SIMATIC WinCC / PCS 7
Powerrate V3
Introduzione all’ Energy Management
Descrizione di WinCC / PCS 7 Powerrate
Benefici per il cliente
Il contesto: Clima, energia, eco-sostenibilità
Diminuzione del petrolio
Riscaldamento del pianeta
Costi crescenti dell’energia
Costi delle emissioni
Ottimizzazione dei consumi energetici, razionalizzazione delle risorse naturali per
ridurre i costi e preservare l’ambiente (3C – Combattere il Cambiamento Climatico)
Nov. 2009
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Industry Sector
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Energy Management System
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Industry Sector
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I trend storici dei dati energetici realizzati grazie ai sistemi di Energy
Management forniscono le risposte a cosa, quando, dove, e quanto
Analizzare i carichi
Trovare le anomalie
Curve giornaliere di carico
kW
500
450
400
350
300
250
20
0
150
100
50
%
0
00:00
Curve settimanali di carico
Massima energia
04:00
08:00
12:00
16:00
20:00
24:00
Ottimizzare la domanda
Curve di carico annuali
Identificare le inefficienze
es. Compressore
Motore tradizionale
kW
350
300
?
250
200
150
100
50
Motore in classe A
0
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Efficienza Energetica …
… grazie ad un sistema di energy management esteso a tutto l’impianto
>=110kV
Analisi
e
Media-tensione
Controllo
PCS 7/WinCC
powerrate
SIMATIC
PLC
Bassatensione
Misure
e
Grafici
SENTRON
PAC 3200
SENTRON
PAC 4200
Benefici per il cliente:
§ Riduzione dei costi di energia fino al 20%.
§ Utilizzo di una tecnologia comune sia al controllo di processo che al Energy Management (Totally
Integrated Automation).
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Energy Management System
Nuovo approccio sistemistico standardizzato
Soluzioni personalizzate
Soluzione di Sistema
SCADA +
energy management
Software
specifico,
custom
Strumenti di misura
I sistemi moderni sono basati su componenti standard.
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Energy Management System –
Trasparenza nella lettura e nella valutazione dei dati
Profibus DP
Industrial Ethernet
Il sistema è in grado di gestire la lettura continua dei dati in diversi punti dell’impianto
per facilitare le valutazioni dei consumi totali e delle singole apparecchiature.
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Energy Management System –
Espandibilità dalla misura locale alla supervisione integrata
Misure di base
(SENTRON PAC)
Post-elaborazioni ed ottimizzazioni con
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Gli strumenti di misura sono facilmente integrabili in step successivi
nel sistema di supervisione e controllo WinCC/PCS7 per analisi ed
ottimizzazioni dei consumi.
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Energy Management System –
Non solo per i consumi elettrici, ma anche per acqua e gas.
Profibus DP
Industrial Ethernet
Water
supply
Elettricità
Cold
water
Aria
compressa
Aria
compressa
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Riassumendo, le principali esigenze sono:
- Trasparenza dei consumi
- Ottimizzazione dei costi di energia
- Supporto alla formulazione del budget di spesa per l‘energia
- Integrazione dei dati in sistemi di livello superiore (SCADA, IT)
Energy Management System
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SIMATIC WinCC / PCS 7
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Introduzione all’Energy Management
Descrizione di WinCC / PCS 7 Powerrate
Benefici per il cliente
Energy Management Add-On
SIMATIC WinCC powerrate / SIMATIC PCS 7 powerrate
§ Add-on per PCS 7 e WinCC integrato in Step 7
§ Diverse modalità di acquisizione dati di energia
§ Integrazione multimetri SENTRON PAC3200/4200
§ Archiviazione dati nel database standard di WinCC/PCS 7
§ Monitoraggio della potenza impegnata ed intervento preventivo sui carichi
§ Comando degli interruttori tramite ingressi ed uscite digitali
§ Allocazione dei consumi e dei costi per centri di costo e per Batch
§ Reports basati su Excel
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SIMATIC PCS 7 / WinCC powerrate
Per misurare i consumi di qualsiasi mezzo fisico
Acquisizione di diversi tipi di consumi.
