SIMATIC Energy Management - Introduction for CFIA France 2019 - Siemens AG
←
→
Page content transcription
If your browser does not render page correctly, please read the page content below
SIMATIC Energy Management Introduction for CFIA France 2019 Restricted © Siemens AG 2019 www.siemens.com/simatic-energy-management Restricted © Siemens AG 2019
Agenda
• Introduction
1
• Portfolio - SIMATIC Energy Management
2
• Positioning
3
• Applications and global approach
4
• References and more
5
Restricted © Siemens AG 2019
Page 2 16.01.2019
Increase Efficiency
Motivation for energy management
Energy costs Regulations and climate protection
Prices for power 2000-20151) UN-Climate Summit 2015
Germany, Industry Paris
~6% Annual increase
of electrical power (Ø ’00-’15) 2°C Limitation of worldwide increase
of temperature
… Energy costs are a significant cost factor in
… legal measures are taken to achieve the targets
production
Energy transition Image & responsibility
Share of renewable energy: 20153) Opinion polling
in power consumption in Germany 2015
31% From 6,5% in Year 2000. up to 80%
in 2050 59% For majority, green image is crucial
for purchasing decisions2)
… each enterprise is affected from transition of the energy … Energy efficient production is an important
system Marketing tool
1) Prices incl. tax, source: statista.com (Link); 2) Source: E.ON-survey 2015 (Link) 3) AGORA
Restricted © Siemens AG 2019
Page 3 16.01.2019
Energy Management @ a glance
From energy transparency to energy efficiency
With Transparency…
Costs Laws Image • Overview of energy flow and costs
• Derivation of energy efficiency measures based on
Visualize the indicators obtained
From energy transparency to
• Increased awareness among employees (cost center
oriented calculation)
energy efficiency
• Transparent and traceable targets and their fulfilling
Prepare data
• Energy evaluation of technological processes and
plants
• Enhanced planning certainty
Measuring • Ensuring that efficient plants remain efficient
Restricted © Siemens AG 2019
Page 4 16.01.2019
Infrastructure, Supply, Manufacturing, Production, …
Plenty of potentials still exist
Energy Management Potentials untouched in:
focus so far: • Production/ Manufacturing/
• Supply Warehouse
• Generation & distribution → Machines, Process, workflow,…
• Buildings (HVAC, Lighting, …) → Robots, conveyors
• … potentials still exist → etc.
! !
Supply Generation Building Production
Restricted © Siemens AG 2019
Page 5 16.01.2019
Some insights into the French market
Highlights
• Energy efficiency is increasing in
importance and investment
remains high.
• 70% of organizations are paying
more attention to energy
efficiency than in previous year,
translating into investment.
• 69% of organizations plan to
increase energy efficiency and
renewable energy investments in
the next year, with an additional
2017 Energy Efficiency Indicator Survey
Conducted by Johnson Controls 24% planning to keep their
investment level the same.
Restricted © Siemens AG 2019
Page 6 16.01.2019
Agenda
• Introduction
1
• Portfolio - SIMATIC Energy Management
2
• Positioning
3
• Applications
4
• References and more
5
Restricted © Siemens AG 2019
Page 7 16.01.2019
TIA Digi Use Cases for the digital enterprise
1 Automatic execution of engineering tasks 9 Line integration
2 PLM integration to automation engineering 10 Integrated engineering of kinematics
3 Efficient cloud based engineering 11 Virtual training
4 Virtual commissioning 12 Automation planning
5 Integrated Energy Management 13 Collaborative automation design
6 Machine and plant security 14 Edge computing
7 Data acquisition for Cloud Services 15 RFID-enabled supply chain management
8 Industrial Communication 16 Analysis of drive data
Third party applications
Cloud-based, open IoT operating system: MindSphere
8 7
14
Product Production 10 Production Production Services
design planning engineering execution
9 3 5 16
4
12 11
1 15 6
13 2
Collaboration platform: Teamcenter
Restricted © Siemens AG 2019
Suppliers and logistics
Page 8 16.01.2019
Energy Management vs. Power Management
