WO2013076550A1 - Procédé de régulation de la consommation d'énergie en temps réel d'une infrasctructure industrielle - Google Patents

Procédé de régulation de la consommation d'énergie en temps réel d'une infrasctructure industrielle Download PDF

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WO2013076550A1
WO2013076550A1 PCT/IB2012/002407 IB2012002407W WO2013076550A1 WO 2013076550 A1 WO2013076550 A1 WO 2013076550A1 IB 2012002407 W IB2012002407 W IB 2012002407W WO 2013076550 A1 WO2013076550 A1 WO 2013076550A1
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consumption
threshold
control
function
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Gaël RICHARD
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Richard Gael
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    • H02J3/12—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks for adjusting voltage in ac networks by changing a characteristic of the network load
    • H02J3/14—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks for adjusting voltage in ac networks by changing a characteristic of the network load by switching loads on to, or off from, network, e.g. progressively balanced loading
    • H02J3/144—Demand-response operation of the power transmission or distribution network
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
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    • Y02B70/3225—Demand response systems, e.g. load shedding, peak shaving
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S20/00—Management or operation of end-user stationary applications or the last stages of power distribution; Controlling, monitoring or operating thereof
    • Y04S20/20—End-user application control systems
    • Y04S20/222—Demand response systems, e.g. load shedding, peak shaving

Definitions

  • the present invention relates to methods for managing the real-time energy consumption of an industrial site.
  • the invention relates to methods for improving regulation of the energy distribution with regard to a plurality of equipment of an industrial site.
  • industrial infrastructures can be managed by PLCs implementing a predefined industrial process.
  • the regulation of the consumption is carried out mainly by equipment, on a case by case basis.
  • the controller can integrate setpoints from a PLC, an operator or a fixed setting.
  • a disadvantage is that in current processes or systems, the consumption regulation of the equipment does not take into account the energy consumption measured in real time. In particular, when consumption peaks are recorded, manual intervention by an operator is then required. An investigation phase is conducted to identify the equipment that caused the cause of a peak.
  • the operator then has several solutions to continue.
  • he can choose equipment which he can cut or limit the power supply so as not to provoke a new peak.
  • this equipment must be in nominal operating conditions, the operator must then control the speed of this equipment and act knowingly.
  • the invention overcomes the aforementioned drawbacks.
  • the aim of the invention is a regulation method which makes it possible to measure the current consumption of the equipment of an industrial site, as well as the sum of the consumptions so as to identify a peak of potential consumption.
  • the invention makes it possible to regulate the supply of one or more equipment or to change or limit one or more functions performed by a set of equipment within the limit of the nominal operating range of the equipment.
  • the invention makes it possible to evaluate the sum of the consumptions of a set of equipment and to compare this sum with a threshold. Crossing the threshold to activate a suitable regulation.
  • An advantage of the invention is to adapt the consumption according to particular time slots or peak detections so as to anticipate overconsumption of a set of equipment.
  • the method of regulating the energy consumption of a first set of equipment, the first set of equipment comprising a second set of a plurality of equipment performing at least a first function comprises:
  • a first step of defining nominal operating parameters of a plurality of devices from a management interface comprising: i. defining at least a first consumption threshold whose value corresponds to a predefined parameterization;
  • iii the definition of at least one first general regime of the second set of equipment carrying out the first function, the first general regime corresponding to a configuration of a regime of each of the equipment; iv. defining at least a second threshold whose value corresponds to a second parameter dependent on the speed of the control equipment;
  • a third processing step performed by means of a computer including the validation of a first corresponding condition:
  • a fourth step of commitment of a control from a concentrator and actuation means, when the first condition is validated comprising a combination of the following actions:
  • the first set comprises at least one first device performing at least one first task in a first time slot and at least one second piece of equipment performing a second task in a second time slot, the combination of the actions of the fourth step of engaging a control further comprising adjusting or not adjusting the duration of the second time interval to the duration of the first time interval so that the first and second tasks are triggered substantially at the same time and are performed in a a substantially equal time interval.
  • the first value is the sum of the consumptions of the second set of equipment performing the first function for a predetermined duration and the first and third parameterization comprises the definition of a first threshold as a function of at least one of the parameters which :
  • the first value is the consumption of the reference equipment, of the first set for a predetermined duration and the first parameterization comprises the definition of a first threshold (S1 i) as a function of at least one of the parameters among which :
  • the second parameterization corresponds to the choice of a desired maximum operating value of a parameter of the control equipment, said equipment having a given regime, among which:
  • the regulation equipment is:
  • control equipment is the reference equipment.
  • the value of a Boolean datum provided by the concentrator activates the first condition.
  • the triggering of the first task of the first device triggers the second task of the second device.
  • the method comprises a first step of controlling the reduction of the consumption of at least one piece of equipment by at least two measurements at different time intervals from a device for measuring the consumption of a piece of equipment making it possible to check that the consumption of the equipment decreases.
  • a condition for stopping the regulation is included in all of the following conditions:
  • the method comprises a second control step when the regulation is complete to measure the consumption of all equipment and compare it to a reference value corresponding to the first general scheme.
  • the method comprises a step of controlling the increase in the consumption of at least one piece of equipment by at least two measurements at different time intervals from a device for measuring consumption. equipment to verify that the consumption of the equipment increases.
