BR102012031980A2

BR102012031980A2 - System for online tracking of production and service costs

Info

Publication number: BR102012031980A2
Application number: BR102012031980-2A
Authority: BR
Inventors: Ferreira Euzébio Hilton; Carvalhaes Nobre Eduardo; Kelser De Araújo Rocha Hegler; Guimarães Buratto Mário; Lins Silva Sinval
Original assignee: Ferreira Euzébio Hilton
Priority date: 2012-12-14
Filing date: 2012-12-14
Publication date: 2017-01-31

Abstract

sistema para rastreamento on line de custos de produção e serviços. a presente patente de invenção descreve um sistema de rastreamento do comportamento e qualidade do consumo e do fornecimento da energia elétrica e também de outros insumos energéticos, em processos produtivos ou em serviços.system for online tracking of production and service costs. The present patent describes a system for tracking the behavior and quality of consumption and supply of electricity and other energy inputs, either in production processes or in services.

Description

SISTEMA PARA RASTREAMENTO ON LINE DE CUSTOS DE PRODUÇÃO E SERVIÇOS A presente patente de invenção descreve um sistema de rastreamento, em tempo real, do comportamento e qualidade do consumo do fornecimento da energia elétrica, simultaneamente e constantemente a outras grandezas elétricas tais como: potência, tensão, corrente, fator de potência, desequilíbrios harmônicos e fluxo e também grandezas físicas como: energia, água, temperatura, pressão, velocidade, quantidade de ventos e tempo, atuando para garantir a qualidade, continuidade e comportamentos esperados durante os processos produtivos e serviços.SYSTEM FOR ONLINE TRACKING OF PRODUCTION COSTS AND SERVICES This patent describes a real-time system for tracking the behavior and quality of power supply consumption simultaneously and constantly to other electrical quantities such as: power, voltage, current, power factor, harmonic and flow imbalances as well as physical quantities such as energy, water, temperature, pressure, velocity, wind quantity and time, acting to guarantee the quality, continuity and expected behaviors during the productive processes and services. .

Com o constante avanço da tecnologia e com uma maior necessidade de oferecer ao mercado e aos empresários métodos eficientes para medir o consumo de energia e outros insumos, é um caminho natural o aperfeiçoamento dos sistemas metrológicos com o objetivo de ter dados precisos para tomada de decisão. No ambiente empresarial precisamos de números precisos e obtidos de maneira mais barata possível, com qualidade e na velocidade adequada para auxiliar na otimização das atividades, enriquecendo todo o processo organizacional, favorecendo o crescimento dos lucros e a redução dos custos.With the constant advancement of technology and a greater need to offer the market and business owners efficient methods for measuring energy consumption and other inputs, it is a natural way to improve metrological systems to have accurate data for decision making. . In the business environment, we need the most accurate and inexpensive numbers possible, with the right quality and speed to help optimize activities, enriching the entire organizational process, favoring profit growth and reducing costs.

Alguns documentos de patente apresentam métodos e equipamentos de medição de grandezas que monitoram o consumo de insumos. A patente PI9601701-5 descreve um sistema de gerenciamento de consumo de insumo pré pago. A tecnologia refere a um sistema de gerenciamento que possui um dispositivo controlador de fornecimento de insumo possibilitando a liberação ou fornecimento de insumo de acordo com a quantidade de créditos apresentados ao dispositivo através de um cartão magnético. A patente US 2012/0030000 descreve um sistema e método que calcula em pontos específicos o uso de energia pelo consumidor. A tecnologia refere a um sistema que monitora o consumo de energia em pontos de energia específicos e compara com um valor pré determinado. A patente CN101819712 descreve um método que coleta e monitora o campo elétrico nas linhas de transmissão. A invenção é caracterizada pelo fato de módulos de bateria solar, dispostos sobre um fio dispositivo terminal que recolhe dados e que está instalado sobre uma torre de transmissão de energia. A energia solar é convertida em energia elétrica para fornecer energia para um dispositivo e um módulo GSM/GPRS é usado para transmitir informações. Vários sensores de um terminal sem fio de coleta de dados converte os sinais detectados em informação digital.Some patent documents feature methods and equipment for measuring quantities that monitor input consumption. PI9601701-5 describes a prepaid input consumption management system. The technology refers to a management system that has an input delivery controller device enabling the release or delivery of input according to the amount of credits presented to the device via a magnetic card. US 2012/0030000 describes a system and method that calculates at specific points consumer energy use. The technology refers to a system that monitors power consumption at specific power points and compares with a predetermined value. CN101819712 describes a method that collects and monitors the electric field in transmission lines. The invention is characterized by the fact that solar battery modules arranged on a wire terminal that collects data and is installed on a power transmission tower. Solar energy is converted into electrical energy to provide power to a device and a GSM / GPRS module is used to transmit information. Multiple sensors from a wireless data collection terminal converts the detected signals into digital information.

