Poznaj nowoczesne rozwiązania, które pozwalają przejąć pełną kontrolę nad zużyciem energii w zakładzie produkcyjnym – nawet z poziomu jednej, intuicyjnej aplikacji chmurowej. W artykule omówiono konkretne polskie case studies, które pokazują, jak skuteczny monitoring przekłada się na niższe koszty, większą efektywność i minimalizowanie ryzyka przestojów. Jeśli chcesz odgrywać kluczową rolę w rozwoju swojej firmy i budowaniu przewagi konkurencyjnej – ten tekst jest właśnie dla Ciebie.
Monitoring energii w chmurze – nowoczesne narzędzie dla szefów utrzymania ruchu
Zakłady produkcyjne w Polsce stoją dziś przed wyzwaniem rosnących kosztów energii, obowiązków raportowania ESG oraz konieczności maksymalizacji efektywności operacyjnej. Dla działów utrzymania ruchu oznacza to potrzebę wyjścia poza tradycyjne metody pracy i sięgnięcia po rozwiązania, które dają pełną kontrolę nad zużyciem energii w czasie rzeczywistym. Nowoczesne systemy opomiarowania głównych odbiorów energii, zintegrowane w jednej aplikacji chmurowej, stają się dziś nie tylko przewagą konkurencyjną, ale wręcz koniecznością dla zakładów dążących do ciągłego doskonalenia procesów.
Dlaczego tradycyjne podejście do monitoringu energii już nie wystarcza?
Badania rynku z 2017 roku przeprowadzone przez Kantar Milward Brown ujawniły alarmujący fakt: aż 93% firm produkcyjnych potwierdza, że koszty energii stanowią istotną część całkowitego kosztu produkcji, jednak większość z nich nie potrafi odpowiedzieć na pytanie o rzeczywisty koszt produkcji z perspektywy zużycia mediów. Co więcej, tylko 7% najbardziej energochłonnych przedsiębiorstw instaluje liczniki na konkretnych maszynach, a 30% firm dysponuje jedynie głównym licznikiem dla całej fabryki.
Taka sytuacja sprawia, że firmy działają niejako „po omacku” – bez szczegółowych danych nie widzą możliwości optymalizacji, a przecież energia dosłownie może „ulatywać” przez nieszczelności w instalacjach sprężonego powietrza czy pracę urządzeń w trybie jałowym. W przypadku jednego z polskich producentów z branży przemysłowej, system monitoringu wykazał, że aż 25% energii marnotrawiło się właśnie przez nieszczelności w instalacji sprężonego powietrza.
Systemy SCADA i chmura – połączenie, które zmienia zasady gry
Systemy SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) od lat pełnią fundamentalną rolę w nadzorze procesów przemysłowych. Ich podstawowym zadaniem jest nieprzerwany nadzór nad procesami technologicznymi oraz gromadzenie informacji o kluczowych parametrach, takich jak zużycie energii elektrycznej, gazu, sprężonego powietrza czy innych mediów. Jednak prawdziwa rewolucja następuje, gdy systemy SCADA integruje się z platformami chmurowymi.
Nowoczesne rozwiązania umożliwiają monitorowanie w czasie rzeczywistym wszystkich kluczowych parametrów energetycznych z dowolnego miejsca na świecie, przez przeglądarkę internetową lub aplikację mobilną. Dzięki chmurze dane z setek punktów pomiarowych są agregowane, analizowane i prezentowane w intuicyjny sposób, eliminując konieczność budowania kosztownej infrastruktury IT na miejscu, zwłaszcza gdy są oparte na komunikacji bezprzewodowej GSM.
System watt24 umożliwia optymalizację parametrów pracy urządzeń w czasie rzeczywistym, na przykład poprzez dostosowanie prędkości napędów, ciśnienia w instalacjach czy temperatury procesów technologicznych, w celu minimalizacji strat energii. Wykorzystuje się do tego standard komunikacji Modbus oraz pomiar za pomocą przekładników, czujników temperatury i modułów lub bramek komunikacyjnych. TCM BOX obsługuje do 16 urządzeń zewnętrznych komunikujących się za pomocą protokołu Modbus RTU wykorzystujący interfejs RS-485, a maksymalna liczba urządzeń zależy od liczby rejestrów odczytywanych z urządzeń.
