Skontaktuj się z nami

Zrównoważona optymalizacja kosztów operacyjnych poprzez ciągły pomiar zużycia energii elektrycznej oraz automatyzację analiz dotyczących efektywności energetycznej, śladu węglowego i utrzymania ruchu

W dobie rosnących kosztów energii oraz coraz bardziej restrykcyjnych wymagań w zakresie zrównoważonego rozwoju, skuteczne zarządzanie zużyciem energii elektrycznej staje się jednym z kluczowych elementów strategii przedsiębiorstw przemysłowych. Dokładny pomiar zużycia energii – wspierany nowoczesnymi technologiami automatyzacji i analizy danych – umożliwia nie tylko optymalizację kosztów, ale również zwiększenie efektywności operacyjnej i ograniczenie wpływu działalności na środowisko.

W niniejszym artykule analizujemy, jak zaawansowane rozwiązania pomiarowe z wykorzystaniem sterowników TU 900 i platformy TMS Industry 4.0/5.0 przekładają się na zwiększenie efektywności energetycznej procesów operacyjnych w sektorze górniczym.

Biorąc pod uwagę, że stacjonarne ciągi produkcyjne (przenośniki taśmowe, kruszarki, przesiewacze, płuczki, hydrocyklony, itp.) w kopalniach kruszyw są zasilane w większości przypadków energią elektryczną, koszty związane z jej zużyciem, obok kosztów amortyzacji, osobowych, przeglądów i napraw oraz zużycia paliw płynnych, stanowią jeden z najbardziej istotnych elementów bezpośrednich kosztów produkcji.

Kompleksowy pomiar zużycia energii – fundament świadomego zarządzania

Pierwszym krokiem w kierunku efektywnego zarządzania energią jest precyzyjny pomiar oraz ciągłe monitorowanie jej zużycia. Sterownik TU 900 firmy TMS umożliwia odczyt danych z wielu liczników energii elektrycznej w ramach jednej rozdzielni, co umożliwia:

  • efektywny pomiar zużycia energii nie tylko łącznie dla całej kopalni, ale także w rozbiciu na poszczególne odbiorniki energii elektrycznej (poszczególne ciągi technologiczne, a w razie takiej potrzeby – wybrane kluczowe urządzenia zasilane energią elektryczną),
  •  brak konieczności  angażowania pracowników do cyklicznego, ręcznego spisywania odczytów. Rozwiązanie to znacząco upraszcza proces pomiaru, redukuje koszty operacyjne i minimalizuje ryzyko błędów,
  • realizację pomiarów zużycia energii i energochłonności procesów w sposób ciągły, w rozbiciu na poszczególne minuty, co umożliwia podejmowanie decyzji optymalizacyjnych zarówno w zakresie organizacji procesu produkcji (Production Performance) jak i prewencyjnego utrzymania ruchu (Preventive Maintenance). 

Zakres pomiarów dostępnych dzięki TU 900 jest szeroki i pozwala na dokładną ocenę zarówno ilości zużytej energii, jak i jakości zasilania. Wśród kluczowych parametrów należy wymienić:

  • energia czynna pobrana i oddana (P+ i P- w kWh), umożliwiająca ocenę faktycznego zużycia i produkcji energii,
  • energia bierna pobrana i oddana (Q+ i Q– w kvar), istotna z punktu widzenia optymalizacji współczynnika mocy,
  • napięcia fazowe i międzyfazowe, które wpływają na stabilność i bezpieczeństwo pracy urządzeń,
  • natężenie prądów w poszczególnych fazach oraz częstotliwość zasilania,
  • współczynnik mocy oraz średnie harmoniczne napięć i prądów, które pomagają identyfikować problemy jakościowe, mogące prowadzić do awarii lub strat.
  • Pozyskane dane mogą są nie tylko wizualizowane w czasie rzeczywistym, ale automatycznie przetwarzane  i udostępniane w formie przekrojowych raportów analitycznych:
    • o różnych zakresach tematycznych (dedykowanych dla różnych komórek organizacyjnych),
    • o zróżnicowanym stopniu szczegółowości (dla poszczególnych szczebli zarządzania),
    • w różnych horyzontach czasowych (na potrzeby bieżących działań operacyjnych, identyfikacji możliwych usprawnień procesów w horyzontach miesięcznych i kwartalnych oraz optymalizacji polityki inwestycyjnej w horyzoncie wieloletnim..

Automatyzacja pomiarów – nowa jakość danych i procesów

Wsparcie kadry zarządzającej kopalni poprzez automatyzację procesów odczytu danych i raportowania – może znacznie obniżyć koszty funkcjonowania kopalni a także jej wpływ na środowisko naturalne. Platforma TMS Industry 4.0/5.0,umożliwia między innymi wielowymiarową analizę zużycia energii, parametrów poszczególnych urządzeń zasilanych energią elektryczną, a także sieci, co przekłada się na realne korzyści w różnych obszarach działalności przedsiębiorstwa.