Elettricità Gas
Acqua
Funzioni comuni di:
§
Archiviazione
standard in WinCC
§
Documentazione in
Excel o SIMATIC IT
§
Visualizzazione tramite
faceplates
Vapore
Aria
Compressa
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Acqua di
scarico
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Acqua
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Architettura del sistema
PCS 7 / WinCC powerrate
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Flusso dei dati: lettura, elaborazione, archiviazione
Elaborazione
nel PLC S7
§ Impulsi pesati di
energia
§ Contatori
(digitali /
analogici)
§ Algoritmo di
calcolo
Impulso di
sincronizzazione
Stato degli
interruttori di
sicurezza via DI
Stacco / Riattacco
carichi basato sulle
priorità
<
Archiviazione potenza media
richiesta ed energia spesa
per un periodo di riferimento
$ Calcolo valori di potenza ed
energia istantanei
$ Stima lineare della potenza
media alla fine del periodo di
riferimento
• Gestione dei carichi con
stacco/riattacco carichi in
funzione del limite impostato
• Calcolo dei consumi per
Batch
• Monitoraggio
PAC3200/PAC4200
• Gestione degli interruttori
$
Reports
< PLC S7 buffer
Comando degli
interruttori di
sicurezza via DO
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Visualizzazione
Archiviazione
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Database
SQL
WinCC
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Componenti software
Powerrate Faceplates
Powerrate FB per PLC S7
Powerrate Reports
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Funzionalità distribuite su vari livelli, dagli strumenti all’utente
Curve dei
carichi
Messaggi
Configurazione
Attivazione
Reports
Reports
(per centri di costo)
Archiviazione dati
Esportazione
Database PCS 7 / WinCC
Visualizzazione
PAC 3200/4200
Stacco/Riattacco
dei carichi
basato sulle priorità
Buffer dei valori
di energia e potenza
Calcolo dei valori
di energia
per periodo
Visualizzazione
valori attuali
Calcolo dei valori
di potenza richiesta
per periodo
Normalizzazione delle misure
(es. “peso“ di un impulso)
Gestione
dei carichi
Livello
Monitoraggio e
Controllo
Gestione
interruttori
di sicurezza
Integrazione di
PAC3200;
PAC4200;
Circuit breakers
Monitoraggio delle
soglie di potenza
Calcolo dei consumi
per prodotto (Batch)
Calcolo dei Trend
Comunicazione
PLC-PLC
Livello
Elaborazione
Impulsi di potenza istantanea / valori di energia / valori di potenza media
Legenda
Blocchi S7
powerrate
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Faceplates
powerrate
Reports
powerrate
Componente
PCS 7 / WinCC
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Livello acquisizione
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Overview Funzionalità
Rappresentazione dei dati
Faceplates per la visualizzazione ed il trattamento dei valori letti
§ Visualizzazione dei valori di energia e potenza:
§ per il periodo precedente
§ valori istantanei
§ previsione per la fine del periodo in corso
§ Faceplate dedicato per monitoraggio PAC3200/PAC4200
§ Faceplate dedicato per monitoraggio e comando remoto di
interruttori
§ Trend e tabelle dei dati archiviati
§ Possibilità di inserire manualmente i
valori di misura di dispositivi non
collegati
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Overview Funzionalità
Gestione dei carichi – Finalità e funzionamento
Finalità:
§ Monitorare costantemente il carico complessivo
§ Intervenire in anticipo per evitare il superamento della potenza impegnata
Funzionamento:
1. Calcolo preventivo: previsione del fabbisogno di potenza richiesta per la fine del
periodo corrente basata sui valori dei consumi istantanei.
2. Confronto: tra il calcolo di potenza richiesta prevista e la potenza impegnata
3. Reazione: dipendente dal risultato del confronto:
§ Nessuna reazione
§ Alcune utenze vengono sganciate in base ad una lista di priorità predefinita (max.
100 carichi)
§ Alcune utenze vengono riallacciate in base alla lista di priorità (a partire dalle ultime
sganciate)
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Overview Funzionalità
Gestione dei carichi – Monitoraggio dei dati attuali e dei limiti
§ Misura della potenza attuale
§ Indicazione del limite massimo di energia
ed allarmi relativi
§ Stima automatica della potenza media richiesta
nel periodo di riferimento (trend)
§ Trend on-line dei consumi riferiti al limite
impostato
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Overview Funzionalità
Gestione dei carichi – Priorità e parametrizzazione carichi
§Definizione di una tabella di priorità di stacco/riattacco dei carichi (WinCC User Archive)
§Rotazione dei carichi con uguale priorità (rolling)
§Tempi minimi e massimi di stacco/riattacco carico
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Overview Funzionalità
Gestione dei carichi – Priorità e parametrizzazione carichi
§Definizione di un tempo di soppressione gestione
carichi
§ Visualizzazione dello stato attuale e possibilità di
stacco manuale da faceplate
§ Possibilità di definire un’isteresi del valore di
potenza per evitare lo stacco a causa di spunti
all’avvio.