TCM BOX wyposażony jest w dwa wyjścia przekaźnikowe Out 1 i Out 2 (styk przełączny), do którego można podłączyć obciążenie o maksymalnym napięciu 24 V DC i maksymalnym natężeniu 1 A. Maksymalny przekrój przewodu to 1,5 mm2 . Wyjście Out 1 wykorzystuje złącza 1-3, a wyjście Out 2 wykorzystuje złącza 4-6. Przykład podłączenia został przedstawiony na rysunku 5. Wyjście przekaźnikowe można wykorzystać do załączania innych przekaźników, styczników lub zwierania wejść cyfrowych innych urządzeń.
Zakład utylizacyjny „Szadółki”
Firma Miastoprojekt Wrocław wykorzystała nasze rozwiązanie do wdrożenia systemu zarządzania energią, mediami i procesami w Zakładzie Utylizacyjnym w Gdańsku. Dzięki zastosowaniu nowoczesnych TCM BOX uzyskano 7% oszczędności, dane do raportów ESG, weryfikację faktur oraz dane do renegocjacji umów z dostawcą energii. Jedna platforma do zarządzania mediami dała pełne zrozumienie przepływu energii w zakładzie.
Producent płyt HDF/MDF
Wdrożył funkcjonalny system monitorowania energii elektrycznej, który stał się podstawą do otrzymania certyfikatu ISO 50001:2011. Wdrożenie systemu monitorowania mediów wraz z poszerzeniem zakresu świadomości energetycznej wśród pracowników pozwoliło na realizację oszczędności do 30% energii w różnej postaci na terenie zakładu.
Dbanie o wysoki poziom efektywności energetycznej stało się strategicznym celem przedsiębiorstwa i pozwoliło na wdrożenie certyfikowanego Systemu Zarządzania Energią według normy ISO 50001:2011, przy czym był pierwszym zakładem w Polsce, który uzyskał ten certyfikat w swoim sektorze.
Stacje paliw
Nasze rozwiązanie zostało wykorzystane przez Sescom do wdrożenia programu optymalizacji zużycia energii w jednej z trzech największych sieci stacji benzynowych w Polsce. W ciągu dwóch lat stworzona metodologia i podjęte działania doprowadziły do oszczędności w wysokości 1 miliona EUR. Z uwagi na osiągnięty sukces, klient zdecydował się wdrożyć nasze rozwiązanie w innych krajach.
Huta „Celsa”
TCM BOX to wszechstronne urządzenie, które dostosowuje się do różnych potrzeb użytkowników. W hucie „Celsa” system został z powodzeniem wdrożony przez firmę Partner Serwis i służy do precyzyjnego monitorowania zużycia energii przez wielki piec w określonych okresach.
Kluczowe korzyści z wdrożenia systemów monitoringu energii w chmurze
Redukcja kosztów operacyjnych
Smart metering stanowi ogromną szansę na zmniejszenie do 25% kosztów operacyjnych oraz zwiększenie wydajności o 20-40% na poziomie bezpieczeństwa, niezawodności czy relacji z klientami. Jednym z kluczowych elementów są oszczędności wynikające ze zmniejszenia strat mediów. W realizowanych projektach udowodniono, że energochłonne operacje mogą przynieść olbrzymie oszczędności energii.
Systemy monitoringu pełnią funkcję narzędzia umożliwiającego obniżanie kosztów energii poprzez identyfikację strat i marnotrawstwa. W efekcie spotykamy się z wdrożeniami systemów, których zakup zwraca się już po 6 miesiącach użytkowania. Efektywność energetyczna może prowadzić do redukcji zużycia energii elektrycznej nawet o 11-18%, a odpowiednie zarządzanie (monitoring, alarmy, procedury, automatyka) pozwala na redukcję zużycia energii na poziomie 20-30%.
Pełna kontrola i transparentność zużycia energii
Nowoczesne systemy dostarczają danych w czasie rzeczywistym, co pozwala na bieżące śledzenie zużycia energii przez poszczególne maszyny i urządzenia. Pracownicy mogą na bieżąco obserwować momenty, w których zużycie energii wzrasta, co może wskazywać na problemy techniczne lub nieefektywność. Systemy można skonfigurować tak, aby informowały o przekroczeniu określonych limitów zużycia energii, pików mocy czy temperatury, co pozwala na szybką reakcję.
Klient otrzymuje dostęp do aktualnych danych o zużyciu energii prezentowanych dla wszystkich obiektów, w podziale na lokalizacje, odbiory, profile i zakresy czasowe. Intuicyjny interfejs umożliwia dostęp online 24/7 z dowolnego urządzenia.
