OPTYMALNE ZUŻYCIE ENERGII W SYSTEMACH INTRALOGISTYCZNYCH

Transportery, windy, sortery – to elementy, bez których żaden współczesny magazyn czy centrum logistyczne nie może istnieć. Wszystkie te urządzenia trzeba skutecznie zasilić, właściwie zabezpieczyć od strony elektrycznej, mierzyć ich pobór energii oraz niezawodnie sterować z nadrzędnego systemu. Aparatura elektryczna to warstwa automatyki magazynowej pozornie mało zaawansowana, ale niezwykle istotna. Zapraszamy do zapoznania się z artykułem opisującym, jakie urządzenia rozdziału energii warto stosować w układach intralogistycznych.

Przenośnik, transporter – jaki układ rozruchowy dobrać?

Układy transportowe niejednokrotnie wykonują dziesiątki, a nawet setki cykli start-stop w ciągu każdej godziny pracy. Wykorzystanie do ich rozruchu standardowych styczników elektromechanicznych wiąże się z koniecznością częstego wymieniania tych elementów ze względu na zużycie mechaniczne, co z kolei prowadzi do licznych przestojów serwisowych. Ponadto częsta wymiana styczników to dodatkowy koszt związany z pracami serwisowymi i koniecznością zakupu nowych urządzeń. Odpowiedzią na to ograniczenie jest układ rozruchowy wykonany w technologii hybrydowej, co oznacza, że elementami łączeniowymi są półprzewodniki, które przystosowane są do pracy w cyklu załącz-wyłącz, dzięki czemu ich żywotność łączeniowa jest właściwie nieograniczona. Tego typu układem jest SIRIUS 3RM1, który idealnie nadaje się do sterowania silników napędzających transportery. Ponadto SIRIUS 3RM1 ma bardzo małe gabaryty (22,5 mm szerokości również w wykonaniu nawrotnym), co dodatkowo pozwala zmniejszyć ilość wymaganego miejsca w szafie sterowniczej nawet do 75% w porównaniu do klasycznych układów rozruchowych wykorzystujących styczniki elektromechaniczne.

Układem rozruchowym, który dodatkowo daje możliwość stałego kontrolowania parametrów pracy silnika, jest układ rozruchowy montowany jako moduł wyspy sygnałowej ET200SP. Dzięki ET200SP Motor Starter parametry takie jak stały pomiar prądu czy jednoznaczna informacja o wyzwolonym zabezpieczeniu (zwarcie, przeciążenie), dostępne są bezpośrednio w nadrzędnym sterowniku PLC, co bardzo ułatwia pracę służbom utrzymania ruchu, a w konsekwencji skraca czas przestoju danego transportera.

Alternatywą do opisanych powyżej układów jest układ rozruchowy SIRIUS M200D, który może być montowany bezpośrednio przy silniku, gdyż posiada obudowę o stopniu ochrony IP65.

M200D w pełni zabezpiecza silnik oraz daje możliwość zdalnego sterowania z nadrzędnego systemu automatyki poprzez sieć PROFINET czy AS-i. Lokalne sterowanie jest dostępne bezpośrednio z zabudowanych przycisków, co jest bardzo pomocne w przypadku, gdy dojdzie do mechanicznego zablokowania transportera lub będzie konieczne ręczne wycofanie transportowanego materiału. Zabudowany wyłącznik serwisowy oraz dostępna opcja łagodnego rozruchu to kolejne cechy niezwykle przydatne w rozbudowanych układach transportowych.

AS-i – alternatywa czy uzupełnienie sieci PROFINET?

System AS-i ze względu na swoje charakterystyczne cechy idealnie nadaje się do łączenia urządzeń w rozległych halach magazynowych. W warstwie fizycznej AS-i bazuje na dwużyłowym płaskim przewodzie, który jest odpowiedzialny za transmisję danych, jak również za doprowadzenie zasilania do poszczególnych urządzeń, co radykalnie zmniejsza ilość wymaganych przewodów oraz skraca czas montażu takiej instalacji. Samo dołączanie urządzeń do sieci jest również niezwykle szybkie i nie wymaga narzędzi, co przekłada się na dodatkowe oszczędności podczas instalacji urządzeń. Sieć AS-i może być łączona w topologii linii, gwiazdy czy drzewa, co sprawdza się idealnie jako uzupełnienie sieci PROFINET. Podczas, gdy PROFINET stanowi podstawową sieć komunikacyjną magazynu, AS-i służy do łączenia urządzeń, takich jak układy rozruchowe, przekształtniki częstotliwości, czujniki, przyciski i wyłączniki bezpieczeństwa (AS-i wspiera również wymianę sygnałów wykorzystywanych w układach bezpieczeństwa, tzw. ASisafe). AS-i jest szczególnie chętnie wykorzystywana w systemach BHS (Baggage Handling System).