Em R0126431 AO é apresentada uma tecnologia de sistema de monitoramento especificamente do gás natural nas redes de distribuição. De acordo com a invenção o método consiste na coleta e gestão da energia dos gases ligada a estações de medição a partir de computadores e conversores de PTZ e um módulo de transmissão de dados via GPS. A patente CIN201262704 Y consiste em um equipamento que monitora a energia residencial via rede sem fio. Este sistema local monitora os gastos em energia, água e gás e transfere os dados via rede sem fio para um servidor central. Pode ser usado em prédios comerciais e residenciais. O servidor envia comandos para uma central que comandará relés para adequar o consumo às especificações com o objetivo de economia de energia. A patente PI0705569-2 descreve um método para monitoramento e medição de grandezas elétricas juntamente com um conjunto de equipamentos para medição e monitoramento de consumidores de energia elétrica. O presente pedido de patente se difere das demais no estado da técnica por realizar o rastreamento do comportamento e qualidade do consumo e do fornecimento da energia elétrica e também de outros insumos energéticos, em processos produtivos ou em serviços, identificando o problema antes do fato gerador ter sido registrado e faturado. O sistema avalia simultânea e constantemente grandezas elétricas tais como potência, tensão, corrente, fator de potência, desequilíbrios harmônicos e fluxos e atua para garantia a qualidade, continuidade e comportamentos esperados. A invenção descrita neste pedido atende a uma necessidade específica: possibilitar o acompanhamento do desempenho das instalações energéticas, luminosas ou térmicas, garantindo a real leitura das medições com criteriosa análise de consumo, permitindo detalhar os parâmetros de acordo com a espécie de carga monitorada. Ainda de acordo com as premissas básicas deste projeto, o mesmo deverá gerar informações on-line, estratificando de variadas formas os custos por equipamentos, edificações, unidades ou centros de custos. O método descrito na presente invenção fornece as ferramentas necessárias para determinar remotamente análises de custos e os dados são enviados através de rede de telefonia celular (GSM/GPRS). Todas as informações são coletadas eletronicamente, no ponto de controle e geram padrões de avaliações em intervalos de tempo configuráveis, com leitura precisa em amostras que podem ser determinadas, por exemplo, de 15 em 15 segundos ou em intervalos de horas ou dias. O sistema de rastreamento é capaz de realizar análises e os resultados das avaliações, suas variações, comportamento, oscilações e outras informações que são armazenadas localmente e transmitidas para servidores que consolidam e processam os dados de cada ponto monitorado. Estas informações geram uma vasta biblioteca das ocorrências que podem ser pesquisadas para formatação de padrões de custos de produção ou de serviços. A tecnologia citada, permite ainda que os registros gravados nos servidores, permitam a geração de relatórios em diversos formatos eletrônicos, gráficos, tabelas e módulos comparativos, em uma interface rápida, segura e amigável, em ambiente WEB.R0126431 AO presents a monitoring system technology specifically for natural gas in distribution grids. According to the invention the method consists of collecting and managing the gas energy connected to measuring stations from computers and PTZ converters and a GPS data transmission module. Patent CIN201262704 Y is a device that monitors residential energy via wireless network. This local system monitors energy, water and gas costs and transfers data wirelessly to a central server. Can be used in commercial and residential buildings. The server sends commands to a switch that will command relays to match power to specifications for power savings. PI0705569-2 describes a method for monitoring and measuring electrical quantities together with a set of equipment for measuring and monitoring electrical power consumers. The present patent application differs from the others in the state of the art by tracking the behavior and quality of consumption and supply of electricity and also other energy inputs, in production processes or services, identifying the problem before the generating fact. have been registered and invoiced. The system simultaneously and constantly evaluates electrical quantities such as power, voltage, current, power factor, harmonic imbalances and flows and acts to guarantee the quality, continuity and expected behaviors. The invention described in this application meets a specific need: to enable the monitoring of the performance of energy, light or thermal installations, ensuring the real reading of the measurements with careful consumption analysis, allowing to detail the parameters according to the kind of load monitored. Still according to the basic assumptions of this project, it should generate information online, stratifying in various ways the costs for equipment, buildings, units or cost centers. The method described in the present invention provides the tools necessary to remotely determine cost analyzes and data is sent over the cellular telephone network (GSM / GPRS). All information is collected electronically at the control point and generates evaluation patterns at configurable time intervals, with accurate reading on samples that can be determined, for example, every 15 seconds or at hourly or daily intervals. The tracking system is capable of performing analysis and evaluation results, their variations, behavior, oscillations and other information that is stored locally and transmitted to servers that consolidate and process data from each monitored point. This information generates a vast library of occurrences that can be searched for formatting production or service cost patterns. The aforementioned technology also allows the records recorded on the servers to allow the generation of reports in various electronic formats, graphs, tables and comparative modules, in a fast, safe and friendly interface, in a WEB environment.

