Conclusioni

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Conclusioni

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ENERSIS 2004:
Sistemi per l’Elettricita’ ed il Gas
Milano
© ABB Energy Automation SpA - 1
02-04-04
2 Aprile 2004
Tecniche di Diagnostica
Predittiva per la
massimizzazione
dell’Utilizzo degli
Impianti di Produzione di
Energia in un Mercato
Liberalizzato
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Franco Gatti
ABB Energy Automation, SpA
Sesto San Giovanni
Maurizio Barabino, Francesco Brugna
ABB Energy Automation, SpA
© ABB Energy Automation - 2
Genova
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Indice della Presentazione

Enterprise Asset Management

Supporto Tecnologico

Nuove frontiere

Conclusioni
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Strategie di Manutenzione
Correttiva
Preventiva
Manutenzione per
ripararare guasti
Manutenzione
per prevenire
guasti
Predittiva
Monitoraggio
dello stato per
prevedere
guasti
imminenti
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Dove vanno i soldi spesi in manutenzione?
Predittiva
5%
Preventiva
35%
Correttiva
60%
Fonte:
Fortune (Aprile 1999),
Ibbotson
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Dove sono gli sprechi?
Correttiva
60%
Predittiva
5%
Preventiva
35%
Necessaria
14%
Non
Necessaria
21%
Fonte:
Fortune (Aprile 1999),
Ibbotson
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Dove si puo’ migliorare (risparmiare)?

Aumentare la quota di manutenzione predittiva

Diminuendo la quota di manutenzione preventiva non
necessaria (21%)

Diminuendo la quota di manutenzione correttiva (65%)

I margini di miglioramento sono enormi, ma richiedono
la stretta collaborazione dei due mondi (automazione e
gestione)

Questa e’ la missione di Enterprise Asset Management
(EAM)
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Nuove frontiere

Conclusioni
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ANSI/ISA-95.00.01-2000 (SP-95)

Definisce l’integrazione tra i
sistemi di gestione (ERP) e di
Controllo (DCS)

Identifica una gerarchia funzionale
articolata in 5 livelli (da 0 a 4)

I livelli da 0 a 2 sono relativi al
mondo DCS

Il livello 4 e’ relativo al mondo
ERP

Il livello 3 e’ il ponte, solitamente
denominato MES (Manufacturing
Execution System)
Le attivita’ di Manutenzione
appartengono ai livelli 3 e 4
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MIMOSA

Machinery Information
Management Open Systems
Alliance

Ha l’obiettivo di definire in modo
unificato i dati fondamentali
relativi alle condizioni del
macchinario e alle modalita’ di
interfaccia

La definizione si basa su una
rappresentazione denominata
Common Relational Information
Schema (CRIS), usando XML
come linuaggio (eXtensible
Markup Language)

MIMOSA e SP-95 cooperano
per definire

Modelli transazionali

Contenuti delle transazioni
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DCS e ERP: tecnologie convergenti
SP95
MIMOSA
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E’ veramente tutto qui?

IP
HA RIN
FU NN CIP
A che punto siamo
NZ O, ALI
O
I
Tecnologia di calcolo e di comunicazione ONA AV FOR
LIT RA NIT
PC (sistema operativo irrilevante)
A’ N N O R
O,
I
IP
QU DI D
Ethernet e TCP/IP
R
HA IN
ES C S
C
N
TE
F
I
Standards (OPC, …)
U N N O PA
ZIO , O LI F
Modelli e contentuti delle transazioni
NA AV OR
LIT RA NIT
SP-95
A’ N N O R
O,
I
QU DI E
MIMOSA
ES RP
TE
Ma:

Basta questo per definire un modello di integrazione?

Consentira’ di fruire del sistema in modo unificato?

Facilitera’ l’accesso alle informazioni?

Garantira’ un unico punto di immissione dei dati?