Energy Management Power Management
(end user & grid operator view)
Compliance with regulations Harmonics analysis
Goals Goals
•Reduce costs Benefit form incentives Load Management
Transient analysis •Stable grid
- Peak Load mgmt
•Increase energy - Storage mgmt •Security of supply
ISO50001-conformity Fault analysis
efficiency •Preventive maintenance
- Grid
•Preventive Tenant billing - Equipment
•Troubleshooting
maintenance Monitoring of
energy flow Balanced
•others Visu./ Dashboards/ demand &
Reporting generation (re-
/active power)
Analysis Demand side
Mgmt
Avoid bottlenecks
Energy trading
Forecasts
Restricted © Siemens AG 2019
Page 9 16.01.2019
SIMATIC Energy Management
Transparency and efficiency from machine to enterprise
SIMATIC Energy Manager
Plant and company-wide energy analysis
Increasing analysis features
Management Level
Data handling and S7 EE-Monitor
monitoring Standardized efficiency evaluation of machines
SIMATIC Energy Suite
Simple and integrated energy data acquisition
Production Level
Acquisition Integrated Energy Metering
Directly in the field: For example
with SIMATIC Energy Meter (ET 200SP)
Field level, e.g. drive motor
Restricted © Siemens AG 2019
Page 10 16.01.2019Sales Channels selection
End-
customer
SI
OEM
Restricted © Siemens AG 2019
Page 11 16.01.2019SIMATIC Energy Management
Transparency and efficiency from machine to enterprise
SIMATIC Energy Manager
Plant and company-wide energy analysis
Management Level
Data handling and S7 EE-Monitor
monitoring Standardized efficiency evaluation of machines
SIMATIC Energy Suite
Simple and integrated energy data acquisition
Production Level
Acquisition
Integrated Energy Metering
Directly in the field: For example
with SIMATIC Energy Meter (ET 200SP)
Field level, e.g. drive motor
Restricted © Siemens AG 2019
Page 12 16.01.2019Meters for all types of energy
Comprehensive portfolio integrated in the automation
Meters Meters Metering incorporated in device
Metering Electrical Energy Metering Non-Electrical Metering Electrical Energy
Energy
MID1
Product
SIMATIC SIMATIC 7Kx e.g. SITRANS- WKx 40 Molded SINAMICS- SIMOCODE
Name ET 200SP S7-1200 PAC-series series Case Converters PRO Motor
Energy SM 1238 Circuit Management
Meter Breaker
3VA
Easy integration of consumption data by means of SIMATIC Energy Suite
1 Measuring Instruments Directive
Restricted © Siemens AG 2019
Page 13 16.01.2019Overview doesn't cover all existing products
Metering electricity
Examples
7KT 7KT 7KM 7KM 7KM 7KM 7KM 7KM 7KM SM1238 EM ET 200SP AI EM
PAC1200 PAC1600 PAC2200 PAC3100 PAC3200T PAC3200 PAC4200 PAC5100 PAC5200 480VAC 480VAC ST
area of use Buildings Infrastructure Power Qualty Industry
yes, modell-
– rough
CT use | - x x x x x x x x x
voltage transformer -
dependent
-
x x Product
x Selection
x x guideline
x x x x
U|I|f|λ U* | I | f* | λ* x X X x x x x x x x
S | P | Q | cos φ
-xEspecially
| x | x* | -
for
x|x|x|-
-xIn case a dedicated
|x|x|- -|x|x|-
display
x|x|x|-
is required
x|x|x|-
perx | x | x | x -xFor specific
|x|x|x x|x|x|x
- Fully integrated in SIMATIC
x|x|x|- x|x|x|-
L-L | L-N (max.) buildings
400V | 230V area
456V | 264V meter
480V | 277V 480V | 277V 480V | 277V 690V | 400V 690V | 400V requirements
690V | 400V 690V | 400V 480V | 277V
- Industry standard 480V | 277V
TN | TT | IT-Netz x|x|x x|x|x x|x|- x|x|x x|x|x x|x|x x|x|x x|x|x x|x|x x|x|- x|x|-
- Direct metering - For simple grid analysis (PAC4200)
DI | DO - If standalone: Viable and
(extension) (w/o
- CT) 1/2 1|1 2|2 1|1 1|1 2 | 2 (10 | 6) 0|2 0|2 Via S7-1200 Via ET200
- Pay attention to signaling und communications economical solution from
Communication possible Modbus RTU, Modbus TCP/ Modbus Modbus TCP, CPU (PROFINET, CPU (PROFINET,
(integrated)
Modbus TCP
M-Bus, S0 (protocol and
RTU, M-BUS RTUinterface)S0
Modbus TCP Modbus TCP Modbus TCP Modbus TCP 2x modules onwards
PROFIBUS) PROFIBUS)
- For accounting
Communication - Prices vary between meters Modbus RTU Modbus RTU - If SIMATIC exists: „the“
(extension module) purposes
- - - - - PROFINET PROFINET - - Via CPU Via CPU
PROFIBUS PROFIBUS most suitable choice!