  • the first function is reiterated during a first period until a predefined load is obtained, a unit load being the result of carrying out a single execution of the first function, the regulation steps being arranged in such a way that to inhibit the switching of the first and the second function until the predefined load is obtained.
  • a control system of a first set of equipment for implementing the method of the invention comprises:
  • equipment actuation means for regulating the supply of at least one equipment
  • a plurality of sensors each sensor making it possible at least to measure the consumption of each piece of equipment in the set and at least one sensor for measuring an operating parameter of an item of equipment making it possible to carry out the second stage of the method;
  • Consumption measurement means making it possible to compare at least one consumption value of a device with a first predefined threshold and making it possible to calculate the sum of the consumption of the equipment, the means for measuring consumption making it possible to compare consumption levels and nominal parameters so as to trigger at least one condition for engaging the fourth equipment control step comprising a combination of actions.
  • FIG. 1 a block diagram of the invention
  • ⁇ figure 2 two equipment consumption graphs on which a peak of consumption appears
  • Reference equipment equipment whose method of the invention makes it possible to measure its energy consumption and to compare the measurement with a predetermined threshold
  • a control equipment a device whose method of the invention makes it possible to measure an operating parameter such as the temperature, the pressure or the driving speed of a given speed or any other parameter corresponding to an operation of a piece of equipment and comparing the value of the parameter to a predetermined threshold;
  • Regulating equipment a device whose method of the invention makes it possible to regulate the consumption of the equipment by an actuation of its power supply or a modification of its speed resulting in an actuation of its power supply.
  • Figure 1 shows a block diagram of the method of the invention.
  • An industrial site 1 comprises a plurality of equipment 2, noted Ai, i ranging from 1 to N with N the total number of equipment considered, this set is also denoted ENS 1.
  • Ai equipment 2
  • ENS 1 the total number of equipment considered
  • the means for measuring the consumption of each equipment are called "means of measuring consumption”. These means comprise a concentrator and / or sensors that are connected to the equipment.
  • each of the devices Ai sends its current consumption E1, E2, E3 respectively to sensors CA1, CA2, C3A , each of the devices being connected to a sensor of their own to measure at least their consumption and / or certain parameters.
  • Each sensor is connected in a network to a concentrator 3 comprising a computer for analyzing the transmitted data.
  • This information is reported at regular intervals to a concentrator 3 for recording in a database the consumption values of each of the equipment Ai.
  • the feedback can be activated at regular intervals either on requests from the concentrator or spontaneously by each of the equipment Ai to the concentrator.
  • connections between the sensors and the concentrator are in one example Ethernet links.
  • connections between the equipment and the sensors are Ethernet links.
  • connection allowing the exchange of data between an equipment and a sensor is possible, for example an analog link.
  • a user interface 4 integrated or not to the hub allows to set the network and the control parameters, the data to be measured and analyzed and the type of instructions to generate.
  • the method of the invention makes it possible to generate instructions for controlling the equipment, in particular their mode of operation, their power supply as well as their operating time so as to optimize the energy consumption of the equipment.
  • An MR control module 5 shown in FIG. 1 makes it possible to power the equipment with energy or to control the regulation of a supply of equipment or a plurality of equipment.
  • the power supply for each device can be controlled from the concentrator via the control module when data analysis automatically triggers an action on the power supply or from each sensor, which can also transmit a regulation setpoint to the controller.
  • control module when the latter have a calculator for generating a setpoint from data collected from each equipment.
  • the concentrator also makes it possible to control by a setpoint certain operating modes of each equipment, for example the engine speed or the engine speed.
  • the invention allows a local regulation of each equipment according to criteria analyzed at the level of a sensor and / or allows global regulation when the concentrator allows the analysis of the data that is reported to it.
  • a set of equipment acting collaterally, performs a given function.
  • F kp denotes a function whose index p makes it possible to differentiate each function performed by a set of k equipment chosen from the set ENS 1 of equipment A, e [i, N j.
  • An indicator of operation of all these equipment can be obtained by monitoring the overall consumption of equipment in this set.
  • the invention makes it possible to implement a definition step:
  • All the k equipment to be considered by the concentrator performing at least one given function F k i or a plurality of functions F kp at different regimes;
  • Thresholds at which the concentrator compares the measurements taken By convention, we will note in the following description a first threshold S1 when it comes to comparing a value representing either a discrete value or a sum of consumption of a set of equipment.
  • the method makes it possible to regulate the consumption of at least one equipment independently of a function performed by a set of equipment.
  • the concentrator records at a time t each consumption Ei of each equipment Ai.
  • a calculator makes it possible to calculate the sum of the consumption ⁇ Ei of the equipment Ai of the set considered at regular times.
  • the consumption Ei of a device Ai is calculated over a predefined time interval which can be configurable from the concentrator 3.
  • the method of the invention makes it possible to measure at least one value of a consumption E1 of a first equipment A1, referred to as the reference equipment, of the set of equipment.
  • the measurements can be made according to the configuration at regular intervals and the consumption is measured over a predetermined period.
  • the calculator integrated or not to the concentrator makes it possible to perform the operation of comparing the value of the consumption E1 of the reference equipment A1 with a first predetermined threshold value S1i.
