Processi di produzione efficienti dal punto di vista energetico
Nuovi processi industriali e nuovi modi di far funzionare i processi esistenti sembrano essere il mantra globale per una più alta efficienza energetica e per ridotte emissioni di anidride carbonica. In particolare, controllo e funzionamento del procedimento, macchinari rotanti e dispositivi elettrici stanno diventando radicalmente più integrati. Ciò offre nuove opportunità per il risparmio energetico attraverso una migliore gestione, automazione e ottimizzazione delle apparecchiature. Per affrontare le attuali lacune tecnologiche vi è la necessità di ulteriore formazione e ricerca. Gli scienziati hanno avviato il progetto ENERGY-SMARTOPS (Energy savings from smart operation of electrical, process and mechanical equipment) per formare in questa direzione un gruppo di giovani ricercatori nel campo dell’ingegneria. I ricercatori sono riusciti a sviluppare nuovi approcci di misurazione e algoritmi per aumentare la fiducia nelle tecniche di monitoraggio delle condizioni e per consentire una manutenzione basata sulle condizioni. I metodi attuali non sono in grado di diagnosticare correttamente le condizioni delle macchine sincrone. Invece, i metodi appena sviluppati consentono di identificare i guasti alle macchine sincrone, distinguendo tra guasti elettrici e meccanici. Questo riduce la necessità di una manutenzione periodica, rendendo più efficiente il processo. L’utilizzo della fusione di dati multi sensore per combinare i risultati del monitoraggio provenienti da sottosistemi multipli consente di identificare la fonte più probabile di un guasto, portando a un periodo di inattività ridotto e a diagnosi più accurate. I ricercatori hanno sviluppato nuovi sistemi di ottimizzazione che usano le informazioni e i suggerimenti del monitoraggio riguardanti la migliore configurazione di riciclo di un compressore di gas, aumentando in tal modo l’efficienza del sistema e riducendo i costi di esercizio complessivi. In particolare, un approccio di pianificazione nei processi di produzione può portare a una riduzione del 10 % nei costi di esercizio e a una diminuzione massima del consumo energetico pari al 37 %. Tra gli altri risultati del progetto ci sono algoritmi migliorati per il monitoraggio predittivo del processo che possono fornire informazioni sulla presenza di guasti, la loro origine e il loro impatto sulle prestazioni del sistema/macchinario. Inoltre, i ricercatori hanno ideato delle tecniche di controllo avanzate e robuste per gli azionamenti elettrici, prendendo in considerazione perdite nel ferro e saturazione della macchina, varianti nei parametri del modello e requisiti di processo. Infine, è stato sviluppato uno strumento di ottimizzazione della pianificazione, assicurando un’integrazione senza problemi e la disponibilità di dati e informazioni all’interno di un’acciaieria. Esso consente inoltre l’interazione utente quando si deve affrontare una crescente instabilità nella produzione, e nella disponibilità di energia e materie prime. ENERGY-SMARTOPS è in linea con la strategia europea per la riduzione del consumo energetico di almeno il 20 % entro il 2020.
Parole chiave
Processi produzione, risparmi energetici, controllo processo, macchina sincrona, compressore gas