I(N), I(Diff) |
- Voltage level up to 690V Requires ext. Requires ext. - | ET200/ - | ET200/
-|- -|- -|- -|- -|- -|- -|-
analogue input
- Direct metering (w/o CT) possible -
module module - Connection
S7-1200 of Rogowskie-
S7-1200
Load profile record. x - - - - x x x
coils possible
In S7 CPU In S7 CPU
THD | Flicker, events
-|- -|- - -|- x|- -|- x|- x|- x|x -|- -|-
recorder, EN50160
- IT-grids possible
Harmonics - 1. … 15.** - - - - 3. …31. 2. …40. 2. …40. - -
Accuracy: Active |
2|- 1|2 1|1 1|3 0,5 | 1 0,5 S | 2 0,2 S | 2 0,5 S | 2 0,5 S | 2 - Connection
0,5 | 1 types: 0,5 | 1
Reactive Energy
IEC 62053- IEC 62053- IEC 62053- IEC 62053-22/23
~1/ ~2/ ~3-phase VAC
EN 50470-3
Meter specification IEC 61557-12 IEC 61557-12 IEC 61557-12 IEC 61557-12 22/23 22/23 22/23 IEC 61557-12 IEC 61557-12 IEC 61557-12
EN 62053-21/22
IEC 61557-12 IEC 61557-12 IEC 61557-12 IEC 61000-4-30
Restricted © Siemens AG 2019
** 7KT PAC1600 Multimeter
Page 14 16.01.2019 * Messung am DatenmanagerWhat are the advantages of the Integrated energy
measurement?
Correlation of Energy and + +
Space-saving
further data possible
(Anlagenstatus / Stückzahl)
+ Just one engineering +
No additional IP
tool: TIA Portal
adresses necassary
Modular expandable: +
1 to n measuring points
Restricted © Siemens AG 2019
Page 15 16.01.2019SIMATIC Energy Management
Transparency and efficiency from machine to enterprise
SIMATIC Energy Manager
Plant and company-wide energy analysis
Management Level
S7 EE-Monitor
Standardized efficiency evaluation of machines
Data handling and
monitoring
SIMATIC Energy Suite
Simple and integrated energy data acquisition
Production Level
Acquisition Integrated Energy Metering
Directly in the field: For example
with SIMATIC Energy Meter (ET 200SP)
Field level, e.g. drive motor
Restricted © Siemens AG 2019
Page 18 16.01.2019The simple solution –
SIMATIC Energy Suite
Measuring Energy Suite Visualization Analysis
with SIMATIC HMI with SIMATIC
Energy
Easy Consistent Manager
SENTRON
Integration Information
SINAMICS
SIMATIC
Archiving
SIMOCODE
with WinCC
Professional
SENTRON
Generation
3rd Party instead of programming
Restricted © Siemens AG 2019
Page 19 16.01.2019SIMATIC Energy Suite 1x system for everything … Siemens products 3rd party products A few more advantages for Siemens products • SIMATIC ET 200SP AI Energy Meter 480VAC ST • 7KM PAC3200 und 7KM PAC4200 • 3VA ETU 8 series • SINAMICS G&S – each from V4.7 onwards G130, G150, MV, G120P, G120C, G120, G120D, G110M, S150 • SIMOCODE pro V PN (ab V1.1.0) • Motor Starter ET 200SP/M200D V1.0 • Soft Starter 3RW44 V1.11 Easy engineering when using selected Siemens products Restricted © Siemens AG 2019 Page 20 16.01.2019
SIMATIC Energy Management
Transparency and efficiency from machine to enterprise
SIMATIC Energy Manager
Plant and company-wide energy analysis
Management Level
S7 EE-Monitor
Data handling and Standardized efficiency evaluation of machines
monitoring
SIMATIC Energy Suite
Simple and integrated energy data acquisition
Production Level
Acquisition Integrated Energy Metering
Directly in the field: For example
with SIMATIC Energy Meter (ET 200SP)
Field level, e.g. drive motor
Restricted © Siemens AG 2019
Page 21 16.01.2019How can the energy efficiency of machines be compared?
How can the
The evaluation of the efficiency
of household appliances has already been standardized efficiency of industrial machines be
compared?
SIMATIC S7 Energy Efficiency-Monitor
Restricted © Siemens AG 2019
Page 22 16.01.2019S7 Energy Efficiency-Monitor
A comparable and valid energy efficiency evaluation
Operation Highlights
Status-related
Operational
energy analysis Vendor-independent analysis
From shutdown to Stand-by acc. to VDMA specification 34179
operation mode
OFF
Easy because part of S71)
As an S7 instruction integrated in TIA Portal
Easy acceptance process
Standardized evaluation Due to standardized evaluation and uniform
acceptance form
and acceptance form based on VDMA
specification (34179)
Reduced energy costs
Identification of savings potentials through
status-related analysis
Reproducible and comparable
metering and efficiency monitoring
1) Since TIA-Portal V15
Restricted © Siemens AG 2019
Page 23 16.01.2019Machine Analysis
2-stage concept
1. Local (HMI panel) 2. Central (Energy Manager PRO)
Production Local Analysis Plant View
Machine
Sales OEM Pull
channels End Customers/ End Users Push
Restricted © Siemens AG 2019
Page 24 16.01.2019Implementation of VDMA1) 34179
S7 Energy Efficiency-Monitor for Machines
Management Level SIMATIC
Energy Manager PRO
Production Level S7 EE-Monitor Line HMI (WinCC) SIMATIC
HMI
WinCC
Field level S7 EE-Monitor S7-1500 PDI
S7-
Plant Data Interface 1500
1) Association of German OEMs & EPCs
Restricted © Siemens AG 2019
Page 25 16.01.2019S7 Energy Efficiency-Monitor
Use Case – Detection of abnormal effects
Detect abnormal effects:
• Direct comparison of actual demand with
reference values
• Detect leakage in pressurized air pipes
→ Analysis of standby-demand
• Detect damage to ball bearings and
avoid machine failure
→ Analysis of powerup-demand
Restricted © Siemens AG 2019
Page 26 16.01.2019S7 Energy Efficiency-Monitor
Pilot phase in a real production
Productive =
Non-productive =
value-adding
„waste“
• Energy per state
At a glance ! • In-/efficient energy use, etc.