  • the value of the first threshold S1i is defined according to a first parameterization P1.
  • the first parameterization P1 makes it possible to define the parameters to be taken into account in the definition of the first threshold S1i.
  • the method of the invention makes it possible to take into account:
  • Crossing the threshold S1i gives a first condition.
  • the measurement of the consumption of at least one reference equipment makes it possible to activate a regulation of the consumption of one or more equipments.
  • the regulation step is detailed in the following description. Equipment whose consumption is regulated is called regulation equipment.
  • the method of the invention makes it possible to calculate the value of the sum of the consumptions ⁇ Ei of an equipment set ENS 1 (Ai) ie [1, n].
  • the invention makes it possible to compare the value of the sum of the consumptions ⁇ Ei of all the devices (Ai) ie [1, n] with a first predefined threshold value S1.
  • the value of the first threshold S1 is defined according to a first parameterization P1 ⁇
  • the first parameterization P1 makes it possible to define the parameters to be taken into account in the definition of the first threshold S1.
  • the method of the invention makes it possible to take into account:
  • An advantage of this variant is that the evolution of the sum of the consumptions of the set ENS 1 of the equipment makes it possible to obtain a critical data for the good operation of the equipment.
  • the sum of the consumptions of the set ENS 1 of the equipment must not exceed a certain limit to avoid damaging the chain of the equipment in operation or to hinder the smooth running of the realization of the function in progress or even to exceed the nominal consumption resulting in an additional cost of consumption.
  • Crossing threshold S1 gives a first condition.
  • the measurement of the consumption of a set ENS 1 of equipment makes it possible to activate a regulation of the consumption of one or more equipments.
  • Equipment whose consumption is regulated is called regulation equipment.
  • the regulation step is detailed in the following description.
  • Both embodiments of the first embodiment of the invention can be combined to control the consumption of a reference equipment and the consumption of a set ENS 1 equipment. This last case is detailed later in FIGS. 2 and 3. This double control makes it possible to gain security and validate the detected overconsumption.
  • this double control also makes it possible to act more effectively on the realization of a first adapted regulation of a regulation equipment and a second regulation of the set ENS 1 of equipment produced simultaneously.
  • the first and the second regulation can be combined or not depending on the desired configuration.
  • the definition of two thresholds S1, S11 makes it possible to compare two consumption values.
  • crossing the threshold S1 and crossing the threshold S1i gives a first condition.
  • crossing the threshold S1 or crossing the threshold S1 i gives a first condition.
  • An advantage is to allow the measurement of a consumption peak specific to a single reference equipment in addition to the detection performed on the consumption of an equipment set ENS 1.
  • the peaks of consumption detected can be local depending on the overconsumption of equipment or global according to a set of equipment.
  • the computer makes it possible to compare the consumption Ei of a plurality of reference equipment taken separately, so as to carry out a control of a plurality of equipment in view of activate appropriate regulation of control equipment.
  • the advantage of this embodiment is to adapt the regulation of consumption by considering the most consumer equipment or those that cause local consumption peaks.
  • the reference equipment can be advantageously configured so as to be the regulation equipment.
  • One advantage is not to reduce the consumption of all equipment when only one peak consumption is detected, but only one or a few control equipment that allows a return to a consumption of all equipment under a threshold predetermined.
  • the concentrator can then regulate the supply of one or more control equipment according to the consumption values of certain equipment exceeding a predetermined threshold.
  • This solution allows a great flexibility on the strategy of regulation to be adopted according to the exceedances of thresholds observed during their operation of the equipments.
  • no reference equipment consumption value is compared with a threshold.
  • a first discrete value such as a Boolean value supplied to the concentrator is compared to a first predefined threshold S1.
  • the Boolean control value may advantageously be generated automatically according to a predefined production plan or according to a time slot defining the speed of equipment.
  • the method makes it possible to regulate the consumption of an assembly ENS 1 k of k equipment performing at least one function F1 k. All the equipment performing this function is called the first set ENS 1 k, ENS 1 k is a set included in the set ENS 1.
  • the F1k function according to the configuration is set to correspond to a first general operating regime RG1k which corresponds to a plurality of predetermined speeds of each equipment contributing to the function F1 k.
  • the first set of equipment ENS 1k performs a first function F1k according to a first general scheme RG1 k.
  • the method of the invention makes it possible to consider the consumption of the first set ENS 1 k of equipment performing the function F1 k according to a first general scheme RG1 k.
  • the measured consumptions are integrated over a predetermined duration.
  • EFH ⁇ - H is the consumption necessary to execute the F1k function for a predetermined period of time.
  • the method of the invention makes it possible to regulate the power consumed by the first set ENS1 k by switching the equipment configuration ⁇ (Ai) ⁇ , N] ⁇ k so as to perform a second less consuming F2k function.
  • the example of a first function F1k making it possible to manufacture large plastic containers from a plurality of devices ⁇ (Ai) ie [1, N] ⁇ k such that a oven, a blower, a compressor and a cooler.
  • the consumption of F1k in the general diet RG1k is E FH ⁇ -
  • a second function F2k makes it possible to manufacture small plastic bins from the same equipment but configured in a RG2k regime.
  • the consumption of F2k in the general diet RG2k is E F 2k, with
  • the method of the invention makes it possible to modify the equipment configuration of the first set of equipment ENS1k so as to switch the execution of a first function F1k to the execution of a second less consuming function F2k.