Deste modo, os gestores possuem uma ferramenta de administração eficaz e padronizada, evitando picos de despesas na produção ou serviço prestado, com detalhamento e apontamento do exato momento em que ocorre o desvio padrão, permitindo assim, ações corretivas e assertivas imediatas, sem que haja acúmulos de desvios produtivos em longos períodos. A tecnologia descrita na presente invenção torna possível o combate das perdas e desperdícios, gerando um cenário verdadeira mente eficiente de controle e consequentemente para tomadas de decisão.Thus, managers have an effective and standardized management tool, avoiding peak expenses in production or service, detailing and pointing out the exact moment when the standard deviation occurs, thus allowing immediate corrective and assertive actions, without any accumulations of productive deviations over long periods. The technology described in the present invention makes it possible to combat losses and waste, generating a truly efficient scenario of control and consequently for decision making.

Quanto as características técnicas, a tecnologia pode ser divida em etapas, conforme apresentada na figura 1. A primeira etapa da tecnologia engloba todo o equipamento e tecnologia que tornam o sistema funcional, envolvidos na aquisição dos dados no ponto de análise. Esta etapa é composta pelos diversos elementos sensores utilizados no rastreamento das variáveis desejadas, os condicionadores de sinais e as placas que fazem o tratamento dos sinais, conforme figura 2. O barramento, responsável por alimentar a carga a ser rastreada é determinado de acordo com os valores de corrente e tensão suportados pela mesma. Os transformadores de corrente usados para monitorar correntes serão determinados pelo tipo de carga e dimensionados para fornecer uma corrente máxima de 104mA/rms que será convertido em uma tensão que será lida pelo conversor A/D do equipamento conforme mostrado na figura 3. O equipamento possui também, capacidade de ler tensões analógicas, mediante divisores resistivos de alta precisão. Isto proporciona ao equipamento medir tensões elevadas abaixando as mesmas tensões para valores toleráveis de 250MV, conforme figura 4. Cada equipamento foi projetado para coletar até 4 medidas de corrente, por exemplo, fases RST e N e até 3 tensões (RST) simultaneamente por ponto monitorado. A segunda etapa, tem a função de acumular dados adquiridos em cada ciclo de amostragem do sistema e armazenar, processar e enviar para o servidor de dados remoto. Os equipamentos armazenam os dados amostrados, caso a comunicação com o servidor remoto esteja impossibilitada. Uma vez restabelecida esta comunicação, os dados armazenados serão enviados. Esta etapa conta com modem GSM/GPRS ou uma conexão ETHERNET que é responsável pela comunicação com a terceira etapa, como detalhada na figura 4. A terceira etapa é responsável pela autenticação de todas as conexões dos web servidores de cada um dos pontos monitorados e ligados ao Banco de Dados. O Banco de Dados pode estar fisicamente distribuído em vários locais, sendo neste caso interligado por uma conexão segura (tipo VPN). A figura 6 apresenta um esquema ilustrativo de como é feita a interligação.As for the technical characteristics, the technology can be divided into stages, as presented in figure 1. The first stage of technology encompasses all equipment and technology that make the system functional, involved in data acquisition at the point of analysis. This step consists of the various sensing elements used in the tracking of the desired variables, the signal conditioners and the plates that perform the signal processing, as shown in Figure 2. The bus, responsible for feeding the load to be tracked, is determined according to the current and voltage values supported by it. Current transformers used to monitor currents will be determined by the type of load and sized to provide a maximum current of 104mA / rms that will be converted to a voltage that will be read by the A / D converter of the equipment as shown in figure 3. The equipment has also, ability to read analog voltages by means of high precision resistive dividers. This allows the equipment to measure high voltages by lowering the same voltages to 250MV tolerable values as shown in Figure 4. Each equipment is designed to collect up to 4 current measurements, eg RST and N phases and up to 3 voltages (RST) simultaneously per point. monitored. The second step has the function of accumulating data acquired in each system sampling cycle and storing, processing and sending to the remote data server. The devices store the sampled data if communication with the remote server is impossible. Once this communication is restored, the stored data will be sent. This step has a GSM / GPRS modem or an ETHERNET connection that is responsible for communicating with the third step as detailed in figure 4. The third step is responsible for authenticating all web server connections from each of the monitored and connected points. to the database. The Database may be physically distributed in several locations, in this case interconnected by a secure connection (VPN type). Figure 6 shows an illustrative scheme of how interconnection is made.