Dane a aplikacji są ułożone w przejrzysty sposób, co umożliwia ich łatwe odczytanie zarówno przez menedżerów ds. energii, właścicieli, facility manager’ów oraz nadzorców ruchu, zarządców nieruchomości, działy księgowo-finansowe.
System oparty na TCM BOX umożliwia m.in.:
- Pełny dostęp do bieżących i archiwalnych danych z dowolnego urządzenia.
- Monitorowanie pomiarów, parametrów, analizy zużycia i kosztów energii. Możliwość tworzenia spersonalizowanych raportów.
- Zdalne sterowanie urządzeniami w tym np. ogrzewaniem lub oświetleniem.
- Analizę obecnej taryfy w porównaniu z innymi dostępnymi na rynku oraz powiadomienia o przekroczeniach i awariach.
- Eliminację kar i opłat za energię bierną.
Predykcyjne utrzymanie ruchu i eliminacja awarii
Ciągły monitoring zużycia energii działa jak system wczesnego ostrzegania – natychmiast wychwytuje nietypowe skoki poboru mocy lub odchylenia od normy, które mogą świadczyć o stanach przed awaryjnych czy usterce urządzenia. Szybka informacja pozwala służbom utrzymania ruchu reagować, zanim dojdzie do poważnej awarii czy przestojów. Dzięki ciągłemu monitorowaniu kluczowych parametrów operacyjnych, takich jak wibracje, temperatura czy zużycie energii, można wykrywać subtelne odchylenia od normy, które wskazują na wczesne stadium awarii.
Algorytmy sztucznej inteligencji uczą się wykrywać subtelne odchylenia od normy, które mogą wskazywać na zbliżającą się awarię. Dzięki temu firma może planować konserwację i naprawy w optymalnym momencie, minimalizując czas przestojów i ich wpływ na procesy produkcyjne.
Podłączenie dodatkowych urządzeń Modbus. TCM BOX obsługuje do 16 urządzeń zewnętrznych komunikujących się za pomocą protokołu Modbus RTU wykorzystujący interfejs RS-485, a maksymalna liczba urządzeń zależy od liczby rejestrów odczytywanych z urządzeń. Do podłączenia należy wykorzystać przewód typu YTDY 2×0,5 lub inny zbliżony charakterystyką. Magistralę należy podłączyć zgodnie z rysunkiem 4 wykorzystując złącza A i B. Maksymalna długość magistrali to 50m, na jej długość może mieć wpływ prędkość transmisji danych, rodzaj użytego przewodu lub zakłócenia elektromagnetyczne. W przypadku podłączenia dodatkowych liczników energii należy pamiętać o rezystorze terminującym zamontowanym na końcu linii. TCM BOX wyposażony jest w interfejs RS-485 komunikujący się z systemem BMS za pomocą protokołu Modbus RTU. Do połączenia należy wykorzystać złącza (Modbus 2) 15-17. TCM BOX udostępnia do odczytu wszystkie zmierzone wartości.
TCM BOX umożliwia zliczanie impulsów za pomocą dedykowanego wejścia Pulse In. Napięcie pracy wejścia to 5 V. Wejście współpracuje z wyjściem impulsowym SO zgodnym z IEC 62053-31 oraz wyjściem impulsowym bezpotencjałowym typu OC. Do podłączenia należy wykorzystać przewody o przekroju 0,25-0,5 mm2 o maksymalnej długości 10 metrów. Urządzenie, z którego będą zliczane impulsy należy podłączyć pod złącza 13 (SO+) i 14 (SO-). Wejście impulsowe może współpracować z licznikami mediów posiadającym wyjście impulsowe zgodne z wyżej wymienioną normą.
TCM BOX wyposażony jest w dwa wejścia cyfrowe In1, In2, które mogą współpracować z wyjściami bezpotencjałowymi. Do podłączenia należy wykorzystać przewody o maksymalnym przekroju 1,5 mm2 i podłączyć je do złącz 10-12. Wejścia cyfrowe można wykorzystać do współpracy z urządzeniami posiadającymi wyjścia bezpotencjałowe np. przekaźnikowe. Przykładowo do wejścia cyfrowego można podłączyć czujkę ruchu, wyjście falownika lub wyjście centrali wentylacyjnej. W przypadku fotowoltaiki pozwala to w jednym miejscu integrować dane o autokonsumpcji PV i poborze energii elektrycznej z sieci.