  • the method of the invention makes it possible to activate the modification of the configuration of the equipment during the detection of consumption peaks or according to predefined time slots or according to a Boolean datum given by a counter.
  • a first parameterization P1 makes it possible to define a first threshold S1 dependent on the first function F1k and a third threshold S3 dependent on the second function F2k.
  • a setting of thresholds can be carried out so as to match as many thresholds as predefined functions that can be executed by the equipment of the first set ENS 1k.
  • the first parameterization P1 comprises the definition of a first threshold S1 and a third threshold S3 when a second function is defined.
  • the definition of the thresholds S1 and S3 are defined according to parameters among which:
  • the invention also makes it possible to define an operating parameter of a predefined equipment item Ac, called control equipment. The invention then makes it possible to control this operating parameter so as to verify that said equipment is in a range of acceptable operating value.
  • it may be a control of a temperature at a particular point of the equipment, a pressure at a point or a driving speed of a driving component of the equipment.
  • Sensors are used for this purpose and positioned in the control points of the control equipment (s).
  • a combination of the previous parameters can be controlled.
  • control equipment Ac is in its nominal operating range when the measured parameters are within a predetermined range of values signifying a normal operation of the control equipment Ac in a given regime.
  • the invention makes it possible to measure, at regular intervals or intervals chosen according to an operator's control plane, the values of at least one operating parameter of the control equipment Ac.
  • the reading of the values of the operating parameter makes it possible to compare this value with a second threshold value S2.
  • An advantage of choosing a control equipment Ac is to ensure that a predetermined set of equipment (Ai) ie [1 , N] operates a priori in a normal operating mode.
  • the invention thus makes it possible to control the operation of an equipment within its acceptable range of values before triggering the regulation of one or more control equipment or to suspend a control already engaged by one or more equipment.
  • the method of the invention makes it possible to choose a control equipment Ac considered to be a device that can be regulated so as to reduce consumption for a predetermined period of time. This first variant is adapted to the first embodiment of the invention.
  • the method of the invention makes it possible to adjust the consumption of equipment by regulating equipment.
  • the control equipment is then called regulating equipment.
  • This solution has the advantage of directly controlling the operation of a regulated equipment.
  • the power supply of a piece of equipment is regulated so as to compensate for an abnormal increase in the consumption of a set of equipment Ai of the set ENS 1.
  • the method of the invention makes it possible to choose a control equipment Ac considered critical for controlling the operating parameters.
  • the triggering of a regulation step can be performed by reducing the consumption of a set of equipment, performing a first function F1k, by making a second F2k function less consuming.
  • This second variant embodiment is adapted to the second embodiment of the invention.
  • An advantage of this solution is to reduce controls to the control of a single equipment for example considered critical to switch from one function to another less consuming function.
  • the method of the invention makes it possible to configure a plurality of control equipment so as to verify the proper functioning of a plurality of critical equipment before initiating regulation.
  • the method of the invention makes it possible to measure and monitor a particular consumption specific to a predefined reference equipment A1 of the first set with respect to a first threshold S11 predefined.
  • the method of the invention then makes it possible to regulate the supply of a second equipment A2, referred to as regulation.
  • the reference equipment can be configured to be a control equipment as well.
  • the invention makes it possible to define a configuration step enabling the definition of a set of regulation equipment which can be independently regulated from one another according to the value of at least one operating parameter of a control equipment.
  • the invention makes it possible to regulate the power supply of the equipment of at least one regulation equipment.
  • the invention makes it possible to measure, according to different embodiments, parameters of different natures according to the determination of the control, reference and control equipment chosen.
  • a first embodiment is to record, measure and compare the temperature of a control equipment.
  • a second embodiment is to consider the pressure of a control equipment or its engine speed.
  • one of the parameters can be predefined according to the method of the invention.
  • a variant makes it possible to record, measure and compare several parameters of different natures and coming from the same equipment or a plurality of control equipment.
  • the concentrator can measure and compare a plurality of parameters to predefined threshold values, such as, for example, the temperature and pressure of one and the same control equipment.
  • each equipment sends to the concentrator or sensor associated with the equipment its integrated current consumption over a predetermined period of time. Shipments are made at regular intervals. The speed of each equipment can also be controlled either by request from the concentrator or by a spontaneous sending of each equipment Ai.
  • the concentrator 3, 4 or the sensors connected to each equipment make it possible to check and check that the values of these parameters remain within acceptable ranges of values. These checks make it possible to ensure that, during the unloading or regulation of one or more regulating equipment, the latter are maintained under acceptable operating conditions that do not cause any degradation. In the latter case the control equipment is chosen to be configured as control equipment.
  • FIG. 1 represents the case where the concentrator 3, 4 makes it possible to compare the values of each consumption Ei of each equipment item Ai with a predefined reference threshold value S1i according to a predetermined operating mode Ri.
  • the concentrator 3, 4 monitors the value of the sum of the consumptions ⁇ Ei of the set ENS1 of equipment Ai.
  • the concentrator 3, 4 carries out the control of the temperature T1 of the control equipment Ac.
  • the concentrator 3, 4 can monitor the consumption of several reference equipment.
  • FIG. 2 represents consumption curves measured over time by the concentrator 3, 4.