Restricted © Siemens AG 2019
Page 27 16.01.2019SIMATIC Energy Management
Transparency and efficiency from machine to enterprise
SIMATIC Energy Manager
Plant and company-wide energy analysis
Management Level
Data handling and S7 EE-Monitor
monitoring Standardized efficiency evaluation of machines
SIMATIC Energy Suite
Simple and integrated energy data acquisition
Production Level
Acquisition Integrated Energy Metering
Directly in the field: For example
with SIMATIC Energy Meter (ET 200SP)
Field level, e.g. drive motor
Restricted © Siemens AG 2019
Page 28 16.01.2019There are numerous requirements for company-wide energy
analysis
1 | Fulfill legal requirements efficiently
... by means of TÜV-tested energy SIMATIC Energy Manager
management system in accordance with ISO 50001
2 | Secure competitive advantages & meet
sustainability targets
... by means of the sustainable use of energy and
SIMATIC Energy
Manager
SIMATIC Energy Manager
resources with reduced CO2 emissions
3 | Exploit results and potential
… by utilizing transparency to identify and implement
potential for optimization and to track the resulting measures
4 | Exploit changes in the energy price
… by optimizing purchasing through reliable energy
forecasts
Restricted © Siemens AG 2019
Page 29 16.01.2019SIMATIC Energy Manager – the ISO 50001 certified energy
management solution
Data from: Energy Manager Tracking
of measures
PRO
S7, S7-EEM Intuitive Web engineering
ASCII
Derivation
OLE DB
of energy efficiency
measures
Energy Suite
WinCC Reporting
Modbus According to
Basic ISO 50001
OPC UA
Restricted © Siemens AG 2019
Page 30 16.01.2019Using the SIMATIC Energy Manager
Basic PRO
Scalable with
just one click
Can be used in a single plant… … or worldwide and across locations
Restricted © Siemens AG 2019
Page 31 16.01.2019Comparison of Basic and PRO –
the right solution for every task
Basic PRO
Simple Web engineering with standard applications Web engineering and full client with expanded configuration
options
Conventional interfaces, such as OPC UA, Modbus, EnS, + further Interfaces for S7, S7-EE, ASCII, OLE DB,…
WinCC and connectivity to MindSphere
Simple KPIs & standard widgets for fast visualization + Expanded KPIs for more extensive analyses e.g. for multi-
variable regression analysis with Advanced Widgets
Reporting: predefined, simple standard template + User-specific, adaptable templates with extensive
functionality
Basic analyses, such as energy per cost center + Detailed batch and material analyses
+ Forecasting tools and planning measures
/ Plus: Easy data import by file upload, preprocessing by
loop/prototype concept
Scalable from simple applications... …through to detailed analyses
Restricted © Siemens AG 2019
Page 32 16.01.2019SIMATIC Energy Manager
iOS and Android app for mobile data acquisition
SIMATIC Energy Manager V1.0 iOS and Android app
• Easily acquire manual count values
• Time saved and data quality improved thanks to a
plausibility check during data acquisition
• The verified and prepared data are transmitted to the
SIMATIC Energy Manager for company-wide energy
management
Restricted © Siemens AG 2019
Page 34 16.01.2019Let the advantages of the SIMATIC Energy Manager
convince you!
Basic PRO
• Are you looking for a simple way of getting started • Are you looking for an efficient solution for your
with ISO 50001-compliant energy management? company-wide energy management?
• Would you like to have your important KPIs clearly • Do you need detailed KPIs and evaluations of your
visualized? energy consumption?
