Punkty pomiaru energii należy wybierać na podstawie decyzji, które firma chce podejmować dzięki zebranym danym. Najpierw warto objąć pomiarem cały obiekt, następnie wyodrębnić hale, wydziały, linie produkcyjne i instalacje pomocnicze, a pojedyncze maszyny mierzyć tylko wtedy, gdy mają duży udział w zużyciu lub wymagają osobnej analizy. Dobry punkt pomiarowy obejmuje jednoznaczny obszar, można go powiązać z produkcją albo odpowiedzialnością konkretnego działu, a jego wyniki pozwalają podjąć określone działanie.
Zacznij od określenia celu pomiarów
Wybór punktów pomiarowych nie powinien zaczynać się od przeglądania liczników ani wskazywania wolnych miejsc w rozdzielnicach. Najpierw trzeba określić, czego firma chce dowiedzieć się o zużyciu energii.
Cel może polegać na przypisaniu kosztów do hal lub działów, znalezieniu największych odbiorników, porównaniu zmian produkcyjnych, ocenie efektów modernizacji albo wykrywaniu urządzeń pracujących podczas postoju. Każdy z tych celów wymaga innego poziomu szczegółowości.
Jeżeli firma chce tylko kontrolować łączne zużycie zakładu, wystarczy pomiar nadrzędny. Gdy potrzebuje ustalić, która hala odpowiada za wzrost poboru, konieczne są podliczniki na głównych gałęziach zasilających. Analiza zużycia przypadającego na produkt może natomiast wymagać oddzielnych pomiarów linii lub procesów.
Przed wskazaniem miejsca montażu warto dla każdego potencjalnego punktu zapisać jedno pytanie, na które ma odpowiadać. Jeżeli nie da się określić, jaka decyzja zostanie podjęta na podstawie wyniku, instalacja dodatkowego licznika może nie przynieść użytecznej informacji.
Przygotuj mapę przepływu energii w obiekcie
Następnym krokiem jest odtworzenie drogi energii od przyłącza do najważniejszych odbiorników. Pomocne będą schematy instalacji elektrycznej, opisy pól rozdzielczych, dokumentacja maszyn oraz informacje od pracowników utrzymania ruchu.
Na mapie należy zaznaczyć:
- główne źródło zasilania i pomiar całego obiektu,
- rozdzielnice zasilające budynki, hale lub wydziały,
- linie technologiczne i większe maszyny,
- instalacje pomocnicze,
- obwody obejmujące odbiorniki należące do kilku różnych obszarów.
Sama nazwa pola w rozdzielnicy nie zawsze pokazuje jego aktualny zakres. W wyniku modernizacji lub rozbudowy jeden odpływ może zasilać urządzenia należące do dwóch linii, różne pomieszczenia albo kilka jednostek organizacyjnych. Przed zatwierdzeniem punktu trzeba więc sprawdzić, co rzeczywiście znajduje się za danym obwodem.
Mapa nie musi być od razu szczegółowym projektem technicznym. Na etapie koncepcyjnym powinna przede wszystkim pokazać, które grupy odbiorników można rozdzielić oraz gdzie granice instalacji elektrycznej odpowiadają granicom procesów i odpowiedzialności.
Zbuduj hierarchię liczników energii
Punkty pomiarowe w zakładzie powinny tworzyć uporządkowaną strukturę. Dzięki temu można przechodzić od zużycia całego obiektu do coraz dokładniejszych danych i ustalić, na którym poziomie pojawiła się zmiana.
Pomiar całego obiektu
Najwyższy poziom hierarchii obejmuje cały zakład, budynek lub lokalizację. Stanowi punkt odniesienia dla pomiarów niższego poziomu i pozwala sprawdzić, jaką część całkowitego zużycia wyjaśniają podliczniki.
Projektując strukturę, trzeba poprawnie określić zależność między pomiarem nadrzędnym i podrzędnym. Pomaga w tym rozróżnienie funkcji, jakie pełnią licznik główny i podliczniki, bez traktowania każdego wskazania jako równorzędnego źródła danych.
Budynki, hale i wydziały
Kolejny poziom może odpowiadać dużym częściom obiektu, takim jak hala produkcyjna, magazyn, część biurowa, warsztat lub odrębny wydział. Taki podział jest przydatny, gdy poszczególne strefy mają inne godziny pracy, przeznaczenie albo osoby odpowiedzialne za zużycie.