  • FIG. 2 shows the same notations, namely: E1 is the consumption of the equipment A1, E2 is the consumption of the equipment A2, E3 is the consumption of the equipment A3.
  • FIG. 2 represents a case of embodiment corresponding to the first embodiment of the invention in which the first and second variants are combined.
  • the measurement of a consumption E2 of a reference equipment A2 is controlled as well as the sum ⁇ Ei consumption of each equipment Ai.
  • the control equipment is the first equipment A1, In this example, the equipment A1 is chosen as the regulation equipment.
  • the first graph represents the evolution of the sum of consumption of each equipment.
  • the second graph represents the evolution of consumption Ei of each equipment.
  • a first peak 10 consumption is detected at time tO.
  • the peak of consumption corresponds to overconsumption of the equipment A2.
  • This step makes it possible to identify the equipment in overconsumption and also makes it possible to measure the criticality of such overconsumption.
  • the equipment providing a peak of consumption is predetermined as critical in the realization of a function performed by a set of equipment of the set ENS 1 (Ai) ie [1, N] or that a potential danger is identified beforehand when the consumption of this equipment exceeds a certain limit, then the regulation of a regulation equipment A1 will maintain the system consisting of all equipment under acceptable operating conditions.
  • the consumption of the equipment A2 exceeds a threshold value SI2 predefined for a given speed at a time tO.
  • the concentrator 3, 4 detects a second peak 11 corresponding to an overconsumption of the sum ⁇ Ei consumptions of each equipment Ai exceeding a first threshold S1.
  • the invention makes it possible, following the detection of the peaks 10 and 11 of consumption, to regulate the consumption of the regulation equipment A1.
  • the decision-making time makes it possible to send back a setpoint for regulating the power supply or the shutdown of the equipment to the system and in particular to the regulation equipment A1.
  • This decision time by the concentrator 3, 4 corresponds to the time during which the data is sent to the concentrator or the time required to read the last recorded value, to the measurement and comparison time, and to the time required. the generation of an appropriate regulation setpoint.
  • the method of the invention makes it possible to take into consideration the time required for the measurement and comparison of an operating parameter, such as the temperature, of the equipment. regulation A1.
  • the method of the invention makes it possible to perform a control step by measuring at least one operating parameter of a control equipment, such as the temperature taken at a point on the control equipment from a sensor for example.
  • the control equipment A1 is also the control equipment, that is to say the equipment whose power supply can be regulated by the concentrator.
  • the evolution of the operating parameter is not shown in FIGS. 2 and 3.
  • the value of the operating parameter is compared with a second threshold S2 to validate that the control equipment is operating well in its acceptable value range.
  • the method of the invention makes it possible to regulate or reduce the supply of the regulation equipment A1.
  • the decrease is a regulation adapted so that the control equipment A1 can continue to operate under normal operating conditions while consuming less energy. Normal operating conditions are predefined by a range of parameter values such as temperature, pressure or motor speed for a given speed.
  • the regulation of the power supply of the regulation equipment A1 can be engaged as long as it remains within its operating range.
  • the control method can therefore be reiterated as long as the value of the operating parameter remains in a predefined range of values for a given speed.
  • FIG. 3 shows the influence of such a regulating action of the regulation equipment A1 undertaken by the concentrator 3, 4.
  • a decrease in the power supply of A1 results in a decrease in its consumption AND from the moment t1.
  • This reduction in consumption results in a decrease in the sum of the consumptions of the ENS 1 set of equipment. This decrease is represented on the curve of the top representing the sum of the consumptions ( ⁇ Ei) '.
  • An advantage of the invention is to guarantee, after the detection of at least one peak of consumption 10, 11, that regulation of the supply of non-critical control equipment makes it possible to control the overall consumption of the whole ENS 1 equipment.
  • the operating parameter such as temperature, pressure or motor speed of a control device
  • the operating parameter can be compared to a second maximum threshold S2MAX and a minimum threshold S2 IN-
  • control equipment A1 is not the same equipment as the control equipment.
  • An advantage of this embodiment is that it can regulate A3 equipment having a large margin of influence on overall consumption; for example when the equipment is very energy consuming. This regulation can also be advantageous when the reduction of consumption of a piece of equipment is not critical for the general operation. This regulation can be engaged while ensuring the criticality of a control equipment as for a pressure parameter P for example. Another advantage is that the controlled equipment A3 does not require the measurement of a control parameter.
  • the equipment A1 can be configured to be also a regulation equipment.
  • a regulation action on the A1 and A3 equipment makes it possible to reduce the overall overconsumption related to the equipment A2 while controlling the criticality of the equipment A1.
  • This third configuration makes it possible to control the consumption of the sum of the equipment while controlling an operating parameter, here the pressure of a device A.
  • This configuration has the advantage of directly regulating the control equipment so as to ensure its operation in a range of acceptable value while decreasing its consumption.
  • This fourth configuration makes it possible to control the consumption of the sum of the equipment performing a first function F1k while controlling an operating parameter, here the pressure of an equipment A1.
  • This configuration has the advantage of regulating a set of equipment initially performing a function F1k and switching on the execution of a second function F2k less consuming.
  • This solution provides regulation while maintaining a control of the operating parameter, for example the pressure, of the control equipment A1 according to the new general regime of F2k.
