EFFICIENZA ENERGETICA NELLE FABBRICHE INTELLIGENTI: UN MODO EFFICACE PER RIDURRE I COSTI OPERATIVI

Autore: Stefano CAZZANI

Il concetto di fabbrica intelligente è in continua evoluzione da diversi anni, e si sta avvicinando sempre più all’obiettivo di garantire una comunicazione armoniosa tra tutte le apparecchiature presenti in produzione e i sistemi di gestione generale dell’azienda. In definitiva, l’intento è quello di garantire l’ottimizzazione della produttività e della qualità, dalle quotazioni e dagli ordini alla produzione e alla spedizione. Questa transizione costituisce anche un’opportunità ideale per affrontare un aspetto a volte trascurato del funzionamento intelligente degli impianti: l’efficienza energetica.

Negli ultimi anni sono state introdotte sul mercato molteplici soluzioni innovative e orientate al futuro, che offrono una misurazione intelligente e in tempo reale del consumo di elettricità, gas e acqua. Grazie alla conoscenza e allo sfruttamento di questi dati di misura, l’efficienza energetica può essere considerata un elemento essenziale dell’Industria 4.0.

Come dimostrano molti studi, le fabbriche sono tra i maggiori consumatori di energia al mondo. Tuttavia, l’elettricità è essenziale per la continuità e la qualità del processo di produzione lungo tutta la filiera. È quindi fondamentale garantire l’efficienza energetica in ogni momento. La maggior parte delle fabbriche ospita al suo interno macchine, sistemi e apparecchiature che consumano energia: macchine utensili, linee di produzione, nastri trasportatori, motori, sistemi di riscaldamento, ventilazione e condizionamento, caldaie, generatori, illuminazione e così via. Con l’impiego delle tecnologie intelligenti appropriate, i responsabili degli impianti non devono più effettuare letture dei consumi energetici a intervalli predefiniti, come avviene con i sistemi di gestione dell’energia convenzionali. I sistemi convenzionali di gestione dell’energia forniscono un’istantanea del consumo di energia, ma non contribuiscono a ridurre il consumo di energia, identificare le tendenze per anticipare i picchi o fornire raccomandazioni per migliorare l’efficienza.

Al contrario, il monitoraggio intelligente consente analisi in tempo reale che aiutano a ottimizzare l’efficienza energetica. Inoltre, la misurazione intelligente consente di monitorare il consumo di energia non solo nel punto di distribuzione, ma anche in diversi punti di consumo all’interno dell’impianto.

flussi sono anche integrati con i sistemi IoT nel cloud, è possibile ottenere e utilizzare informazioni preziose per ottimizzare l’intero impianto e attività produttive.

In definitiva, l’adozione di un ecosistema di soluzioni intelligenti che promuovono l’efficienza energetica nell’Industria 4.0 offre molti vantaggi in una varietà di settori, tra cui la gestione dell’energia, la connettività e il controllo remoto delle attività industriali. Soluzioni sostenibili come quelle presentate in questo articolo contribuiscono ad aumentare l’efficienza energetica e la produttività degli impianti industriali, garantendo al contempo che le fabbriche siano più sicure e più connesse.

PANORAMICA DI MERCATO

A Maisach, in Germania, il magazzino e centro di distribuzione del grossista di materiale elettrico Rexel esemplifica perfettamente questa tendenza, facendo leva sulle ultime soluzioni di monitoraggio energetico basate su cloud di Siemens per ridurre i suoi costi annuali di energia elettrica del 25-30%.

«I sistemi energetici e le fonti di energia rinnovabile sono sempre più distribuiti, e richiedono soluzioni moderne e intelligenti, basate sul monitoraggio dei consumi», spiega Ricardo Radowski, Business Development Manager presso Rexel Germania.

Ricardo Radowski, Business Development Manager presso Rexel Germania, può ora fare affidamento su un accesso costante a tutti i dati energetici rilevanti analizzati nel cloud.

Nello stabilimento Rexel a Maisach, dati come la tensione, la corrente e la potenza delle linee elettriche - e di ogni fonte di consumo fino al livello macchina - vengono ora registrati in modo continuo.

Il sistema di monitoraggio elettrico di Siemens comprende software e dispositivi di misura della gamma Sentron. Sono state installate più di 100 unità della serie 7KM PAC. Oltre ai dati energetici, queste unità forniscono informazioni

I risultati dell’analisi dei dati sono presentati in modo chiaro e accessibile su diversi dispositivi per la massima trasparenza in tempo reale.

precise sullo stato della distribuzione dell’energia, letture accurate e una migliore gestione dei picchi di carico. I valori misurati consentono inoltre di valutare lo stato dei sistemi e la qualità della rete.

Attraverso l’interfaccia MindConnect Nano, i dati energetici raccolti nello stabilimento Rexel vengono trasferiti direttamente a MindSphere, il sistema operativo aperto cloud-based per l’Internet of Things di Siemens.

