‘Stoppen’ met data

“Heb je een elektromotor, hoe groot die ook mag zijn, en neemt die meer vermogen op dan gebruikelijk, dan neemt de stroom toe en wordt de motor warm. Dan moet de motor wel netjes afschakelen. Anders krijg je brand – of erger”, stelt Johan Beumer, productmanager Benelux bij Eaton Industries. Maar zie je niet meer dan een industriële ‘stop’, dan laat je nogal wat liggen. Inzicht – en niet in de laatste plaats geld. Op het komende Machinebouw-event van FHI, 3 december in 1931 Congrescentrum in ’s-Hertogenbosch, vertelt hij hoe je alles uit de vermogensautomaat haalt.

“Je voorkomt er schade mee. Vanuit de regelgeving is dat primair de functie: installaties en personen beschermen. Dat is hoe we daar klassiek al jaren tegenaan kijken”, vat Johan het nog even samen. Maar in de loop der jaren is de automaat met een meetmechanisme, een bimetaaltje of een spoeltje, flink veranderd en in staat tot heel wat meer. Want zeker bij de wat grotere vermogens heb je het bij een moderne vermogensautomaat over geavanceerde elektronische technologie. ”De meetspoel zit er nog steeds in. Die genereert een bepaalde stroom, daar zit een karakteristiek aan en schakel je veilig af. De apparatuur is natuurlijk door de jaren heen steeds geavanceerder geworden. Je kunt meer dingen instellen en motoren nauwkeurig beveiligen. Maar dankzij de toegepaste elektronica kun je nog veel meer dingen gaan doen.”

Voorkomen

“Wij willen als elektrische mensen schade voorkomen”, vervolgt Johan. “Wat is er dan mooier dan dat je kunt meten wanneer iets mis dreig te gaan en dan vroegtijdig afschakelt. Daarom zit daar, wat wij noemen, een predictive maintenance-functie in, als bijvoorbeeld zo’n schakelaar het een aantal keer voor zijn kiezen heeft gekregen en is afgeschakeld. De automaat meet dat hij belast is en je kunt voorspellend onderhoud gaan doen. Je weet bijvoorbeeld dat dan 80 procent van de levensduur is bereikt en krijg je een belletje, er gaat een signaaltje naar de PLC of er gaat een lampje branden. Daarmee voorkom je storingen op ongewenste tijden. Je plant zaken meer en dat scheelt enorm in onderhoudskosten en correctieve maatregelen achteraf. Dat doe je met de hulp van de meetunit in die vermogensautomaten.”

Meten met een vermogensautomaat

Je kunt  wel een honderdtal meetwaarden uit een beetje vermogensautomaat van Eaton halen, vertelt Johan. “Stroom per fase, stroomongelijkheid, faseongelijkheid, spanning, cosinus phi, blindvermogen, reactief vermogen, het aantal schakelingen en de waardes waarop is uitgeschakeld en ga maar door. Die getallen kun je koppelen aan een PLC of een hoge gelegen ERP-systeem en gebruiken voor analyse. Je ziet bijvoorbeeld  dat een motor in een tijdsbestek van een maand vijf keer onverklaarbaar thermisch is uitgeschakeld. De motor koelt af en schakelt weer in en werkt. Maar, dit is toch niet goed en daar moet eens naar gekeken worden. Misschien zijn de lagers wel versleten.”

Je kunt met de automaat ook de harmonische verstoring in het net meten. “Bij grote vermogens gebruik je meestal frequentieregelaars of softstarters. Dat zijn allemaal elektronische apparaten die de fases aansnijden en dat brengt enorm veel netwerkvervuiling met zich mee. Of denk aan installaties met heel veel zonnepanelen en PV-omvormers. De spanningsvorm wordt enorm aangevreten. Daar gaat elektronica van kapot en door ‘spikes’ op het net kunnen gebruikers spontaan uitschakelen en dat wil je voorkomen. Als de vermogensautomaat nu die netvervuiling detecteert en de hoeveelheid meet, dan kun je die data gebruiken om maatregelen te treffen om dat naar beneden te brengen of smoorspoelen of andere filters actief in werking te laten treden.”

Slimmer aanpakken

“Waar je voorheen een beveiligende, schakelende automaat had, heb je nu een geïntegreerde oplossing voor velerlei toepassingen”, weet Johan. “Door alles te combineren. kun je hele mooie dingen doen. Meten is weten zeggen we natuurlijk altijd al. Maar we zijn wel nu zo langzamerhand op het punt gekomen dat je wel de vraag krijgt wat we nu eigenlijk doen met die data? Ik wil bewustwording creëren dat je wel overal een ‘touwtje’ met slimme dingen vandaan kan halen, maar als je er toch niks meer doet. Als je alleen maar een lampje laat branden zodat je weet dat iets aan- of uitstaat of in storing – daar heb je niet zoveel aan.”