  • a fifth configuration - Comparison of a Boolean indicator of the concentrator to a threshold value S1;
  • This fifth configuration makes it possible to compare a Boolean value, called a Boolean indicator, of the concentrator with a first threshold value S1 so as to regulate a plurality of devices by the switching of a set of devices on the realization of a less consuming function. .
  • Boolean value can be generated by an electric meter and processed by the concentrator. This makes it possible to organize the planning of tasks, taking into account an external event pre-empting an action in progress or consumption regulations.
  • the method of the invention makes it possible to switch from a first function to a second less consuming function by a simple indicator generated by a counter and taken into account by the concentrator.
  • the method of the invention makes it possible to perform other configurations resulting from the combination of the preceding configurations so as to regulate the consumption of equipment.
  • one embodiment of the method of the invention makes it possible to regulate the consumption of all the equipment by adjusting the period of operation of one equipment on the operation of another equipment.
  • a radiator or other equipment cooling equipment For example, a radiator or other equipment cooling equipment.
  • the method makes it possible to trigger a fan for cooling equipment producing heat only when the latter performs a given function in its operating cycle.
  • the first set therefore comprises at least one equipment rated A a performing at least a first task in a first time interval and at least a second equipment noted A b performing a second task in a second time interval.
  • the control method therefore makes it possible to adjust the duration of the second time interval to the duration of the first time interval so that the two tasks are triggered substantially at the same time and are performed in a substantially equal time interval.
  • the step of engaging a control from the concentrator comprises a combination of the following actions:
  • ⁇ A decrease or maintenance of the supply of at least one regulating equipment
  • An advantage of this latter embodiment is to regulate equipment dynamically according to the detected consumption peaks of each equipment or the sum of the equipment.
  • the concentrator and the sensors of each equipment can comprise a planning and priority rules allowing to engage a preferential type of regulation according to the current parameters, in particular the time, the production load carried out, the consumption of the equipment.
  • the method of the invention may advantageously comprise, in one embodiment, control means making it possible to measure whether a regulation is in progress or that it has taken place.
  • the method also comprises means for verifying that the return to normal after the regulation is effective.
  • the method comprises a first step of controlling the reduction of the consumption of at least one piece of equipment by at least two measurements at different time intervals from a device for measuring consumption. Equipment to verify that the consumption of the equipment is decreasing.
  • the method comprises a second control step when the regulation is complete to measure the consumption of all equipment and compare it to a reference value corresponding to the first general regime.
  • the invention allows the reiteration of the functions of all the equipment in all the previous modes.
  • the first function is repeated for a first period until a predefined load is obtained, a unit load being the result of performing a single execution of the first function, the regulation steps being arranged so as to inhibit the switching of the first and the second function until the predefined load is obtained.
  • the invention also relates to a system for regulating a first set of equipment for implementing the method of the invention.
  • the system includes:
  • a user interface to define a parameter setting, including the definition of thresholds and power or power levels of each equipment, the regimes of each equipment and the general system, the choice of functions performed by a set of equipment and / or failovers functions, the desired load for a given function for a specified period;
  • a plurality of sensors each sensor allowing at least the measurement of the consumption of each equipment of the assembly and / or at least one sensor allowing the measurement of an operating parameter of a control equipment, such as the temperature , pressure, engine speed;
  • a concentrator making it possible to compare at least one consumption value of a reference equipment with a first predefined threshold and making it possible to calculate the sum of the consumptions of the equipment, the concentrator making it possible to compare consumption levels and / or nominal parameters of so as to trigger at least one condition for engaging the regulation step of at least one control equipment comprising a combination of actions as defined above;
  • trigger actuation means making it possible, for example, to act on the power supply of each regulation equipment or to change the operating mode of each equipment, in particular their operating mode of operation. way to switch from a first function to a second less consuming function.
  • the consumption is recorded from an "evolved" counter such as a Smart Grid. It is specified that the Smart Grid is one of the names of a “smart” electricity distribution network known to those skilled in the art.
  • a control time of equipment consumptions and control parameters may be 10 min.
  • the power consumed by a device is integrated over a period of time, giving its average energy.
  • the invention makes it possible to control the energy average "equipment in a predefined time interval, for example 10min.
  • the implementation of the method of the invention can be carried out from a data management and processing device coming for example from an evolved counter and / or equipment, a computing and transmission device, a device decision and connection with the equipment network and the hub database and still a device for intelligent sensors for controlling and actuating the supply of one or more equipment connected to the network.
  • a data management and processing device coming for example from an evolved counter and / or equipment, a computing and transmission device, a device decision and connection with the equipment network and the hub database and still a device for intelligent sensors for controlling and actuating the supply of one or more equipment connected to the network.
  • F1k a first function performed by a second set ENS 1k of equipment, the second set ENS 1k being included in the set ENS 1;
  • F2k a second function performed by the same equipment set ENS 1k but less energy consuming than the first function.
  • the function F2k is performed by a third set of equipment ENS 3 included in the second set ENS 1k.
  • Pt is a function f of all of these configuration data.