§ Definizione di tariffe differenziate (giorno, notte,
vacanze)
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Overview Funzionalità
Integrazione di multimetri SENTRON PAC3200 e PAC4200
Integrazione di PAC3200/PAC4200 via DPV1
con valori di misura predefiniti (basic type 1 & basic type 2)
§ Visualizzazione on-line di 3 valori definiti
da utente oltre quelli di basic type 1 & 2
§ Visualizzazione opzionale dell’energia attiva
BASIC TYPE 1
Digital status information
Current L1
Current L2
Current L3
Collective active power
BASIC TYPE 2
Voltage L1-L2
Voltage L2-L3
Voltage L3-L1
Active Energy Import Tariff 1
Power factor total
§ Generazione di messaggi basati sui
valori misurati:
§ Corrente troppo alta
§ Tensione troppo alta
§ Frequenza di impulso troppo alta
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Overview Funzionalità
Integrazione e monitoraggio degli interruttori di sicurezza
Integrazione degli interruttori via DI/DO
§ Visualizzazione dello stato
§ On
§ Off/In blocco
§ Estratto (per interruttori estraibili)
§ Indefinito
§ Possibilità di comando degli interruttori
da remoto tramite faceplate, basato sui
privilegi utente e con conferma del
comando.
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Overview Funzionalità
Esportazione dati e Reports
Reports basati su Excel generati tramite wizard guidati
§ Esportazione dei dati archiviati ad Excel
§ Reports con centri di costo, consumi per
batch, curve
§ Possibilità di configurare reports personali
§ Possibilità di utilizzare formule nei reports
§ Schedulazione automatica o manuale
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Generazione di Report con consuntivo consumi per Batch
§ Raggruppamento per tipologia di consumo (elettricità, acqua, gas...)
§ Indicazione di inizio/fine
batch
§ Archiviazione dati batch
in WinCC User Archive
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SIMATIC PCS 7 / WinCC powerrate
Licenze
§ Licenza di ingegneria e monitoraggio per un PC
per un solo OS e per qualsiasi numero di PLC S7
§ Licenza Trial
Licenza completa limitata a 30 giorni
Licenza
Powerrate
Licenza
Powerrate
Licenza
Powerrate
N.B. Allo scadere dei 30 giorni della licenza Trial i dati non sono più visualizzati nei faceplate,
non è più possibile creare reports ma i dati continuano ad essere acquisiti ed archiviati.
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SIMATIC PCS 7 / WinCC powerrate
Requisiti e limitazioni della V3
§ REQUISITI:
§ WinCC V6.2 SP2, V7.0 SP1 integrato in Step 7
§ Installazione di “AS-Os Engineering” e “BASIC process Control” in WinCC
§ MS Excel 2003, MS Excel 2007
§ SIMATIC S7-317 o superiore, S7-414-2 o superiore
§ Pacchetto “WinCC User Archive” per la gestione dei carichi e l’archiviazione
dei dati per Batch
§ Pacchetto “WinCC Connectivity Pack” per accedere ai dati e configurare
i reports da PC esterno senza installazione di WinCC
§ LIMITAZIONI:
§ Powerrate non è ancora rilasciato per l’utilizzo con WinCC WebNavigator,
WinCC Redundancy, WinCC ASIA e WinAC.
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Powerrate V3
Introduzione al Power Management
Descrizione di WinCC / PCS 7 Powerrate
Benefici per il cliente
Energy Management System WinCC / PCS 7 Powerrate
Benefici per il cliente
§ Sistema di gestione energetica integrato in WinCC / PCS 7
§ Totale trasparenza dei dati relativi ai consumi
§ Supporto decisionale per l’Energy Manager
§ Acquisizione, archiviazione ed analisi dei consumi delle diverse utilities
(elettricità, gas, acqua)
§ Calcolo dei consumi per Batch
§ Ripartizione dei consumi per centri di costo
§ Reports automatici / manuali
§ Disponibilità dei dati per applicazioni e database esterni tramite funzioni ed
add-on di WinCC (OPC, ConnectivityPack, Industrial Data Bridge)
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Grazie!
SIMATIC WinCC /
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Name: Domenico Leonetti
Department: I IA AS HMI
Telephone: +39 02 24362884
E-mail: [email protected]