SIMATIC Energy Manager – the scalable solution for ISO 50001-compliant energy
management
Restricted © Siemens AG 2019
Page 35 16.01.2019Use SIMATIC Energy Manager PRO for Optimization
Example – CIP-Systems
Heat recovery via steam re-use – e.g. in CIP-systems
Steam load
Thermo Compressor Rough costs estimation: ~15000€
at 10bar
- Thermo Compressor
- Mechanical installation
Steam Steam load
- 2nd flow meter + installation
10bar at 2,5bar
Mass flow
Condensate
refeed
Mass flow
Use Energy Manager PRO for:
• Mass flow analysis => Savings in real case: ~160,000€ p.a. !
• Quick economical check
Restricted © Siemens AG 2019
Page 36 16.01.2019SIMATIC Energy Management
Detect Unbalance and Peaks in Load
Line1_Motor[EM]
Detect load unbalance and protect your assets Detect load peaks and avoid penalty payments
by using SIMATIC Energy Suite by using SIMATIC Energy Manager
Restricted © Siemens AG 2019
Page 37 16.01.2019Agenda
• Introduction
1
• Portfolio - SIMATIC Energy Management
2
• Positioning
3
• Applications
4
• References and more
5
Restricted © Siemens AG 2019
Page 38 16.01.2019Different approaches to serve Industrial Energy Management
Products & services (EM, DF, BT) acc. to customer requirements
Cloud based Service1) Cloud based Service1) On premise solution2) Cloud based Service1)
EnergyIP: Energy Analytics SIMATIC Navigator
Energy Efficiency Analytics Energy Manager PRO
Management level
Power Supply Production Building
SIMATIC Energy Suite DESIGO CC
S7 Energy Efficiency-Monitor
SICAM Spectrum SENTRON
Power Powermanager based on SIMATIC : PLC, HMI, SCADA
Production level
SIMATIC Energy Meter DESIGO PX/TX
SICAM P SENTRON PAC SITRANS Flowmeter
SIPROTEC SENTRON 3VA
Field level
1) Migration into Mindsphere planned
Restricted © Siemens AG 2019
2) MindConnect into Mindsphere planned
Page 39 16.01.2019Agenda
• Introduction
1
• Portfolio - SIMATIC Energy Management
2
• Positioning
3
• Applications and global approach
4
• References and more
5
Restricted © Siemens AG 2019
Page 40 16.01.2019Les enjeux énergétiques d’un site Production de vapeur / eau chaude
Brûleurs micro-modulants avec sondes O2
1er et 2nd étage d’économiseurs
Contrôle optimisé et récupération de chaleur
des purges
Minimisation des pertes de dégazage de la
STEP bâche alimentaire
Optimisation de la régulation des aérateurs Pompes A Chaleur moyenne et haute
Production locale d’énergie température
Procédés
en fonction de la DCO ou DBO
Cogénération, biomasse, méthanisation, Four
photovoltaïque, solaire thermique Optimisation du contrôle du rapport air/gaz
Batteries électriques, bâches chaud et froid Récupération de chaleur sur fumées
Pilotage global dynamique optimisé (micro grid) 7
1 4 Moteur & Presses
8 Benchmark (en cycle, en veille)
Production froid
Optimisation contrôle avancé
Redimensionnement évaporateurs/condenseurs 5
Variation de vitesse et redimensionnement
Optimisation du dégivrage 2 3
Contrôle efficace en cascade accompagné de
Pasteurisation/Concentration/Séchage
variation de vitesse (pompes EG, 6 Intégration thermique permettant une meilleure
compresseurs, pompes condenseurs, etc.)