Podlicznik na poziomie hali powinien obejmować możliwie jednoznaczny zakres. Jeżeli zasila również część innego budynku lub wspólną instalację, wynik nie będzie przedstawiał zużycia wyłącznie tej strefy.
Linie i procesy technologiczne
Pomiar energii na liniach produkcyjnych jest uzasadniony, gdy linie wykonują różne produkty, pracują według innych harmonogramów albo mają być porównywane między zmianami. Oddzielny punkt pozwala również oceniać skutki modernizacji konkretnej części procesu bez wpływu pozostałych odbiorników.
Nie każda linia jest jednak zasilana z jednego odpływu. Jeżeli jej maszyny są rozproszone między kilkoma rozdzielnicami, uzyskanie pełnego wyniku może wymagać połączenia danych z kilku punktów. Trzeba wtedy dopilnować, aby ich zakresy nie nakładały się i nie obejmowały urządzeń należących do innych procesów.
Pojedyncze urządzenia
Najniższy poziom hierarchii obejmuje wybrane maszyny. Nie należy automatycznie instalować licznika przy każdym urządzeniu. Taki pomiar ma sens przede wszystkim wtedy, gdy maszyna zużywa dużo energii, pracuje niezależnie od reszty linii, ma istotny pobór podczas postoju lub może być osobno modernizowana.
Jak ocenić wartość punktu pomiarowego
Każdy rozważany punkt warto ocenić według kilku kryteriów. Nie istnieje jeden obowiązujący próg zużycia ani uniwersalna liczba podliczników. O wyborze powinna decydować wartość informacji w odniesieniu do kosztu i trudności wykonania pomiaru.
| Kryterium | Pytanie kontrolne | Wysoki priorytet | Niski priorytet |
|---|---|---|---|
| Udział w zużyciu | Jak dużą część energii obejmuje punkt? | Hala, linia lub duża instalacja | Mały obwód pomocniczy |
| Zmienność poboru | Czy zużycie wyraźnie zmienia się w czasie? | Duże różnice między zmianami i postojami | Stały, przewidywalny pobór |
| Możliwość działania | Czy na podstawie danych można coś zmienić? | Możliwa zmiana harmonogramu, ustawień lub sposobu pracy | Brak wpływu na odbiorniki |
| Odpowiedzialność | Czy wynik można przypisać konkretnemu obszarowi? | Jedna hala, linia, instalacja lub dział | Przypadkowa grupa urządzeń |
| Powiązanie z produkcją | Czy zużycie można zestawić z wynikiem procesu? | Dostępne dane o produkcji, cyklach lub czasie pracy | Brak mierzalnego wyniku procesu |
| Wykonalność | Czy pomiar można bezpiecznie wykonać? | Dostępny odpływ i miejsce na aparaturę | Konieczna kosztowna przebudowa |
Udział w całkowitym zużyciu
Najpierw warto mierzyć obszary odpowiadające za znaczną część poboru. Oddzielenie dużej sprężarkowni, instalacji chłodniczej lub głównej hali może dostarczyć więcej użytecznych danych niż montaż wielu liczników przy niewielkich odbiornikach.
Nie należy jednak wybierać punktów wyłącznie na podstawie mocy znamionowej urządzeń. Maszyna o dużej mocy, która działa sporadycznie, może zużywać mniej energii niż mniejszy odbiornik pracujący przez całą dobę.
Zmienność i trudne do wyjaśnienia zmiany
Wysoki priorytet powinny otrzymać strefy, których pobór zależy od zmiany produkcyjnej, rodzaju wyrobu, pory dnia albo warunków pracy. Oddzielny pomiar jest również przydatny, gdy zużycie pozostaje wysokie podczas postoju lub rośnie bez widocznej przyczyny.
Dane z takiego punktu pomagają zawęzić obszar poszukiwania problemu. Nie przesądzają jednak, czy przyczyną jest awaria, niewłaściwe ustawienie, nieszczelność czy zmiana organizacji pracy. Wskazują miejsce wymagające dalszego sprawdzenia.
Możliwość przypisania odpowiedzialności
Punkt pomiarowy jest bardziej użyteczny, gdy odpowiada zakresowi, za który odpowiedzialny jest konkretny dział, kierownik linii albo zespół techniczny. Dane obejmujące przypadkową grupę urządzeń z kilku procesów trudno przełożyć na decyzje operacyjne.
