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Extrait du catalogue EnergyMaster : suivi d'énergie en temps réel

EnergyMaster : La surveillance de la consommation d’énergie dans la plasturgie Le renchérissement du gaz et de l’électricité a pour effet une hausse importante du poste énergie dans le coût final du produit. L’énergie est effectivement le troisième coût variable après la matière plastique et la main d’œuvre et représente environ 3 à 5 % du chiffre d’affaires. Aujourd’hui, il ne suffit plus d’optimiser la productivité et la qualité. L’optimisation de la consommation d’énergie est devenue une tache importante pour les transformateurs de plastique. Une consommation d’énergie incontrôlée peut facilement rendre la production improfitable. Avec le prix d’énergie en hausse et les exigences sur l’émission de CO2 plus sévères que jamais, la maîtrise de l’énergie est devenue un critère de succès important de l’entreprise. Dans ce but, BMS-BarcoVision a développé EnergyMaster, un système de supervision de la consommation d’énergie. EnergyMaster est un outil de diagnostic qui mesure la consommation en temps réel et qui a pour but de comprendre la consommation énergétique de l’entreprise. EnergyMaster peut être installé séparément ou rajouté au système PlantMaster. Basé sur le principe de la surveillance et l’instrumentation de la consommation énergétique, EnergyMaster permet de collecter, d’interpréter et d’établir des rapports sur les usages en matière de consommation énergétique. Ensuite l’utilisateur peut se fixer des objectifs réalistes avec les priorités d’optimisations. L’intégration de ces données énergétiques avec les données venant des autres modules PlantMaster comme la planification, le suivi de production et le contrôle de la qualité, permet de comprendre la relation entre la consommation d’énergie et la production des produits. Quels sont les objectifs fixés avec EnergyMaster? La surveillance en temps réel des consommations énergétiques vous donne des réponses sur les questions suivantes: • • • • • • Où, quand et pourquoi utilisez-vous de l’énergie? Comment êtes-vous positionnez par rapport aux autres? Qui sont les grands consommateurs? Quelle est la cause des pics de consommation? Quel est notre facteur de puissance? Que sont les fluctuations de la consommation dans le temps? • Quel est la consommation par OF, par produit ou par kg matière? • Quelle est la charge de base? Des alertes automatiques par e-mail ou texto, sur des consommations élevées, permettent une réaction rapide et des économies immédiates. En plus, l’introduction de la supervision de l’énergie va responsabiliser tous les employés de l’entreprise. Ainsi, EnergyMaster est l’outil parfait pour la réalisation des objectifs sur l’efficacité énergétique. La mesure de la consommation d’énergie La mesure de la consommation nécessite l’installation de compteurs. Dans certains départements il est possible de les installer directement dans les armoires électriques de distribution afin de collecter les consommations énergétiques d’un groupe de machines, mais si on veut suivre la consommation de façon plus détaillée, il faut installer un compteur sur chaque machine. Des compteurs simples permettent la mesure d’électricité active. De façon concrète, ces compteurs transforment la consommation d’électricité dans des pulsations qui sont comptées par le terminal de BarcoVision (Data Unit) et transférées vers le système EnergyMaster en temps réel (de la même façon que les arrêts, la production et les paramètres de processus sont transférés dans PlantMaster). Dans la plupart des cas, ces terminaux Data Units sont déjà en place sur la machine pour le module “supervision de production” du système PlantMaster. Dans ce cas-là, le réseau existant du PlantMaster peut être utilisé pour la mesure de la consommation de l’énergie. Vu que dans la plasturgie, entre 60 et 75% de l’énergie est consommée par les machines de production, il est fortement conseillé d’équiper chaque machine avec son propre compteur. Les systèmes de comptage groupés sont souvent installés pour la mesure de la consommation d’utilitaires comme les compresseurs d’air comprimé, les sécheurs ou les refroidisseurs. Fig. 1: Le concept d’EnergyMaster Clients: production, entretien, management, … LAN de l'entreprise Commutateur réseau Serveur EnergyMaster WDL-Server Département de production Machines Utilités Data Units Data Unit WDL-Server Mètres d'énergie par machine Compresseurs, refroidisseurs, éclairage, chauffage, … RS485/Modbus Mètres d'énergie (électricité, eau, air comprimé, gaz, …) EnergyMaster: mesurer