récupération de chaleur (Pasto/Stérilo/CIP etc)
Optimisation de températures de consigne
Compression mécanique de vapeur,
Récupération de chaleur
optimisation évaporateurs multiple effets,
Haute/basse pressions flottantes thermocompresseurs
Siemens Demand Flow™ Redimensionnement des pasteurisateurs /
stérilisateurs
Eclairage Régulation prédictive des évaporateurs / tours
de séchage
Redimensionnement de nombres de luminaires
Transformation de procédé pour fonctionnement
Installation de LED & de contrôle intelligent du CVC
en eau chaude pour la pasteurisation tunnel
niveau d’éclairage Arrêt du chauffage/refroidissement simultané
Eclairage communiquant Siemens Enlighted™ Siemens Demand Flow™ VAV
Froid Process
Production d’air comprimé Recommissioning des automates
Optimisation de la régulation de tunnels froids et
Optimisation du contrôle en cascade et Redimensionnement de moteurs
surgélateurs
minimisation de la marche à vide Ventilateurs à transmission directe
Optimisation des conditions d’aspiration Contrôle par capteur d’occupation et/ou
Récupération de chaleur surpression
Optimisation du séchage (consignes, Optimisation des déshumidificateurs et
Restricted © Siemens AG 2019 technologie, source de régénération) récupération de chaleur (dessicant)Un système d’énergie multi-modal
Récupération
Cogénération Stockage chaleur ECS & Chauffage Surgélation
de chaleur
Cuisson Séchage
Chaudières Pompe A Chaleur Prod. Froid Air Comprimé Réseau Electrique
Renouvelables Refroidissement Stérilisation
Froid absorption Stockage froid Pasteurisation CIP
Restricted © Siemens AG 2019 Chaleur BT Froid
Chaleur HT ElectricitéEtude de cas Brasserie
La pasteurisation tunnel par pompe à chaleur
La solution Bénéfices client
• Une pompe à chaleur ammoniac → COP 6 • 67% d’économies sur la facture énergétique de pasteurisation
• Un procédé de pasteurisation modifié • 90% d’économies sur les émissions de CO2
• Une sécurité procédé conservée par la vapeur • Solution conçue sur mesure pour chaque spécificité client
Condenseur
eau
75°C
THP
Condenseurs
vapeur vapeur vapeur vapeur vapeur vapeur Pasteurisation tunnel
HP
BP
Evaporateurs
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Restricted © Siemens AG 2019 1 2 3 4Optimisation de la récupération du CO2
• Approche : Réduction de la consommation énergétique du froid par
ammoniac. Récupération de froid à l’évaporation de CO2 pour permettre :
• Une économie d’énergie sur les groupes eau glycolée
• Une économie d’énergie sur les compresseurs ammoniac pour CO2
• Une économie de chaleur sur les évaporateurs vapeur utilisés en
hiver
• Détail FIMs:
1. Solution simple :
• Production d’eau glycolée par évaporation de CO2
• Refroidissement des compresseurs par eau des tours
2. Solution avancée (50% d’économies en plus) :
• Condensation partielle de CO2 par évaporation de CO2
• Refroidissement des compresseurs par eau des tours
• Bénéfices: Jusqu’à 90% d’économies sur les compresseurs ammoniac de la ligne CO2
ou réduction conséquente de la consommation des groupes eau glycolée
Restricted © Siemens AG 2019Etude de cas : Laiterie Restricted © Siemens AG 2019
Surcompression Ammoniac
Vapeur
Condensats Vapeur
Water condenser Condensats
Jusqu’à 90°C
Eau chaude
Consommateurs
THP
Condenseurs
évaporatifs
HP
BP
Evaporateurs
Restricted © Siemens AG 2019Exemple d’intégration de récupération de chaleur avec
modification de procédé
Adaptation de
25°C
régulation groupe
condenser
Water Condenseurs
évaporatifs
évaporateurs Salle des machines
• 80% d’économies de gaz sur la Vers process
T5 = 31 ˚C
pasteurisation 31˚C Vapeur
Vapeur
T4 = 73 ˚C
• Payback de 3 ans
4 – finition froid 1 – Pré-chauffage 2 – Récupération de 3 - Chauffage
chaleur
Filtre T2 T3
Eau glacée
Lait
5.5˚C Pasteurisateur T4 = 73 ˚C
T1
Restricted © Siemens AG 2019Etude de cas : Boissons Restricted © Siemens AG 2019
Les procédés de siroperie / brassage et embouteillage
Récupération de chaleur sur les compresseurs HP
Traitement Production d’eau chaude de lavage Légende
Bouteilles Lavage de récipients
« returnable » bouteilles Chauffage des pasteurisateurs basse température (bière) Consommation chaud
Pompe A Chaleur pour besoins moyenne température
Consommation froid
Bouteilles
Rinçage
« one-way » Grosse consommation électrique
Bouteilles Brassage Chauffage
Extrusion Soufflage Embouteillage
PET Pour les Températures de chauffage
Récupération chaleur sur
Eau glacée inférieures à 70˚C assurer le chauffage
ref. moût
(produits carbonatés) Embouteillage Pasteurisation par récupération de chaleur (ou PAC,
Récupération chaleur sur classique tunnel voir utilités)
Brassage (en fabrication de bière) houblonnage (en
Cuve de condensation) Prémix
mélange (1ère Filtration Houblonnage Refroidissement
cuisson Pasteurisation Embouteillage Révision de la température de
flash aseptique refroidissement (en général > 20˚C) et
Whirlpool Ref. moût Fermentation contrôle en fonction de l’humidité
ambiante
Refroidissement par TAR ou pré-
refroidissement par TAR ou TFP
Siroperie
Mélange Stockage
sirop Sirop
Fonte de Pasteurisation
sucre de sucre Réfrigération ammoniac
Préparation Pasteurisation Voir production froid Utilités froid et CO2
produit flash produit
Sucre en Eau Sur-compression d’ammoniac pour Groupes froid Réfrigération
production EC / chauffage process sur skid ammoniac
poudre
Récupération / Traitement CO2 Récupération /
Evaporation CO2
Production d’eau glacée par évaporation CO2 traitement CO2