«Ora abbiamo visibilità sui flussi di energia », fa notare Ricardo Radowski. «Questo ci ha permesso di scoprire, in maniera sorprendente, che l’illuminazione rappresentava una parte importante dei nostri consumi. Quindi presto sostituiremo il nostro sistema di illuminazione con una soluzione più intelligente che consuma l’80% di elettricità in meno.»

Rexel ha installato la stessa soluzione nel suo centro di distribuzione a Weisskirchen, in Austria, valorizzando ulteriormente la connessione cloud.

«Abbiamo deciso di connetterci al cloud per sfruttare le opportunità associate al fatto che abbiamo diversi siti produttivi, e le numerose possibilità offerte», afferma Ricardo Radowski. «Ad esempio, ora possiamo facilmente confrontare l’efficienza energetica degli stabilimenti e condividere informazioni e best practice.»

MONITORAGGIO GLOBALE DELL’EFFICIENZA ENERGETICA

Situazione simile nella fabbrica intelligente di Salonit Anhovo in Slovenia. Grazie all’adozione di una soluzione basata su tecnologia LoRaWAN di Solvera Lynx, Salonit Anhovo si colloca oggi tra i primi 10 cementifici europei in termini di efficienza energetica.

Al fine di rispettare le normative europee e raggiungere gli obiettivi di riduzione del consumo di energia, Salonit Anhovo ha deciso di avviare un progetto di gestione energetica.

Il sito produttivo di Salonit Anhovo si estende su una superficie di oltre 6 km².

«La nostra azienda intendeva acquisire una conoscenza approfondita dei flussi di energia nell’impianto, e cercavamo un sistema in grado di elaborare automaticamente i dati relativi al consumo energetico», spiega Magda Gabrijelcic, Energy Manager di Salonit Anhovo.

Il progetto richiedeva una soluzione su misura per ottimizzare i processi di produzione ad alta intensità energetica: Salonit Anhovo consuma ogni anno oltre 90 GWh di elettricità, 8 GWh di gas e 400.000 m³ di acqua. Il costo totale del consumo energetico dell’azienda supera i 6 milioni di euro all’anno.

Il progetto si è rivelato complesso a causa di un ambiente industriale gravoso caratterizzato da elevata umidità, temperature estreme e ampie aree di produzione.

«Le apparecchiature LoRaWAN di Solvera Lynx ci hanno aiutato a concentrarci sul potenziale di risparmio energetico del progetto, senza doverci preoccupare di aspetti hardware come il cablaggio», sottolinea Magda Gabrijelcic.

La trasmissione dei dati viene effettuata dal sistema di comunicazione ComBox.L, che ha un’elevata autonomia ed è ideale per gli ambienti industriali difficili. In totale sono stati installati 36 dispositivi certificati ComBox: 11 contatori per il gas, 10 per l’acqua, 5 per l’aria compressa e 10 elettrici. I dati vengono raccolti e analizzati dalla piattaforma software GemaLogic.

Una volta implementato il sistema di gestione dell’energia basato sul protocollo LoRaWAN, Salonit Anhovo ha rapidamente ottenuto risultati concreti e ha raggiunto gli obiettivi principali del progetto: la supervisione complessiva dell’efficienza e la riduzione dei consumi energetici.

«Dopo 16 mesi di utilizzo, siamo estremamente soddisfatti della nostra scelta», dichiara Magda Gabrijelcic. «Il sistema di gestione dell’energia composto da apparecchiature ComBox.L CI, tecnologia LoRaWAN e software GemaLogic si è rivelato perfetto per le nostre esigenze.»

RISULTATI CONCRETI NELLA RIDUZIONE DEL CONSUMO DI ENERGIA

Advantech ha sviluppato una soluzione hardware e software completa e integrata per trasformare rapidamente e facilmente gli impianti in siti intelligenti e più redditizi. L’azienda ha poi implementato questa soluzione nei suoi stabilimenti.

«Il nostro modello unico di co-creazione basato sulla partnership con i fornitori di SRP (Solution Ready Platforms) ci permette di offrire una soluzione completa [hardware e software] su misura per aderire immediatamente ai requisiti di Industria 4.0», commenta Jash Bansidhar, Managing Director di Advantech. «Non è necessario dedicarsi alla organizzazione dei minimi dettagli per ciascun progetto. I vari componenti hardware e software sono già stati testati in loco e sono reciprocamente compatibili, il che garantisce un’implementazione molto rapida.»

L’azienda ha progettato e perfezionato questa soluzione innovativa per implementare l’Industria 4.0 nei propri impianti, aumentando significativamente la produttività e riducendo i costi di consumo energetico. Il ritorno dell’investimento è stato molto rapido.

In Europa, Advantech ha realizzato un centro di manutenzione a Eindhoven, nei Paesi Bassi, che rappresenta un eccellente esempio del potenziale dell’automazione industriale e dei sistemi sviluppati dall’azienda. La gestione del magazzino, il controllo in tempo reale e i sistemi di produzione sono monitorati tramite un cruscotto digitale che fornisce un controllo completo su tutti i dati strutturali per garantire un’analisi costante delle informazioni essenziali. Advantech può quindi dimostrare concretamente in prima persona a clienti e visitatori i risultati ottenuti in termini di produttività ed efficienza energetica.