Granica strefy pomiarowej powinna więc możliwie dobrze odpowiadać strukturze organizacyjnej. Nie oznacza to, że każda komórka firmy potrzebuje własnego licznika. Podział jest potrzebny tam, gdzie odpowiedzialność za sposób użytkowania energii jest rzeczywiście rozdzielona.
Powiązanie z wynikiem procesu
Jeżeli firma chce analizować efektywność produkcji, punkt musi obejmować odbiorniki związane z określonym procesem. Jego dane powinny dać się zestawić z liczbą wyprodukowanych sztuk, masą produktu, czasem pracy albo liczbą cykli.
Licznik obejmujący jednocześnie linię produkcyjną, magazyn i część oświetlenia nie pozwoli wiarygodnie przypisać energii do produktu. W takim przypadku konieczne może być rozdzielenie odbiorników lub przyjęcie bardziej ogólnego celu pomiaru.
Jak podzielić obiekt na strefy pomiarowe
Dobry podział obiektu na strefy pomiarowe uwzględnia jednocześnie strukturę instalacji elektrycznej, przebieg procesów oraz sposób zarządzania firmą. Żadne z tych kryteriów nie powinno być stosowane samodzielnie.
Wykorzystaj naturalne granice instalacji
Najprostszymi miejscami montażu podliczników są zwykle odpływy zasilające wyodrębnione hale, rozdzielnice lokalne, linie lub instalacje techniczne. Pozwalają one objąć pomiarem całą gałąź bez ingerowania w każde urządzenie osobno.
Odpowiedź na pytanie, gdzie zamontować podliczniki energii, nie sprowadza się jednak do wskazania najbliższej rozdzielnicy. Punkt powinien znajdować się tam, gdzie zasilanie rozdziela się zgodnie z planowanymi strefami. Jeżeli jedna gałąź zasila kilka niepowiązanych obszarów, jej wynik może być zbyt ogólny.
Dopasuj strefy do organizacji pracy
W zakładzie produkcyjnym warto rozdzielić obszary mające inne harmonogramy, cele albo sposób zarządzania. Mogą to być dwie hale, niezależne linie, magazyn chłodniczy, część biurowa i instalacje wspólne.
Instalacje pomocnicze, takie jak sprężone powietrze lub chłodzenie, często obsługują kilka wydziałów. Ich pomiar powinien wtedy tworzyć osobną gałąź w hierarchii, zamiast być przypisany przypadkowo do jednej z hal.
Sprawdź kompletność hierarchii
Każdy podlicznik powinien mieć jednoznaczny punkt nadrzędny. Suma punktów niższego poziomu może być mniejsza od wskazania licznika nadrzędnego, ponieważ nie wszystkie obwody muszą zostać opomiarowane, a w instalacji występują również straty i różnice pomiarowe.
Duża lub rosnąca rozbieżność wymaga jednak sprawdzenia, czy nie pominięto ważnej gałęzi, nie przypisano odbiornika do niewłaściwej strefy albo nie zsumowano zakresów nakładających się na siebie. Nie należy także dodawać do siebie pomiaru całej hali i pomiarów jej linii, ponieważ energia linii jest już zawarta w wyniku hali.
Które urządzenia mierzyć osobno
Osobny pomiar pojedynczego urządzenia jest uzasadniony, gdy wynik pozwoli wykonać analizę niedostępną na poziomie całej linii. Dotyczy to zwłaszcza dużych sprężarek, agregatów chłodniczych, pieców, pomp, wentylatorów, maszyn pracujących cyklicznie oraz urządzeń mogących zużywać dużo energii podczas postoju.
Warto rozważyć oddzielny licznik, gdy urządzenie:
- należy do największych odbiorników w zakładzie,
- ma kilka odmiennych stanów pracy,
- często działa bez obciążenia produkcyjnego,
- może być wyłączane lub regulowane niezależnie,
- ma być porównywane z podobnymi maszynami,
- zostanie objęte modernizacją,
- generuje trudne do wyjaśnienia zmiany poboru.