Evaporation CO2 BP pour condensation CO2 HP
Restricted © Siemens AG 2019
Refroidissement compresseurs par eau de TARAir comprimé
Solutions types
Sécheurs(s)
Ajustement des consignes
Compresseur(s) Installation de sécheurs à
Changement vers technologies adsorption avec regénération par
plus efficace (compresseurs à récupération de chaleur
Vis)
Monitoring de la perte de charge
Variation de vitesse et alarme de maintenance de
Contrôle de cascade intelligent filtres
Minimisation de la marche à vide
Optimisation des conditions Réseau
d’aspiration
Dépose des bras morts
Récupération de chaleur
Contrôle efficace de la
consommation des machine
en veille
Installation de ballons pour
réduction de pics
Restricted © Siemens AG 2019Etude de cas : Produits frais Restricted © Siemens AG 2019
Systèmes CVC
Optimisation de la régulation
Arrêt du chauffage/refroidissement simultané
Demand control ventilation Destratificateurs
Recommissioning des automates Amélioration de l’isolation
Ventilateurs
Récupération de chaleur Ventilation à volume variable
double flux Redimensionnement de moteurs
Ventilateurs à transmission directe
Control par capteur d’occupation
Restricted © Siemens AG 2019Systèmes CVC
Optimisation des situations climatiques extrêmes Contrôle avancé de la ventilation
Heat Stress Potential frequency (location H19)
100%
90%
80%
70%
Extreme Caution Danger Extreme Danger
Caution
30% of time 68% of time 1% of time
60%
% Time
50%
40%
30%
20%
10%
0%
70 75 80 85 90 95 100 105 110 115 120 125 130
Heat Index (°F)
Restricted © Siemens AG 2019Etude de cas : Produits raffinés Restricted © Siemens AG 2019
Contenu à confirmer ou slide à supprimer Restricted © Siemens AG 2019
Siemens Demand Flow™ Restricted © Siemens AG 2019
L’essentiel de Demand Flow™
CTAs
11 ºC 7ºC
Qu'est-ce qui est différent ? Effets
▪ Surveille en permanence et optimise dynamiquement ▪ Augmente la capacité de Circuit
la chaîne complète de l'équipement grâce à des refroidissement disponible du secondaire
algorithmes de contrôle prédictifs centralisés. système
▪ Établit efficacement une seule boucle d'eau glacée, ▪ Gère le "ΔP" du groupe, élimine
Bypass
pratiquement pas d'eau de dérivation. efficacement les problèmes de débit 9.5 ºC 7ºC
▪ Principes de fonctionnement de fluide frigorigène à faible charge
• Le débit d'eau varie à travers l'évaporateur et ▪ Améliore les performances de la Circuit
condenseur du groupe boucle de fluide frigorigène du groupe primaire
à pratiquement toutes les charges et
• Les VFDs sont installés sur toutes les pompes Eau dans toutes les conditions
Glacée (EG) et Eau de Condensation (EC) et sur environnementales 23ºC
Groupes
20ºC
tous les ventilateurs des tours de refroidissement
▪ Solution non-intrusive : aucune action
• Les VFDs ne sont pas requis sur les groupes. directe sur les groupes d’eau glacée. Circuit
• Les consignes de pression et température sont condensation
variables, basées sur la dynamique du système
(charge/ courant)
Tours Aéro Réfrigérantes
Restricted © Siemens AG 2019Effet de Demand Flow™
Cycle frigorifique
Pression
(bar)
Diphasique
Zone sous-refroidie Zone surchauffée
Température de
condensation E D
A
A’ D’
ΔP réduit
B
C
Eau fraiche entrée Température d’évaporation
condenseurs
Enthalpie
(kJ/kg)
Froid util
(augmenté) Réduction du syndrome de DT
faible
Restricted © Siemens AG 2019Effet de Demand Flow™
Pompes EG et EC
Courbe de pression dynamique
Demand Flow™
kpa
179 Fait varier la pression différentielle du système en continu
Courbes de pompe Design
et profite de :
165 à Vitesse variable “Pression constante”
152 • Economies d’énergie par réduction de débit
138 • Réduction de pression globale du système et quasi-
élimination des pertes énergétiques au niveau des
124
vannes de régulation
110
97 Points de
83 fonctionnement
69
50Hz
55
40Hz
41
30Hz
28 20Hz En utilisant :
14
• Des algorithmes de contrôle intelligents
0 45 91 136 182 227 273 318 363 409 454 m³/h
• Des variateurs de Vitesse
• Les automates Siemens spécialement dédiés aux
bâtiments
Restricted © Siemens AG 2019Effet de Demand Flow™
Séquencements des groupes EG
Méthodes classiques d’optimisation Le séquencement Demand Flow™
• Augmentation de la température d’eau glacée • Demand Flow™ « élargit » le « sweet spot » -
• Recherche du “sweet spot” du groupe pour avoir le • « Sweet spot » élargit = efficacité augmentée sur toute la plage de
COP maximal capacité
• Le séquencement des groupes est basé sur des • Augmentation de la capacité de refroidissement = redondance
profiles de charges prédéfinis par base de données augmentée
kWe • Moins de start/stop
“Sweet Spot”
• Le séquencement est basé sur les paramètres thermiques ET
électriques
Demand Flow™ a besoin de moins de groupes qui tournent pour
Courbe d’efficacité avec la même charge et maximise l’efficacité sur pratiquement toute la
Demand Flow™ plage de charge
Demand Flow™ peut significativement réduire le temps de
150 200 250 300 350 400 450 500 kWf fonctionnement des équipements, ce qui réduit les couts de
Groupe de 500 kW maintenance et augmente la durée de vie des équipements
Restricted © Siemens AG 2019Comparaison
Demand Flow™ Vs. Augmentation T° Eau Glacée
Augmentation Température
Groupes Eau Glacée (EG) Résultats typiques (augmentation T°Eau Glacée)
Jusqu’à
10% ▪ Une température d'eau plus élevée augmente la consommation des
Pompes Eau Glacée
Eau glacée
d’augment ventilateurs et des pompes dans un système VAV.