Wsparcie raportowania ESG i dekarbonizacji
System monitoringu energii dostarcza dane, które są cenne podczas przygotowywania raportu ESG. Dzięki niemu firmy mogą rzetelnie i wiarygodnie raportować wyniki swoich działań związanych z aspektami środowiskowymi. Piotr Hargesheimer z Endress+Hauser podkreśla: „EMS nie tylko pomaga firmom ograniczyć negatywny wpływ na środowisko. Dodatkowo stanowi wymierny dowód na to, że firma optymalizuje swoją działalność i chce być bardziej efektywna energetycznie”.
Wykazana optymalizacja zużycia energii jest jednym z kluczowych działań, które powinni realizować przedsiębiorcy w kontekście nowych wymogów ESG w zakresie środowiskowym. Kwestia poprawy efektywności energetycznej bezpośrednio wpływa na poprawę wskaźników w zakresie emisyjności, stawianej jako cel zrównoważonego rozwoju biznesu, która powinna zostać ujęta w ramach strategii dekarbonizacji.
Zgodność z wymogami prawnymi – ISO 50001 i dyrektywa EED
Nowelizacja dyrektywy w sprawie efektywności energetycznej EED (2023/1791) nakłada obowiązek implementacji systemów zarządzania energią takich jak ISO 50001 dla przedsiębiorstw, które przekroczą poziom 85 TJ (23 611 MWh) średniego zużycia energii z ostatnich trzech lat. Zgodnie z zapisami dyrektywy musi to nastąpić najpóźniej do 1 października 2027 roku.
Wdrożenie systemu zarządzania efektywnością energetyczną zgodnego z normą ISO 50001 może znacząco ułatwić organizacjom spełnienie wymogów prawnych i poprawić zarządzanie zużyciem energii. Kraje członkowskie UE mają wspólnie osiągnąć redukcję zużycia energii o 11,7% do 2030 roku w stosunku do prognozowanego zużycia.
Integracja z istniejącymi systemami – klucz do sukcesu
Nowoczesne systemy monitoringu energii nie działają w próżni. Inteligentne systemy zarządzania energią mogą być zintegrowane z systemami ERP (Enterprise Resource Planning) i MES (Manufacturing Execution System), zapewniając kompleksowe zarządzanie zasobami w przedsiębiorstwie. Ta integracja umożliwia wymianę danych i synchronizację działań pomiędzy różnymi systemami, co przekłada się na bardziej efektywne wykorzystanie energii i zasobów w całej organizacji.
Dzięki integracji menedżerowie zyskują kompleksowy wgląd w zużycie energii na różnych poziomach organizacji – od pojedynczych urządzeń, przez linie produkcyjne, aż po całe zakłady. Integracja z systemem ERP umożliwia widoczność realizowanego zamówienia oraz kompatybilność z pozostałymi elementami. Urządzenia Smart Metering przesyłają dane do platformy IoT, gdzie są zbierane, a następnie udostępniane w Business Intelligence oraz systemie Industry 4.0.
Większy zakres integracji pomiędzy systemem ERP i MES wpływa na lepszą wydajność pracy oraz dokładniejszy przekaz informacji, ponieważ poszczególnych danych nie trzeba wprowadzać ręcznie. Rozwiązanie może zostać łatwo zintegrowane również z istniejącą infrastrukturą urządzeń i systemów IT, zapewniając jednocześnie bezpieczeństwo gromadzonych danych.
Bezpieczeństwo danych w chmurze – kluczowe aspekty
Bezpieczeństwo danych w sektorze przemysłowym staje się kluczowym zagadnieniem w dobie cyfryzacji. Nowoczesne platformy chmurowe wykorzystują szyfrowanie HTTPS i codzienne kopie zapasowe, zapewniając maksymalne bezpieczeństwo danych. Rozwiązania oparte na chmurze Microsoft Azure oferują najwyższy poziom bezpieczeństwa dzięki zastosowaniu zaawansowanych mechanizmów ochrony.
Wdrażanie standardów takich jak ISO/IEC 27001 (międzynarodowy standard zarządzania bezpieczeństwem informacji) oraz IEC 62443 (standardy bezpieczeństwa systemów automatyki przemysłowej) ma na celu nie tylko ochronę danych, ale również zapewnienie ciągłości działania systemów. W przypadku awarii lub ataku odpowiednie procedury i zabezpieczenia mogą znacząco zmniejszyć straty i przyspieszyć powrót do normalności.
