie można dokładnie określić ilościowo PCF. W związku z tym dane te są w sposób oczywisty istotne dla jego oszacowania. Nie znając dokładnie zużycia zachodzącego na poziomie terenowym w procesie tworzenia produktu, nie można powiedzieć, ile kWh energii znajduje się w produkcie i jak jest ona podzielona na komponenty potencjalnie regeneracyjne i nieregeneracyjne.

tec.news: Jakie podejście zastosowano do generowania danych w projekcie (systemy heterogeniczne, standardy, uniwersalność)? Jaki jest związek z powłoką administrowania zasobami (AAS)?

L. T. Reiche, M. Runge: Demonstrator dał nam możliwość wygenerowania danych energetycznych z systemów heterogenicznych w różnych scenariuszach użytkowania, które mogliśmy następnie zmierzyć, opisać semantycznie w jednolity sposób i komunikować w całej sieci. Powiązanie z AAS istnieje w tym sensie, że nasz model informacyjny jest w stanie przechowywać dane dotyczące energii w sposób semantycznie jednolity.

tec.news: W jaki sposób firma HARTING wspiera ten projekt?

L. T. Reiche, M. Runge: Dzięki interfejsowi Industrial Ethernet ix firma HARTING zapewnia zaawansowaną, najnowocześniejszą alternatywę dla rozwiązań RJ45. ix Industrial jest znacznie bardziej kompaktowy, ale jednocześnie znacznie solidniejszy i znacznie lepiej ekranowany, zapewniając w ten sposób doskonałą integralność sygnału. Ponadto firma HARTING wspiera demonstratora przełącznikami niezarządzalnymi, które są w pełni odpowiednie dla niezawodnej dystrybucji energii oraz dostarczania danych jej dotyczących. Co więcej, firma HARTING ma przyjemność przedstawić te istotne projekty na scenie podczas SPS 2023, aby ukazać kluczowe znaczenie tematów i zagadnień związanych ze zrównoważonym eko-rozwojem i zarządzaniem energią.