Perfil del sector
La producción de cemento requiere muchas aplicaciones industriales intensivas en energía. El calentamiento del proceso ocurre en hornos especializados que funcionan con combustibles fósiles llamados hornos, e incluye calcinación, secado y sinterización. Los motores se utilizan para una amplia variedad de sistemas de molienda, mezcla y manejo de materiales para transportar cemento. El aire comprimido se utiliza para servir a los colectores de polvo, cilindros, cuchillas de aire y embragues neumáticos. Se necesitan sistemas de ventiladores en los hornos para el proceso de enfriamiento del clínker y para aspirar y eliminar el polvo en el aire en las casas de bolsas donde se pulverizan las rocas. El establecimiento de un sistema de gestión de energía (EnMS) puede ayudar a la gestión de la planta de cemento a comprender mejor cómo se consume la energía en las instalaciones y cómo las soluciones de eficiencia energética se pueden diseñar e implementar de manera efectiva.

Sistema de gestión de energía automatizada Electrex
Las soluciones Electrex permiten:

• Capture automáticamente la información del consumo de energía, haciendo posible que los administradores de energía eviten tareas que consumen mucho tiempo, como escribir valores de contadores de energía.
• tener más información sobre el consumo de energía y sus patrones (consumo normal / anormal)
• proporcionar automáticamente una retroalimentación (o alerta) a las personas que pueden tomar medidas para detener el desperdicio de energía

El diseño de la arquitectura del sistema de gestión de energía automatizada Electrex se basa en tres elementos principales.

• Dispositivos de medición y recopilación de datos : nuestros analizadores de energía basados ​​en microprocesadores, dispositivos de E / S y sensores ofrecen características avanzadas que van más allá de la que ofrecen los dispositivos de salida de pulso o medidores analógicos. Nuestros dispositivos inteligentes aseguran un acceso directo y muy rápido a las mediciones y la información recuperada. Medimos parámetros ambientales y de proceso e integramos dispositivos de terceros, ya que el consumo de energía está estrictamente relacionado con la temperatura, la luminosidad, los ciclos de producción, los inquilinos, etc.
• Registro de datos y comunicación : nuestros dispositivos están equipados con memoria integrada, reloj y calendarios para almacenar localmente, con la frecuencia más alta, las mediciones más críticas utilizando un enfoque redundante y de múltiples nodos. De esta manera, no se pueden perder datos debido a la comunicación o falla del sistema. Los módulos de comunicación incorporados o externos utilizan el protocolo Ethernet TCP / IP más abierto y transparente. Ofrece confiabilidad, integración con otros sistemas y acceso directo desde cada nivel / parte interesada.
• Análisis de datos, informes y publicación : nuestra solución utiliza tres plataformas principales; servidor web incorporado en cada dispositivo, software para PC e interfaz en la nube. Cada uno de ellos permite gestionar automáticamente datos en tiempo real e históricos, configurar alarmas y notificaciones, entregar informes personalizados. Creemos que el usuario es el propietario de los datos recopilados. Por lo tanto, le ofrecemos toda la flexibilidad y las herramientas necesarias para aprovechar al máximo nuestras plataformas.

El caso de estudio
El siguiente diagrama representa una parte de una red de monitoreo (la submedición se puede extender más) en una planta de producción de cemento. La misma arquitectura se puede aplicar de todos modos a otros sectores / industrias, ya que los impulsores del consumo son en su mayoría los mismos.

La instalación de nuestro estudio de caso funciona con una carga de MT principal y está equipada con 3 transformadores de MT / BT (uno de ellos reemplazado recientemente). Los transformadores de 3 MV sirven a las 3 líneas de producción , mientras que las oficinas funcionan con un sistema de baja tensión . El sistema de monitoreo consiste en las sucursales 1, 2 y 3 para monitorear los transformadores y parte de las líneas de producción, mientras que las sucursales 4 y 5 controlan el área de oficinas .

Las 5 sucursales están conectadas a la red LAN Ethernet interna a través de:

• Exa net D6 (rama 1),
• Yocto net D6 Web (rama 3),
• Yocto net Coordinator E-Wi EDA (sucursal 4)

y vía wifi

• Kilo net Wi-Fi D6 (rama 2)
• y Femto ECT net Wi-Fi EDA D6 (rama 5).

Los diversos instrumentos y sensores conectados en las 5 ramas monitorean y controlan las cargas principales. De todos modos, dado que los sistemas son modulares y escalables, se agregarán más nodos en una próxima etapa de implementación. De hecho, además de agregar nuevos dispositivos de manera transparente, nuestro equipo es de tipo Hardware listo . A través de la entrada de código PUK a través de la interfaz web del dispositivo se pueden agregar nuevas funciones y actualizar las existentes.

• – En la rama 1, el Exa net D6 (puerta de enlace y registrador de datos) y el Exa D6 conectados al puerto RS485 de Exa net monitorean dos compresores mientras el Yocto IO cuenta el consumo de gas, agua y aire comprimido. El módulo RS485 está conectado a sensores analógicos instalados previamente.
• – En la rama 2 para el monitoreo de la calidad de la energía y el consumo de energía, el Kilo net D6 (puerta de enlace y registrador de datos) se colocó en el Transformador 1 mientras que el X3M 96 H en el Transformador 2. El módulo ExpBus conectado a la red Kilo se utiliza para alarmas y conteo de pulsos mientras el Exa TR conectado al puerto RS485 es uno de los varios transductores utilizados para monitorear las máquinas de producción. En cambio, el Femto D4 70A ECT se usa para el monitoreo de áreas atendidas por sistemas de iluminación LED. En Kilo net se ha activado la opción Energy Automation para automatizar la conmutación de varias cargas al mando de las salidas digitales incorporadas en el Exa TR.
• – Dado que la posición del Transformer 3 era distante de los nodos de Ethernet, para la rama 3 se ha utilizado un Yocto net Web D6 (gateway data-logger). Conectado a él a través de Rs485 se ha instalado el Exa F Rs485 con CT flexible dividido (más fácil de montar) y un Exa D6 MID utilizado para monitorear la energía utilizada en un proceso galvánico con fines de deducción de impuestos;
• – En la rama 4 se ha insertado un Yocto Coordinador de red E-Wi que sirve como puerta de enlace y registrador de datos para un Deca Sensor E-Wi que monitorea los parámetros ambientales en el laboratorio.
• – Branch 5 monitorea ambos lados, carga DC y carga AC (Femto D4 y Atto D4 DC), de un sistema PV de 10 kWp colocado en el techo del edificio de oficinas. En la misma red de monitoreo que se ha instalado, también se alojó un Yocto Net Web D6 Master páginas web personalizadas para la supervisión del sistema utilizado por los gerentes de planta a través de PC, tableta, teléfono inteligente. En el mismo dispositivo se ha activado también la opción de Alerta y Notificación que envía correos electrónicos al equipo de mantenimiento en caso de anomalías.

En cambio, Energy Manager utiliza su computadora portátil, para conexiones locales o remotas a través de Ethernet / Internet, con el fin de controlar la efectividad de las soluciones de eficiencia energética. Analiza los datos descargados periódicamente del software Energy Brain, controla cargas específicas a través de la interfaz web incorporada en cada dispositivo y reacciona a las alarmas y notificaciones que se muestran en cada dispositivo equipado con un navegador (teléfono inteligente, tableta, PC, etc.).