  • the invention has many advantages, including:

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Abstract

Le procédé de régulation de la consommation d'énergie d'un premier ensemble (ENS1) d'équipements (A1.. A3), le premier ensemble d'équipements réalisant au moins une première fonction (F1k), caractérisé en ce qu'il comprend : • une première étape de définition de paramètres nominaux de fonctionnement d'une pluralité d'équipements (Ai); • une seconde étape de mesure à des instants prédéfinis : • i. de la consommation (Eq) d'un équipement (Aq) de référence; • ii. de la valeur d'un premier paramètre (Prj, Tj, Vj) de fonctionnement d'un équipement de contrôle (Ac), • une troisième étape de traitement réalisé au moyen d'un calculateur; • une quatrième étape d'engagement d'une régulation, comprenant une combinaison des actions suivantes : • · i. une diminution ou un maintien de l'alimentation d'un équipement de régulation (Ar); • ii. un basculement ou non de l'ensemble des équipements (Ai) dans un second régime général.

Description

PROCEDE DE REGULATION DE LA CONSOMMATION D'ENERGIE EN TEMPS REEL D'UNE INFRASTRUCTURE INDUSTRIELLE
La présente invention concerne les procédés de gestion de la consommation d'énergie en temps réel d'un site industriel. En outre l'invention concerne les procédés d'amélioration de régulation de la distribution d'énergie concernant une pluralité d'équipements d'un site industriel.
Actuellement, il existe des systèmes permettant de mesurer et de contrôler la consommation d'équipements à travers une interface utilisateur. Un tel dispositif est décrit dans la demande de brevet internationale WO9946606.
Par ailleurs, des infrastructures industrielles peuvent être gérées par des automates programmables mettant en œuvre un processus industriel prédéfini.
La régulation de la consommation est effectuée principalement par équipement, au cas par cas. La régulation peut intégrer des consignes provenant d'un automate programmable, d'un operateur ou d'un réglage fixe.
Un inconvénient est que dans les procédés ou systèmes actuels, la régulation en consommation des équipements ne tient pas compte de la consommation d'énergie mesurée en temps réel. Notamment, lorsque des pics de consommation sont enregistrés une intervention manuelle d'un opérateur est alors requise. Une phase d'investigation est menée de manière à identifier l'équipement ayant provoqué la cause d'un pic.
L'opérateur a alors plusieurs solutions pour continuer. Notamment, il peut choisir un équipement dont il peut couper ou limiter l'alimentation de manière à ne pas provoquer à nouveau un pic. En revanche, cet équipement doit être dans des conditions nominales de fonctionnement, l'opérateur doit alors contrôler le régime de cet équipement et agir en connaissance de cause.
Un réel problème se pose lorsque des pics importants de consommation d'un ensemble d'équipements entraînent une surconsommation temporaire risquant soit d'entraîner une interruption de certains équipements, soit un surcoût important. Enfin, un autre inconvénient peut survenir lorsque le gestionnaire des équipements n'est pas configuré pour gérer des pics importants, il s'agit de dégradations ou de dysfonctionnements d'un équipement ne pouvant répondre à cette contrainte.
L'invention permet de pallier aux inconvénients précités. L'invention a pour but un procédé de régulation qui permet de mesurer les consommations courantes des équipements d'un site industriel, ainsi que la somme des consommations de manière à identifier un pic de consommation potentiel. En outre, l'invention permet de réguler l'alimentation d'un ou plusieurs équipements ou de changer ou de limiter une ou des fonctions réalisées par un ensemble d'équipements dans la limite de plage de fonctionnement nominal des équipements. Notamment, l'invention permet d'évaluer la somme des consommations d'un ensemble d'équipements et de comparer cette somme à un seuil. Le franchissement du seuil permettant d'activer une régulation adaptée.
Un intérêt de l'invention est d'adapter la consommation selon des tranches horaires particulières ou des détections de pics de manière à anticiper une surconsommation d'un ensemble d'équipements.
Avantageusement, le procédé de régulation de la consommation d'énergie d'un premier ensemble d'équipements, le premier ensemble d'équipements comprenant un second ensemble d'une pluralité d'équipements réalisant au moins une première fonction, comprend :
· une première étape de définition de paramètres nominaux de fonctionnement d'une pluralité d'équipements à partir d'une interface de gestion, les paramètres nominaux comprenant : i. la définition d'au moins un premier seuil de consommation dont la valeur correspond à un paramétrage prédéfini ;
ii. le choix d'au moins deux équipements, dit équipement de contrôle et d'un équipement de régulation parmi le premier ensemble ;
iii. la définition d'au moins un premier régime général du second ensemble des équipements réalisant la première fonction, le premier régime général correspondant à une configuration d'un régime de chacun des équipements ; iv. la définition d'au moins un second seuil dont la valeur correspond à un second paramétrage dépendant du régime de l'équipement de contrôle ;
v. la définition d'une plage nominale pour chaque régime de chaque équipement du premier ensemble ;
une seconde étape de mesure à des instants prédéfinis à partir de moyens de mesure de consommation auquel chaque équipement est relié :
i. de la consommation d'au moins un équipement, dit équipement de référence, du premier ensemble ;
ii. de la valeur d'un premier paramètre de fonctionnement de l'équipement de contrôle du premier ensemble;
une troisième étape de traitement réalisé au moyen d'un calculateur comprenant la validation d'une première condition correspondant :
i. à la détection d'une première valeur franchissant le premier seuil ;
ii. à la détection d'une valeur du premier paramètre de fonctionnement ne dépassant pas le second seuil, l'équipement de contrôle restant dans sa plage nominale de fonctionnement ;
une quatrième étape d'engagement d'une régulation à partir d'un concentrateur et de moyens d'actuation, lorsque la première condition est validée, comprenant une combinaison des actions suivantes :
i. une activation ou non d'une consigne de diminution de l'alimentation de l'équipement de régulation ;
ii. un basculement ou non de l'ensemble des équipements dans un second régime général permettant de réaliser une seconde fonction, un troisième seuil dont la valeur correspond à un troisième paramétrage dépendant de la seconde fonction, le troisième seuil étant inférieur au premier seuil. Avantageusement, le premier ensemble comprend au moins un premier équipement réalisant au moins une première tâche dans un premier intervalle de temps et au moins un second équipement réalisant une seconde tâche dans un second intervalle de temps, la combinaison des actions de la quatrième étape d'engagement d'une régulation comprenant en outre un ajustement ou non de la durée du second intervalle de temps à la durée du premier intervalle de temps de manière à ce que la première et la seconde tâches se déclenchent sensiblement en même temps et soient effectuées dans un intervalle de temps sensiblement égal.