ation de la
Pompes Eau Condensation conso ▪ La puissance de refroidissement réelle disponible est diminuée
totale
d’énergie ▪ Déshumidification/séchage de l'air moins contrôlable
Tours de refroidissement
CTA
kW Total kW
Projets d'optimisation Demand Flow™:
Groupes Eau Glacée (EG)
Demand Flow™
▪ Approche holistique
Pompes Eau Glacée Jusqu’à ▪ 20-50% de réduction de la puissance totale demandée
20–50%
Pompes Eau Condensation Réduction ▪ Meilleure capacité de refroidissement
▪ Meilleur contrôle de l'humidité
Tours de refroidissement
CTA
Total kW Légende
kW
Gains énergétiques
Restricted © Siemens AG 2019
SurconsommationAgenda
• Introduction
1
• Portfolio - SIMATIC Energy Management
2
• Positioning
3
• Applications
4
• References and more
5
Restricted © Siemens AG 2019
Page 64 16.01.2019SIMATIC Energy Management A strong installed base Automotive – Tier 1 & 2 F&B Process Industries – Chemicals, Pharm., Glass, … Others Restricted © Siemens AG 2019 Page 65 16.01.2019
SIMATIC Energy Management
More information
More information Youtube
SIMATIC Energy Management software: Link • Energy Managemet with SIMATIC – simple and
Brochure iPdf: Link transparent: Link
Energy efficient production: Link
• Successfully certified according ISO50001: Link
Sales slides: MyPresentation Manager • SIMATIC Energy Manager: Link
References: Reference Center • S7 Energy Efficiency Monitor: Link
Technical information & FAQ: SIOS Portal • S7 Energy Efficiency Monitor: Link
Media center in SIOS. Will come soon !
• SIMATIC Energy Suite: Link
Energy Manager Live Demo
• Reference Ritter Sport: RitterSport
Link: http://62.245.153.66:8008/EnMPROWeb/Login.aspx
User: Demo
Password: !demo123
Support for the Live Demo:
Mail: energymanagement.industry@siemens.com
Restricted © Siemens AG 2019
Page 66 16.01.2019SIMATIC Energy Management
Support
Presales / Business Development Industry Support
You have a customer with a project ? You have questions
on our products or need training ?
Contact:
Mail: energymanagement.industry@siemens.com
Marketing Project delivery
You need information on our products or want to organize Local DF FA CS organization in your region or local system
an event ? integrators
• Siemens Automation Partners
• Siemens Specialists “Industrial Energy Management”
Contact: • others
Rifki Winanto, DF FA S MP, Marketing manager Contact:
Mail: rifki.winanto@siemens.com Mail: energymanagement.industry@siemens.com
Restricted © Siemens AG 2019
Page 67 16.01.2019Thank You for Your attention
Pierre MARZIN Guillaume Fauconnier
Siemens S.A.S Siemens S.A.S
RC-FR DF CS SD SSS
Business Services Grands Comptes BT EU ZW
Food & Beverage
15-17 avenue Morane Saulnier
40 avenue des Fruitiers 78140 Velizy-Villacoublay, France
93527 Saint Denis Cedex , France
Mobile: +33 6 2089-1420
Mobile: +33 6 1066-2912
mailto:guillaume.fauconnier@siemens.co
mailto:pierre.marzin@siemens.com
m
www.siemens.com/simatic-energy-management
Restricted © Siemens AG 2019
Page 68 16.01.2019You can also read