Gdy pomiar linii nie pokazuje, która maszyna odpowiada za odchylenie, kolejnym krokiem może być monitorowanie pojedynczej maszyny. Nie oznacza to jednak konieczności trwałego opomiarowania wszystkich urządzeń. W niektórych przypadkach do rozpoznania struktury zużycia wystarczy pomiar czasowy, na podstawie którego wybiera się punkty stałe.
Osobny podlicznik zwykle nie jest potrzebny, jeśli urządzenie ma małe i stabilne zużycie, zawsze pracuje razem z resztą procesu albo jego wynik nie wpłynie na żadną decyzję. Nadmierna liczba punktów zwiększa koszt systemu, utrudnia utrzymanie danych i może odciągać uwagę od najważniejszych odbiorników.
Uwzględnij instalacje pomocnicze
Znaczna część energii w zakładzie może być zużywana poza bezpośrednim procesem produkcyjnym. Z tego powodu przy wyborze punktów trzeba sprawdzić instalacje obsługujące cały obiekt lub kilka linii.
W zależności od profilu zakładu mogą to być:
- sprężone powietrze,
- wentylacja i klimatyzacja,
- chłodzenie technologiczne,
- pompy i układy obiegowe,
- odpylanie oraz odciągi,
- ogrzewanie elektryczne i procesy cieplne,
- ładowanie wózków lub pojazdów,
- oświetlenie hal i terenów,
- serwerownie oraz infrastruktura informatyczna.
Nie każda z tych instalacji wymaga oddzielnego licznika. Priorytet powinny otrzymać systemy o dużym udziale w zużyciu, pracujące niezależnie od produkcji albo obsługujące wiele obszarów. Ich wydzielenie pozwala uniknąć przypisywania kosztów instalacji wspólnej do jednej przypadkowej hali.
Sprawdź techniczną wykonalność pomiaru
Koncepcyjna lokalizacja punktu musi zostać zweryfikowana pod względem technicznym. Trzeba sprawdzić, czy wybrany odpływ rzeczywiście odpowiada planowanej strefie, czy w rozdzielnicy jest miejsce na aparaturę oraz czy montaż będzie wymagał przebudowy lub przerwy w zasilaniu.
Należy również uwzględnić sposób przesyłania danych, warunki panujące w miejscu instalacji, wymagany zakres pomiarowy i możliwość późniejszej rozbudowy. Punkty na różnych poziomach hierarchii powinny być dobrane tak, aby ich wskazania można było sensownie porównywać.
Projektowanie i wykonywanie pomiarów w instalacjach elektrycznych wymaga odpowiednich kwalifikacji. Dobór urządzeń, przekładników, zabezpieczeń oraz sposób montażu powinny zostać określone lub zweryfikowane przez uprawnionego projektanta albo wykonawcę. Nie należy samodzielnie ingerować w czynną rozdzielnicę.
Wdrażaj punkty pomiarowe etapami
Nie trzeba od razu opomiarować każdego możliwego obwodu. W pierwszym etapie najlepiej wybrać punkty zapewniające szeroki obraz zużycia i możliwość rozdzielenia najważniejszych obszarów.
Praktyczna kolejność może wyglądać następująco:
- Zachowanie pomiaru całego obiektu jako punktu odniesienia.
- Rozdzielenie głównych budynków, hal lub wydziałów.
- Oddzielne opomiarowanie największych linii i instalacji pomocniczych.
- Zebranie danych i wskazanie obszarów o największej zmienności.
- Dodanie liczników przy wybranych maszynach wymagających dokładniejszej analizy.
- Weryfikacja, czy każdy punkt nadal odpowiada na konkretne pytanie.
Przykładowo zakład z dwiema halami, trzema liniami, wspólną sprężarkownią i instalacją chłodniczą może zacząć od pomiaru obu hal oraz instalacji wspólnych. Jeżeli dane wskażą niewyjaśniony wzrost zużycia jednej linii, dopiero wtedy warto zejść do poziomu jej najważniejszych maszyn.
Przed zatwierdzeniem każdego punktu należy odpowiedzieć na kilka pytań: jaki obszar obejmie, z czym jego wynik będzie porównywany, kto może zareagować na zmianę i czy istnieje prostszy sposób uzyskania tej samej informacji. Punkt, który nie prowadzi do działania ani nie wyjaśnia struktury zużycia, prawdopodobnie nie powinien znaleźć się w pierwszym etapie systemu.