Finalizando o esquema da invenção, a quarta etapa incorpora os equipamentos e funcionalização responsáveis pela recepção, processamento e armazenamento dos dados enviados pelos diversos pontos, para posterior utilização, que são responsáveis por permitir acesso on-line aos dados adquiridos, conforme figuras 6 e 7, assim como a execução de aplicativo para processamento das informações contidas nestes dados. Se encontra nesta etapa, o Banco de Dados do sistema, servidores de internet e servidores de aplicativos.Concluding the scheme of the invention, the fourth step incorporates the equipment and functionalization responsible for the reception, processing and storage of the data sent by the various points, for later use, which are responsible for allowing online access to the acquired data, according to figures 6 and 7. , as well as the application execution to process the information contained in this data. At this stage you will find the system database, internet servers and application servers.

Outra aplicação da presente invenção é o processamento automático dos dados, uma vez que a simples disponibilização dos dados pode não resultar necessariamente em ações, devido à dificuldade da análise técnica destes dados para os gestores de energia dos pontos medidos. Deste modo, foi desenvolvido um método para realizar o tratamento dos dados de modo a extrair informações relevantes para os gestores de energia de cada ponto monitorado. As figuras 7, 8, 9 e 10 mostram as telas dos gráficos e tabelas gerados pelo sistema. A presente invenção foi concebida para rastrear, monitorar e posteriormente garantir a qualidade da energia elétrica dos pontos em análise, de manutenção, instalação e operação simples e de baixo custo. O funcionamento compreende sensores instalados nos pontos, medindo tensão nas 3 fases, corrente elétrica nas 3 fases e no neutro, potência real exportada e importada, potência reativa importada e exportada, demanda máxima de potência com registro de data, frequência da rede, potência instantânea, tensão e corrente máximas, fator de potência nas 3 fases, ângulo entre as fases, potência real por fase, potência reativa por fase, potência reativa aparente por fase, tensão de harmônico até o 21, corrente de harmônico até o 21, frequência do harmônico até o 21 e potência do harmônico até o 21, de todos os pontos de medição que se fizerem necessários, além de medir variáveis como temperatura e umidade, luminosidade, de forma a estabelecer o rastreamento do comportamento e qualidade do consumo e do fornecimento da energia elétrica.Another application of the present invention is automatic data processing, since simply making data available may not necessarily result in actions due to the difficulty of technical analysis of this data for the energy managers of the measured points. Thus, a method has been developed to perform data processing in order to extract relevant information for the energy managers from each monitored point. Figures 7, 8, 9 and 10 show the screens of graphs and tables generated by the system. The present invention has been designed to track, monitor and subsequently ensure the electrical power quality of the simple, low cost points under analysis, maintenance, installation and operation. Operation includes point-mounted sensors, measuring 3-phase voltage, 3-phase and neutral current, exported and imported actual power, imported and exported reactive power, maximum time-stamped power demand, grid frequency, instantaneous power , maximum voltage and current, power factor in 3 phases, angle between phases, actual power per phase, reactive power per phase, apparent reactive power per phase, harmonic voltage up to 21, harmonic current up to 21, frequency of up to 21 and harmonic power up to 21, of all necessary measuring points, as well as measuring variables such as temperature and humidity, luminosity, in order to establish the behavior and quality of consumption and supply. electricity.

