Il concetto di gestione energetica riduce l'impiego di energia e i costi di produzione

Panoramica

Efficienza energetica e relativi costi  

Rilevamento e analisi dei dati, incremento dell'efficienza energetica

  • Produzione sostenibile grazie all'utilizzo ottimizzato delle risorse e dell'energia.
  • Secondo la Legge Tedesca sui Servizi Energetici e altre Misure di Efficienza Energetica (EDL-G) le aziende che non corrispondono alla definizione di Piccole e Medie Imprese (PMI) devono individuare e identificare il loro consumo di energia almeno per il 90% ed implementare un efficace sistema di gestione dell'energia e dei carichi.

Applicazione

I sistemi ciberfisici rilevano il fabbisogno di energia e risorse  

I sistemi ciberfisici rilevano i fabbisogni

Elemento centrale di Industry 4.0 è lo sviluppo e l'organizzazione di processi di produzione autocontrollati mediante sistemi ciberfisici (Cyber-Physical Systems o CPS). I CPS sono provvisti di sensori in grado di rilevare i valori di stato dell'applicazione.

Se la struttura dei sensori viene ampliata con i valori di misurazione dell'energia, si realizza il primo passo verso il rilevamento dei dati energetici. Partendo dal presupposto che un prodotto intelligente viene descritto come articolo digitale, i parametri energetici del prodotto stesso potranno in futuro rientrare in questa descrizione. Si potrà così valutare il fabbisogno di risorse durante l'intero ciclo di vita di un prodotto. Inoltre, l'analisi dei dati universalmente disponibili permette di effettuare valutazioni e fornire consigli in merito a una produzione ottimizzata dal punto di vista dell'utilizzo delle risorse.

Soluzione

Diagramma dello stato operativo per sistemi ciberfisici a efficienza energetica  

Sistemi ciberfisici a efficienza energetica

Nelle soluzioni Industry 4.0 ogni stazione di lavorazione autonoma è dotata generalmente di un PLC per la gestione delle funzioni locali. Il sistema di controllo sovraordinato rileva il grado di sfruttamento dell'impianto e lo stato di avanzamento della lavorazione della variante in produzione.

Un concetto di gestione energetica può in questo caso ridurre il consumo di energia e i costi di produzione senza limitare la produttività. A tale scopo deve essere determinata una strategia di accensione e spegnimento mediante la quale le stazioni di lavorazione del CPS possono collocarsi, all'occorrenza, nello stato energetico ottimale. Il sistema di controllo monitora le stazioni attive e può leggere la descrizione delle loro caratteristiche.

Oltre ai dati necessari per scegliere la strategia di accensione e spegnimento, sono determinanti anche gli stati di esercizio commutabili e il rispettivo livello energetico, le condizioni di transizione e i tempi così come l'interdipendenza delle singole parti e dei singoli componenti dell'impianto.

Il nucleo del concetto di gestione energetica è costituito dalla selezione delle strategie di accensione e spegnimento sulla base delle fasi di produzione necessarie per i componenti o per la variante. I dati necessari vengono reperiti da una descrizione digitale universale, ovvero dall’articolo digitale. La sfida consiste nel riavvio automatico e tempestivo di una stazione di lavorazione spenta in modo tale che sia pronta nel momento pianificato.

Conclusione

L'implementazione di un progetto di Industry 4.0 significa non solo una progettazione integrata, ma anche una comunicazione ininterrotta. È inoltre richiesta una gestione efficace e vantaggiosa delle risorse disponibili.

In questo contesto i parametri energetici possono essere integrati in una descrizione digitale universale, ovvero l’articolo digitale, per poter valutare il fabbisogno di risorse. Un adeguato concetto di gestione energetica può determinare le strategie di accensione e spegnimento in modo tale che le singole stazioni di lavorazione possano passare allo stato energetico ottimale.

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