Energy monitor

L’azienda

Tenaris Dalmine – sede operativa di Tenaris in Italia – è il primo produttore italiano di tubi di acciaio senza saldatura per l’industria energetica, automobilistica e meccanica, con una capacità produttiva annua di 950.000 tonnellate di prodotti finiti, oltre 3.000 dipendenti e 5 stabilimenti in Italia.

Le esigenze

Tenaris Dalmine ha deciso di installare un nuovo sistema di monitoraggio dell’energia con lo scopo preminente di dotarsi di uno strumento in grado di fornire indicazioni precise per l’ottimizzazione del consumo all’interno di una struttura distributiva complessa e un’organizzazione stratificata.
Le principali esigenze manifestate riguardavano l’affidabilità del sistema sia in termini di qualità dei dati raccolti dai singoli contatori sia in termini di analisi delle reti in modo da evidenziare eventuali incongruenze nella rete distributiva.
Un secondo requirement riguardava la completa integrazione degli strumenti di gestione e analisi del sistema di monitoraggio energetico con le applicazioni di datawarehousing web utilizzate da Tenaris Dalmine per il controllo dei processi industriali.
La principali criticità che si sono evidenziate durante lo sviluppo del progetto sono state la necessità di avere un’elevata affidabilità dei dati dei contatori – anche in condizione di manutenzione o malfunzionamento delle reti informatiche – e la forte integrazione con l’ambiente Mes per la gestione della produzione di Tenaris Dalmine con lo scopo di correlare le informazioni energetiche alle informazioni produttive.

La soluzione

Nella fase preliminare del progetto SET ha contribuito alla definizione delle specifiche del sistema, in particolar modo per quanto riguarda la scelta delle modalità di acquisizione delle informazioni di consumo; sono state scelte due soluzioni tra di loro integrative:

• per quanto riguarda i contatori principali delle cabine di distribuzione dell’energia elettrica (ove è richiesta un’elevata accuratezza della misura) si è scelto di utilizzare contatori intelligenti Schneider in grado di mantenere le informazioni storiche per un periodo di oltre un mese e di comunicare in rete Ethernet;
• per quanto riguarda i rimanenti contatori di energia elettrica e i contatori delle altre energie e utilities si è scelto di utilizzare contatori impulsivi collegati a PLC Siemens dotati di un programma in grado di mantenere le informazioni di conteggio per un periodo di una settimana.

L’acquisizione delle misure energetiche
Per quanto riguarda l’acquisizione dei consumi si è optato per una struttura software distribuita e completamente configurabile nella quale è possibile definire i nodi di rete (PLC, concentratori Schneider) preposti all’acquisizione e all’interno di questi i singoli contatori; il software di acquisizione su PLC è stato strutturato in modo completamente modulare in modo che le modifiche alla configurazione richiedano un minimo intervento sul sistema di acquisizione. Il sistema di acquisizione è stato corredato di funzioni avanzate di diagnostica in modo da evidenziare immediatamente eventuali problemi di acquisizione e da avvertire mediante e-mail gli addetti alla manutenzione e alla gestione del sistema.

Elaborazione e monitoraggio
I dati acquisiti sono sottoposti a un processo di elaborazione che li contestualizza nell’architettura della rete distributiva nella quale ogni singolo contatore è inserito. L’utilizzo di contatori virtuali (somma, alias, quadratura, combinazione, offset, …) ha consentito la completa descrizione degli alberi e dei grafi di distribuzione consentendo funzioni di controllo della rete decisamente sofisticate. In particolare il controllo dell’indistribuito (definito come differenza tra il consumo di un livello di rete e il contatore generale a cui il livello fa riferimento) si è rilevato un elemento fondamentale per il controllo dell’affidabilità del sistema evidenziando errori nella configurazione dei contatori e possibili perdite sulla rete distributiva.

Analisi e datawarehousing energetico
L’ambiente di analisi dei consumi su intranet aziendale è stato strutturato su un insieme di report organizzati per tipo di energia e in grado di fornire informazioni di carattere multiforme:

• analisi dei singoli contatori reali o di contatori virtuali che rappresentano reparti e aree di impianto, studio dell’andamento nel tempo, diagnostica di acquisizione e possibilità di gestire eventuali lacune di acquisizione;
• analisi delle reti per evidenziare i rami in cui le informazioni non sono coerenti;
• analisi del consumo e dell’efficienza energetica di macchine specifiche, particolarmente rilevanti per gli aspetti energetici (forni, laminatoi);
• analisi di trasformazione dell’energia (produzione di forme di energia secondaria – aria compressa, vapore – impiegando energie primarie);
  analisi dei costi industriali; ripartizione dei valori dei singoli contatori su uno più centri di costo in modo da ottenere informazioni puntuali sui consumi e sulla modalità di composizione dei costi per i differenti centri;
• strumenti di analisi comparativa per il confronto di periodi temporali differenti e per la definizione del forecast di consumo per periodi futuri;
• strumenti di correlazione dei consumi con le commesse produttive, strumenti di analisi dei consumi specifici per tonnellata di acciaio prodotta;
• strumenti di analisi per la formulazione di ipotesi di conduzione degli impianti che siano conformi ai limiti contrattuali di consumo stipulati con i differenti fornitori di energia.

I benefici

• incremento dell’affidabilità delle informazioni acquisite grazie agli strumenti di comparazione delle reti e alla diagnostica;
• miglioramento della manutenibilità del sistema grazie all’utilizzo di dispositivi standard (PLC) per l’acquisizione dei consumi;
• ottimizzazione dei consumi (in particolar modo di metano) grazie agli strumenti di analisi che hanno evidenziato possibili modalità differenti di conduzione degli impianti.