E, soprattutto, bastera’ per ridurre i costi di manutenzione?
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Nuove frontiere

Conclusioni
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Scenario attuale

Le soluzioni esistenti

Sono basate su
strumenti isolati, che
richiedono il
trasferimento manuale
dei dati

Si affidano
all’esperienza del
personale di
manutenzione

Si concentrano
principalmente su
manutenzione
correttiva e preventiva
Non si prestano
all’esecuzione di
processi manutentivi
integrati
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Modellazione per oggetti complessi
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I contenuti applicativi

Fornire un’architettura di
integrazione per strumenti isolati

Fornire un modo semplice di
arricchire il sistema con
l’esperienza del personale di
manutenzione

Con riferimento al modello per
oggetti, ogni strumento puo’
diventare una proprieta’ (aspetto)
dell’oggetto
Condition Monitor Development
Kit (CMDK) per la configurazione
semplificata di algoritmi e viste e
per la creazione degli oggetti
corrispondenti
Facilitare (e promuovere) il
coinvolgimento del cliente nella
definizione e formalizzazione delle
esperienze acquisite sui
macchinari
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Concetti fondamentali

macchinario 1
150%
100%
macchinario 6
macchinario 2
50%
0%
Visualizzazione intuitiva ed
immediata delle condizioni
dell’impianto (diagrammi radar):
ogni vertice e’ collegato a
diagrammi di livello inferiore
secondo un’organizzazione
gerarchica del macchinario
macchinario 5
macchinario 3
macchinario 4
Condition Monitors Workflow
Auto/Man
Condition
Filter
Filtering
parameters
Residual
Time Before
Maintenance
Warning
Threshold
Activation
Minimum
time before
maintenance
Inhibit
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Funzioni di Base

Totalizzatori Digitali

Monitoraggio tempo di vita

Monitoraggio numero di
operazioni

Invecchiamento Materiali

Libreria di Condition Monitors
Predefiniti

Funzioni di Predizione

Presentazione dei dati

Diagrammi radar

Mimici di macchinario
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Esempio di Oggetto Applicativo: Condensatore
Oggetto
Filtro
Abilitazione
Condizione per Abilitazione
Utenza ON
Potenza lorda a valore ottimale
Unita’ in condizioni di regime
Variabili Contribuenti
Utenza ON/OFF
Potenza lorda turbina a vapore
Stato unita’
Fenomeno
Insufficiente
scambio termico
Intasamento
Rientrate aria
Rientrate acqua
Indicatore Diagnostico
Fattore di pulizia
LMTD
DP ingresso-uscita
O2 condensato
Conducibiltà condensato
PH condensato
Variabili Contribuenti
Fattore di pulizia
LMTD
DP ingresso-uscita
O2 condensato
Conducibiltà condensato
PH condensato
Anomalia
sistema vuoto
DP acqua-incondensabili
Pos. valv. regolaz. DP pompe vuoto
DP acqua-incondensabili
Pos. valv. reg. DP pompe vuoto
Consumo di vita
Ore funzionamento
Numero avviamenti
N° scatti turb. a vapore sotto carico
Ore funzionamento
Ore totali
o
N di avviamenti
N° scatti turb. a vap. sotto carico
Ore funzionamento
Ore totali
o
N di avviamenti
N.A.
N.A.
Variabili aggiuntive specifiche
Tutti
Macchinario
Condensazione
Vuoto
Prestazioni
Supervisione
Condensatore
Oggetto
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Esempio di Oggetto Applicativo: Condensatore
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Diagnostica Fieldbus

Esempio di un Condition
Monitor predisposto dal
fornitore
Motor Control Center (MCC)
collegato al DCS tramite
Profibus DP

Il protocollo fieldbus consente
di trasmettere informazioni
diagnostiche dettagliate

L’infrastruttura consente di
associare il Condition Monitor
all’oggetto che lo rappresenta
Monitoring Features
MCU 1
MCU 2
Motor Phase Current
Thermal Capacity
Mains Voltage and Frequency
Power Factor
Active Power
Reactive Power
Overload
Underload
Time to Trip
Time to Reset
Motor Temperature
Earth Leakage
Number of Remaining Starts
Number of Trips
Hours Run
Contactor Operations
Rotation Speed
Under Voltage and Auto-Restart
9
9
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9
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9
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Nuove frontiere

Conclusioni
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Conclusioni

La tecnologia e gli standard sono maturi per proporre soluzioni
verticalmente integrate di EAM che comprendono DCS ed ERP

Tecnologia e standards presto non costituiranno piu’ un vantaggio
competitivo in quanto i fornitori di DCS ed ERP si stanno
attrezzando per soddisfarne la richiesta

Il vero valore aggiunto di un’applicazione verticalmente integrata si
deve quindi ricercare nell’abilita’ di sfruttare tecnologie e standards
per proporre soluzioni che combinano l’esperienza di clienti e
fornitori

La capacita’ di catturare quest’esperienza e di farla diventare parte
della soluzione in un’architettura perfettamente integrata sara’ la
chiave del successo in questo mercato
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Il futuro e’ oggi …
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