Funkcjonalności nowoczesnych systemów monitoringu energii
Współczesne systemy oferują szeroki wachlarz funkcjonalności, które wspierają kompleksowe zarządzanie energią w zakładzie produkcyjnym:
Monitoring i wizualizacja w czasie rzeczywistym – dostęp do danych pomiarowych 24/7 online z każdego miejsca, zużycie, moc, profile godzinowe i dobowe w czasie rzeczywistym.
Agregacja i automatyczne raportowanie – agregacja danych z wielu punktów pomiarowych w jednej platformie, automatyczne zestawienia zużycia energii, przekroczenia mocy, bilans energetyczny obiektu oraz kluczowe wskaźniki KPI, archiwizacja danych z dostępem do pełnej historii pomiarów.
System alarmów i prewencja – funkcja „strażnika mocy” zapobiegająca przekroczeniom mocy, natychmiastowe powiadomienia o nieprawidłowościach takich jak awarie, przekroczenia czy spadki napięcia.
Analiza predykcyjna i sztuczna inteligencja – algorytmy AI analizują dane historyczne i bieżące, przewidując zapotrzebowanie na energię i wykrywając anomalie przed wystąpieniem awarii. Systemy AI są w stanie zmniejszyć koszty operacyjne nawet o 25%.
Wsparcie strategii ESG – monitoring instalacji OZE (fotowoltaicznych, kogeneracyjnych), wyliczanie i kontrola śladu węglowego, raportowanie zgodne z wymogami ESG.
Jak rozpocząć wdrożenie – praktyczne wskazówki
Dla działów utrzymania ruchu planujących wdrożenie systemu monitoringu energii kluczowe jest podejście etapowe:
Etap 1: Audyt i identyfikacja kluczowych odbiorów – przeprowadzenie przeglądu energetycznego zakładu, identyfikacja największych odbiorców energii oraz miejsc potencjalnych strat.
Etap 2: Wybór odpowiedniej technologii – decyzja o zakresie opomiarowania (główne odbiory, linie produkcyjne, pojedyncze maszyny), wybór technologii sensorów (bezprzewodowe, przewodowe, bezinwazyjne), określenie wymagań dotyczących integracji z istniejącymi systemami.
Etap 3: Wdrożenie pilotażowe – rozpoczęcie od wybranego obszaru zakładu lub linii produkcyjnej, weryfikacja poprawności pracy systemu i zbieranych danych, analiza pierwszych wyników i identyfikacja quick wins.
Etap 4: Skalowanie i integracja – rozszerzenie systemu na kolejne obszary zakładu, integracja z systemami ERP, MES, CMMS, pełne wdrożenie funkcji raportowania i alarmowania.
Etap 5: Ciągłe doskonalenie – analiza zebranych danych i identyfikacja obszarów optymalizacji, szkolenie pracowników i budowanie świadomości energetycznej, regularne przeglądy i aktualizacja strategii energetycznej.
Wszystkie te etapy wykona dla Państwa jeden Partner – spółka FOKUS Consulting Sp. z o.o., która jest właścicielem marki watt24.pl.
Podsumowanie – inwestycja, która się zwraca
Wdrożenie nowoczesnego systemu opomiarowania głównych odbiorów energii zintegrowanego w aplikacji chmurowej to dziś nie tylko odpowiedź na wymogi prawne czy trendy rynkowe. To przede wszystkim realna możliwość osiągnięcia wymiernych korzyści finansowych, operacyjnych i wizerunkowych.
Polskie przykłady wdrożeń dowodzą, że inwestycja w monitoring energii przynosi efekty już w krótkim okresie – od 6 miesięcy do 2 lat, a oszczędności mogą sięgać od 20% do 30% zużycia energii (np. prądu, gazu, wody). Dodatkowo, systemy te wspierają predykcyjne utrzymanie ruchu, minimalizując ryzyko awarii i przestojów produkcyjnych.
Dla szefów utrzymania ruchu oznacza to przejście od reaktywnego modelu pracy („naprawiamy co się zepsuje”) do proaktywnego zarządzania („wiemy, co się stanie i jesteśmy na to przygotowani”). W dobie rosnących kosztów energii, wymogów ESG i presji na efektywność operacyjną, systemy monitoringu energii w chmurze przestają być opcją – stają się koniecznością dla zakładów, które chcą pozostać konkurencyjne na rynku.
Zapraszamy do kontaktu.