Produkcja (Performance)
W obszarze produkcji pomiar energii umożliwia1 ścisłą kontrolę wskaźników energochłonności na tonę produkcji, z podziałem na poszczególne etapy procesu. Co więcej, dzięki analizie porównawczej wskaźników energochłonności z innymi KPI takimi jak:

  • wielkość produkcji i przewozów,
  • wydajność (zakładów produkcyjnych i maszyn mobilnych),
  • % biegu jałowego i % pracy efektywnej w odniesieniu do czasu pracy ogółem
  • wykorzystanie dostępnego czasu pracy maszyn (stacjonarnych i mobilnych),
  • ilość przerw i zatrzymań (a tym samym nieefektywnych energetycznie ponownych rozruchów linii technologicznych w ciągu poszczególnych zmian),
  • wskaźnik OEE (Overall Equipment Effectiveness),

możliwe jest precyzyjne identyfikowanie obszarów o najwyższych kosztach energetycznych, przyczyn i przebiegu nieuzasadnionego wzrostu energochłonności,  szybsze wykrywanie problemów i wdrażanie odpowiednich działań optymalizacyjnych. 

Tak kompleksowe podejście pozwala lepiej zrozumieć zależności między energochłonnością  a pozostałymi miarami efektywności produkcji oraz podejmować decyzje poprawiające rentowność kopalni i zmniejszające jej wpływ na środowisko. Zintegrowany system pozwala również na analizę tych zależności i ich  trendów w różnych horyzontach czasowych..

Utrzymanie ruchu (Maintenance)
 Platforma TMS INDUSTRY 4.0 → 5.0 dostarcza informacji, które umożliwiają szybkie wykrywanie odchyleń od normy w profilach energetycznych maszyn. Porównanie charakterystyki pracy urządzeń o podobnych parametrach pozwala na wczesne rozpoznanie przeciążeń, anomalii oraz problemów wynikających np. z nadmiernych harmonicznych. Dział utrzymania ruchu może dzięki temu zmienić podejście z reaktywnego na bardziej prewencyjne, ograniczając ryzyko awarii i przestojów, a tym samym poprawiając dostępność operacyjną urządzeń.

Zrównoważony rozwój (Sustainability)
W dobie rosnącej presji na realizację celów zrównoważonego rozwoju, precyzyjny pomiar zużycia energii stanowi podstawę rzetelnej kalkulacji śladu węglowego zarówno poszczególnych produktów,  ciągów technologicznych jak i całej kopalni. Dzięki temu możliwe jest dokładne śledzenie emisji związanych ze zużyciem energii2 oraz ich raportowanie zgodnie ze standardami ESG. Ponadto zaawansowana analiza danych umożliwia rozliczenie emisji CO2, analogicznie jak zużycia energii, czyli:

  • w horyzontach czasowych,
  • w rozbiciu na poszczególne oddziały/kopalnie/linie produkcyjne, czy nawet produkty,
  • bez zbędnej zwłokii ryzyka błędów wynikających z manualnych kalkulacji.

Takie podejście wspiera realizację nie tylko celów biznesowych związanych z rentownością produkcji, ale także celów środowiskowych. Co istotne, dane mogą również stanowić podstawę do uzyskania certyfikatów środowiskowych lub dotacji na działania proekologiczne.

Administracja i controlling – automatyzacja rozliczeń i alokacja kosztów
 W tym obszarze platforma TMS Industry 4.0/5.0 wspierają także optymalizację kosztów administracyjnych. Dzięki pełnej automatyzacji wyeliminowana jest konieczność ręcznego zbierania i przetwarzania danych oraz znacznie łatwiejsze jest prowadzenie rozliczeń w różnych horyzontach czasowych – dziennych, tygodniowych, miesięcznych – i według zróżnicowanych kryteriów (linie technologiczne, zmiany produkcyjne, obszary zakładu). Zautomatyzowana alokacja kosztów pomiędzy MPK pozwala precyzyjnie przypisać wydatki do konkretnych działów lub procesów, a tym samym bardziej precyzyjnie kontrolować rentowność poszczególnych działań operacyjnych (np. w rozbiciu na bezpośrednią produkcję, obsługę Klienta, działania pomocnicze) i asortymentów produktowych.

Efekt? Większa przejrzystość finansowa, trafniejsze decyzje i łatwiejsze raportowanie zgodne ze standardami finansowymi oraz środowiskowymi. Co więcej, centralizacja i cyfryzacja danych usprawniają proces komunikacji nie tylko w ramach zespołów produkcyjnych, ale także pomiędzy poszczególnymi działami (produkcji, Continuous Improvement, controllingu, ochrony środowiska).

Elastyczność i skalowalność – inwestycja na lata

Platforma TMS Industry 4.0/5.0 charakteryzują się również wysoką elastycznością i skalowalnością, co czyni je inwestycją odporną na zmiany. Możliwość zamiennego wykorzystania tych samych sterowników do odczytu danych z liczników zużycia energii elektrycznej, maszyn mobilnych, wag przenośnikowych pozwala firmom dynamicznie dostosowywać system do rozwoju i ograniczać koszty wdrożeń Platformy TMS, także w sytuacji zmian w organizacji i technologii produkcji. Dzięki otwartej architekturze bazodanowej możliwa jest również integracja z istniejącymi systemami BI, ERP, SCADA, co pozwala na optymalizację wykorzystania posiadanych zasobów i jeszcze lepsze dopasowania standardów raportowania do indywidualnych wymagań.

  1. w połączeniu z równolegle odczytywanymi przez Platformę TMS Przemysł 4.0 → 5.0 danymi o wielkości produkcji ↩︎
  2. a także związanych ze zużyciem paliw płynnych, jeśli do Platformy TMS PRZEMYSŁ 4.0 → 5.0 równolegle podłączone są maszyny mobilne z silnikami diesla. ↩︎