Korzyści z danych

Silniki elektryczne wykorzystywane w systemach transportowych są głównymi odbiornikami energii elektrycznej w zautomatyzowanych magazynach, nie można jednak zapominać o pozostałych komponentach systemów automatyki, elementach systemów kontroli atmosfery (w zakresie temperatury czy stężenia tlenu), oświetleniu w halach itd. Dokładna znajomość zapotrzebowania na pobieraną z zakładu energetycznego ilość energii jest kluczowa aby utrzymać koszty zakupu energii na stałym, niskim i przewidywalnym poziomie. Ciężko jest prognozować przyszłe zużycie energii, nie znając dotychczasowego zapotrzebowania magazynu oraz trendów, jakie występowały w przeszłości. Jeśli magazyn zostanie wyposażony w odpowiednie urządzenia pomiarowe, to możliwe jest mierzenie pobieranej mocy, a następnie archiwizowanie i analizowanie tych informacji w nadrzędnym systemie, co z kolei pozwala prognozować potencjalne przekroczenie zakontraktowanej mocy w danym horyzoncie czasowym. Prognozowanie pozwala optymalizować zapotrzebowanie na energię elektryczną w powtarzających się okresach czasu. Tym samym można unikać kar za przekroczenie mocy umownej.

Analizatory sieci z mogą przesyłać zebrane informacje dzięki różnego typu protokołom komunikacyjnym, takim jak Modbus TCP/IP, PROFINET, PROFIBUS czy Modbus RTU, co pozwala z łatwością łączyć je z wieloma systemami zarządzania energią czy też systemem wizualizacji całego zakładu. Analizy takie mogą również przynieść wymierne rezultaty, jeśli porównujemy między sobą dwa, trzy podobne zakłady, dążąc do optymalizacji zużycia energii całego przedsiębiorstwa i zmniejszenia w rezultacie jego śladu węglowego. Dokładna analiza w czasie zapotrzebowania na energię elektryczną poszczególnych części zautomatyzowanego magazynu pozwala zauważyć na wczesnym etapie potencjalne problemy techniczne, które bardzo często objawiają się wzrostem zapotrzebowania na energię elektryczną, np. zatkane filtry w systemie wentylacji czy problemy mechaniczne z przenośnikami w systemach transportowych.

Jakie narzędzie wykorzystać do zarządzania energią?

Chmura to słowo, które w ostatnim czasie nabrało nowego znaczenia. Aktualnie każdy z nas korzysta z jakiegoś rodzaju chmury w swoim życiu zawodowym czy prywatnym – przechowywanie danych, dostęp do poczty czy dokumentów nie odbywa się już na tradycyjnym twardym dysku. Podobnie wygląda sytuacja w przypadku zarządzania energią magazynu. Wykorzystywany jest tu zdalny system, urządzenie Gateway IoT wraz z routerem internetowym umieszone w szafie rozdzielczej jako baza do zbierania danych z poszczególnych urządzeń pomiarowych. Gateway zbiera dane i wysyła je na serwer w chmurze, do którego mamy dostęp poprzez dowolną przeglądarkę internetową.

Dzięki tej funkcjonalności możliwe jest zlokalizowanie najbardziej energochłonnych elementów sieci elektroenergetycznej. Aplikacja może być skonfigurowana tak, aby wysyłać powiadomienia m.in. o wyzwoleniu wyłącznika i nadmiernym poborze mocy. Powiadomienia są wysyłane do użytkownika w formie web-push lub email. Dodatkowo aplikacja wykorzystuje dane diagnostyczne z wyłączników 3VA i w przejrzysty sposób informuje użytkownika o stanie technicznym urządzeń i ewentualnych potrzebach konserwacyjnych.

Witold Zygmunt