Johan illustreert een veel gehoord standpunt: “In de industrie wordt bij motoren al heel snel gezegd dat ze maar twee dingen willen weten: of ze in- of uitgeschakeld zijn en hoeveel draaiuren de machine heeft gemaakt. Al die andere data blijven een beetje op de achtergrond hangen. Door dat slimmer aan te pakken kun je  betere analyses maken, vroegtijdig beslissingen nemen en stilstand voorkomen. En dat is waar het om  gaat. Je bespaart daarmee ook geld. Want als in de industrie iets stilstaat, dan kost dit geld. Mensen moet ad hoc opgeroepen worden – dat kost heel veel geld – en dan heb je de productiestilstand en -verliezen.”

Geen mensen

“Dat is tegenwoordig natuurlijk ook een punt”, haakt collega-productmanager Geurt van Bennekom aan bij het gesprek met Aandrijven&Besturen. “Je zegt dat nu heel even tussen neus en lippen door – er moeten mensen ad hoc komen – maar het volgende punt is dat die er niet zijn. Voor deze vermogensautomaten zie je nu eigenlijk wel een beetje de ‘perfect storm’ komen. Er is minder kennis op de werkvloer of er zijn helemaal geen mensen meer op de werkvloer. De systemen moeten nu voor jou de informatie gaan genereren.”

Je kunt natuurlijk die informatie via een webbrowser remote op elk moment op je telefoon gepresenteerd krijgen. Op basis van alarm- en setpointinformatie is het mogelijk een automaat op afstand laten ‘trippen’. Dat is ook automatisch geen probleem – niets nieuws onder de zon. Weer opstarten op afstand blijft een ander verhaal, legt Johan uit. “Je zit wel op afstand en staat bijvoorbeeld niet naast de pomp. De cultuur bij bedrijven is veelal wel ‘We kunnen op afstand zien wat er gebeurt en willen ook proactief ook iets kunnen afschakelen’. Maar opnieuw inschakelen? Dan moet je heel goed weten wat je doet. Raakt in een rioolwaterzuivering een pomp verstopt, dan kan je de draairichting wel even omdraaien. Maar als dat geen effect heeft, dan heb je in het motormanagementsysteem functies die zeggen dat het ook echt is afgelopen.”

Alles samen

De informatie uit de automaten kan sowieso op allerhande manieren naar boven worden gebracht en gepresenteerd, legt Johan uit. Eaton maakt gebruik van open communicatieprotocollen. Want hoe graag Eaton het ook zou willen in de praktijk staan installaties al jaren, draaien ze naar wens en wordt uitgebouwd en aangevuld. In een klap alles vervangen en overstappen op één leverancier, speelt eigenlijk alleen bij nieuwbouw. Eaton kan daarom alle mogelijke data aan elkaar koppelen en met behulp van de softwaresuite Brightlayer over- en inzichtelijk presenteren, ongeacht formaat en herkomst van de data. Want die data kunnen bijvoorbeeld uit het middenspanningsnet komen, via een verdeler of uit de motoren worden binnengehaald. Eenmaal integraal overzichtelijk gemaakt kan je zien hoe alles nu eigenlijk draait.

Energie in kaart

Dat raakt ook aan een thema dat Johan op 3 december aan bod zal laten komen. “Sinds de energietransitie is ‘meten is weten’ ook voor de energiestromen heel belangrijk geworden. De automaat meet bijvoorbeeld ook kilowatturen die een machine of een deel van het machinepark afneemt. Je wilt weten wat het laten draaien van bijvoorbeeld een spuitgietmachine kost per uur, dag of maand. Van de overheid moet jij bij grotere vermogen inzichtelijk maken hoe je energie bespaart. De energiemeting kan zo’n automaat perfect doen. Je moet ergens ooit een nulmeting doen en dan kun je van daaruit verder gaan.”

Netcongestie?

Zeg je energietransitie dan zeg je ook in een adem netcongestie. En het net zit vol. Toch? Nu heeft Johan daar wel wat kanttekeningen bij. “Het zijn eigenlijk alleen maar theoretische rekenmodellen die zeggen dat het net vol is. Dit wil niet zeggen dat in elke straat of elke wijk of op elk industrieterrein het net ook echt vol is. Dat hangt van zoveel factoren af.” Iedereen kent natuurlijk wel de trafohuisjes in de straat, die vanwege hun soms aanzienlijke leeftijd niet altijd voorzien zijn van ‘slimme’ apparatuur. Eaton heeft daar nu toevoegingen voor zodat je de situatie in wijken in kaart kan brengen. “Dat heeft ook weer te maken met meten is weten – in de hele keten. We roepen altijd wel dat we moeten besparen. Maar wat is je verbruik dan eigenlijk?”

Noodzaak

We moeten in elk geval energie besparen en gewoon beginnen. Volgens Johan begint ook het mkb – heel toepasselijk in dit verband want de ‘motor’ van producerend Nederland – zich daarvan bewust te worden. Gedwongen door regelgeving of niet. “Dat zullen we met zijn allen moeten doen. Want de kilowatturen worden steeds duurder. En als er dan ook nog minder beschikbaar zijn”, vat Johan de noodzaak samen. Wie meer wil weten – en hoe je alles uit een moderne vermogensautomaat haalt – kan op 3 december aanstaande op het Machinebouw-event, zijn of haar oor te luisteren leggen bij Johan voor zijn lezing ‘Energiestromen meten voor verbeterd energie-inzicht’.