Os gestores de energia tem acesso, em tempo real, aos dados medidos e gráficos com análises comparativas já que todas as medidas ficam disponíveis em um Banco de Dados, acessível via internet. A partir do acesso remoto, o usuário tem também a sua disposição, recursos para envio de comandos de acionamento de cargas elétricas, além de geração de relatórios, customizáveis por tipo de cliente, como por exemplo, custo específico em uma linha de produção. Tal acompanhamento, permite relacionar qual a quantidade de energia ou água (ou qualquer outra grandeza) por unidade de produto ou serviço.Energy managers have real-time access to measured data and comparative graphs as all measurements are available in a database accessible via the internet. From remote access, the user also has at his disposal resources for sending commands to trigger electric charges, as well as reporting, customizable by customer type, such as specific cost on a production line. Such monitoring allows us to relate how much energy or water (or any other quantity) per unit of product or service.

Os gráficos e tabelas gerados são fornecidos ao gestor via Web, com opções de visualização dos dados em diferentes formatos, como nas telas mostradas nas figuras 7, 8 e 9. Os formatos podem ser escolhidos com base na medida realizada e no tipo de informação desejada, de modo contínuo, setorizado ou não, viabilizando o estudo da matriz energética real do ponto medido. Desse modo, é feito o levantamento e cumprimento dos valores de referência e atendimento as exigências de qualidade da energia conforme estabelecido pela ANEEL no módulo 8 de qualidade de energia.The graphs and tables generated are provided to the manager via the web, with data visualization options in different formats, as in the screens shown in figures 7, 8 and 9. The formats can be chosen based on the measurement performed and the type of information desired. , continuously, sectorized or not, enabling the study of the real energy matrix of the measured point. This way, the reference values are met and the power quality requirements are met, as established by ANEEL in the power quality module 8.

Claims

1 - System for on-line tracking of production and service costs, characterized by comprising a method for tracking consumption behavior and quality.

2 - System for on-line tracking of production and service costs, characterized by comprising equipment used for tracking the supply of electricity and other energy inputs.

System for on-line tracking of production and service costs according to claim 2, characterized in that it is implemented at the control point.

System for on-line tracking of production and service costs according to claims 1 and 2, characterized by obtaining and analyzing DSP-measurable physical quantities.

System for on-line tracking of production and service costs according to claims 2 and 4, characterized by tracking the physical quantities consisting of water, temperature, pressure, velocity, number of events, time, voltage in 3 phases, 3-phase and neutral electrical current, imported and exported real power, imported and exported reactive power, imported and exported reactive power, maximum power demand with date stamp, grid frequency, instantaneous power, maximum voltage and current, power factor 3-phase power, phase-to-phase angle, actual power per phase, reactive power per phase, apparent reactive power per phase, harmonic voltage up to 21, harmonic current up to 21, harmonic frequency up to 21, harmonic power until 21.

System for on-line tracking of production and service costs according to claims 1, 2 and 5 characterized by monitoring, via the internet, the quantities tracked at the control point.

System for on-line tracking of production and service costs according to claim 5, characterized in that it simultaneously and constantly evaluates the evaluated quantities.

8 - System for on-line tracking of production and service costs, characterized by tracking the information and quantities collected at configurable time intervals.

System for on-line tracking of production and service costs according to claim 8, characterized by storing the quantities collected on servers that consolidate and process the data from each monitored point.

System for on-line tracking of production and service costs according to claim 9, characterized in that it allows the storage of data locally in flash memories.

11 - System for on-line tracking of production and service costs, characterized by remotely updating and monitoring the electricity consumption reading information of the GSM / GPRS network.

System for on-line tracking of production and service costs according to claims 8 and 9, characterized in that it allows online access to data acquired in various electronic formats.

System for on-line tracking of production and service costs according to claim 12, characterized in that it allows visualizations and histories in graphs, tables and comparative modules.

14 - System for on-line tracking of production and service costs, characterized by comprising functions specific to the ethernet, GPRS and or Zigbee network that allow seasonality comparisons with stored histories and inherent characteristics of the sites.

15 - System for on-line tracking of production and service costs, characterized by transmitting encrypted and authenticated data.

16 - System for on-line tracking of production and service costs, characterized by allowing the control and manipulation of real-time and bidirectional quantities.

17 - System for on-line tracking of production and service costs, characterized by allowing support via mobile messages.

System for on-line tracking of production and service costs according to claims 12 and 13, characterized in that it allows analysis of data prior to registration and invoicing.