la consommation Par machine Data Unit Connexion sans fil vers le WDL serveur 3x N L1 L2 L3 F1 S1 S2 F2 S1 Compteur d’électricité F3 S1 S2 ATv2 1 12 14 Connexion avec les machines S2 2 N L1 L2 L3 S1 S2 S1 S2 S1 S2 Compteur d’eau Compteur d’air comprimé Par départment Data Unit Connexion sans fil vers le serveur d’EnergyMaster 3x Compteur d’électricité F1 S1 S2 F2 S1 S2 F3 S1 1 2 S2 3 LIYCY-CY 0V - + V1 V2 V3 VN RS485 RS485/Modbus Gestion d’énergie simple - Energie active (kWh) 3 Jusqu'à 31 mètres (électricité, vapeur, eau, air comprimé, …) S1 S2 S1 S2 S1 S2 I1 I2 I3 N L1 L2 L3 Gestion d’énergie avancée - Puissance active (kW) - Puissance apparente (kVA) - Puissance réactive (kVAr) - Facteur de puissance - Courant de phase (mA) - Courant neutre (mA) - Phase voltage (V) - Fréquence (Hz) - Energie active (kWh) - Energie apparente (kVAh) - Energie réactive (kVArh) - Durée (heures) Fig. 2: Le Data Unit peut être étendu avec un compteur d’électricité. Les données de production et qualité sont transférées avec la consommation d’électricité vers le système BarcoVision MES. Analyse EnergyMaster offre des rapports prédéfinis comme suit: Rapports historiques Analyse de compteurs Ces rapports montrent la consommation de l’énergie par machine, type de machine, produit, département/atelier, site et ceci sur une période plus longue. Ils permettent l’évaluation du composant d’énergie dans le coût de chaque produit. La consommation reste t’elle constante pendant la production d’un certain produit ou y a t’il des grandes fluctuations nécessitant plus d’investigation? Ces graphiques présentent les données mesurées par les compteurs dans le temps. Ils sont surtout intéressants pour le suivi de la consommation d’énergie par machine, département/atelier ou site et permettent très facilement de découvrir les consommations de pointe, d’éliminer les consommations anormales et d’évaluer par exemple si la suppression d’équipes de nuit ou de weekend est justifiée au regard de la surconsommation par produit ou kg de matière. Rapports de consommateurs Ces graphiques présentent la consommation d’un type d’énergie ou d’une certaine utilité par département, atelier ou machine. Ces rapports permettent l’identification rapide des grands consommateurs d’un certain type d’énergie. Fig. 3: Rapport de compteur principal du site. Le graphique montre la consommation de l’électricité (puissance active) et le facteur de puissance en intervalles de 15 minutes. Le weekend, la consommation baisse et le facteur de puissance s’améliore car il y a moins de machines en production. Le facteur de puissance reste toujours plus haut que 0,9 ce qui indique une situation acceptable. Le graphique est souvent utilisé pour contrôler le fonctionnement des batteries de condensateurs. Analyse standard de suivi d’énergie Beaucoup de pays ont standardisé l’analyse de la consommation de l’énergie. Au Royaume Uni par exemple, les entreprises perçoivent même des subventions gouvernementales pour l’investissement dans des logiciels qui incluent ces rapports prédéfinis par l’industrie. Evidemment, le module de rapportage d’EnergyMaster inclus également ces rapports comme le graphique CES (Consommation d’Energie Spécifique), le graphique LCP (Ligne de Caractéristique de Performance) et le graphique SOCUM. Graphique de Caractéristique de Performance (LCP) La ligne de caractéristique de performance (LCP) est le résultat d’une analyse de régression entre la consommation d’énergie et la quantité produite, comme enregistré par le module « suivi de production » de PlantMaster. Dans l’industrie plastique, le LCP est concrètement exprimé en kWh par kg de matière plastique. On peut analyser le graphique LCP pour une machine, un groupe des machines, un département ou le site complet et ceci pour tout type d’énergie suivi par le système EnergyMaster. Basé sur l’analyse de régression, le graphique de caractéristique de performance peut nous donner la charge de base (consommation pendant l’arrêt de la production). Le coefficient angulaire du LCP correspond à la quantité d’énergie nécessaire pour la production d’un kg de matière. Le LCP peut également être utilisé pour le calcul de besoin d’énergie basé sur les quantités de production budgétées. Fig. 4: Ligne de Caractéristique de Performance (LCP) pour un site d’injection avec une charge de base de 152 MWh/mois et une consommation de transformation de 1,5 kW par kg matière plastique. Dans l’extrusion par contre, la consommation de transformation équivaut à moins de la moitié que celle observée dans l’injection.

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