Avantageusement, la première valeur est la somme des consommations du second ensemble d'équipements réalisant la première fonction pendant une durée prédéterminée et que le premier et le troisième paramétrage comprend la définition d'un premier seuil en fonction d'au moins un des paramètres parmi lesquels :
• une tranche horaire prédéfinie ;
• la définition d'une charge prédéfinie de production réalisée par au moins une fonction ;
• l'énergie moyenne nécessaire à réaliser la fonction pendant une durée prédéterminée ;
• le régime général de la fonction.
Avantageusement, la première valeur est la consommation de l'équipement de référence, du premier ensemble pendant une durée prédéterminée et que le premier paramétrage comprend la définition d'un premier seuil (S1 i) en fonction d'au moins un des paramètres parmi lesquels :
• une tranche horaire prédéfinie ;
• la définition d'une charge prédéfinie de production réalisée par l'équipement de référence pendant une durée prédéterminée ;
• un régime donné de l'équipement de référence.
Avantageusement, le second paramétrage correspond au choix d'une valeur maximale de fonctionnement souhaitée d'un paramètre de l'équipement de contrôle, ledit équipement ayant un régime donné, parmi lesquels :
• une température mesurée en au moins un point de l'équipement ;
· une vitesse motrice mesurée en au moins un point de l'équipement ;
• la pression mesurée en au moins un point de l'équipement, ladite valeur maximale souhaitée définissant le second seuil. Avantageusement, l'équipement de régulation est :
• soit l'équipement de contrôle ;
• soit l'équipement de référence.
Avantageusement, l'équipement de contrôle est l'équipement de référence.
Avantageusement, la valeur d'une donnée booléenne fournie par le concentrateur active la première condition.
Avantageusement, le déclenchement de la première tâche du premier équipement déclenche la seconde tâche du second équipement.
Avantageusement, le procédé comprend une première étape de contrôle de la diminution de la consommation d'au moins un équipement par au moins deux mesures à des intervalles de temps différents à partir d'un dispositif de mesure de la consommation d'un équipement permettant de vérifier que la consommation de l'équipement diminue.
Avantageusement, l'ensemble des étapes du procédé est réitéré jusqu'à ce qu'une condition d'arrêt de la régulation soit validée.
Avantageusement, une condition d'arrêt de la régulation est comprise dans l'ensemble des conditions suivantes :
• le dépassement d'un premier indicateur temporel indiquant une durée prédéterminée ;
· le dépassement d'un second indicateur temporel indiquant une heure prédéterminée;
• la consommation de l'équipement de référence est inférieure au troisième seuil ;
• la consommation de l'ensemble des équipements réalisant une fonction est inférieure au premier seuil ; • la valeur du premier paramètre n'est pas au-delà du second seuil générant un fonctionnement de l'équipement hors de sa plage nominale de fonctionnement ;
• une opération manuelle d'un utilisateur.
Avantageusement, le procédé comprend une seconde étape de contrôle lorsque la régulation est terminée permettant de mesurer la consommation de l'ensemble des équipements et de la comparer à une valeur référence correspondant au premier régime général.
Avantageusement, lorsque la régulation est terminée, le procédé comprend une étape de contrôle de l'augmentation de la consommation d'au moins un équipement par au moins deux mesures à des intervalles de temps différents à partir d'un dispositif de mesure de la consommation d'un équipement permettant de vérifier que la consommation de l'équipement augmente.
Avantageusement, la première fonction est réitérée pendant une première période jusqu'à l'obtention d'une charge prédéfinie, une charge unitaire étant le résultat de la réalisation d'une seule exécution de la première fonction, les étapes de régulations étant agencées de manière à inhiber le basculement de la première et la seconde fonction tant que la charge prédéfinie n'est pas obtenue.
Avantageusement, un système de régulation d'un premier ensemble d'équipements pour la mise en œuvre du procédé de l'invention comprend :
• une interface utilisateur permettant de définir un paramétrage de la première étape du procédé ;
• des moyens d'alimentation alimentant les équipements ;
• des moyens d'actuation des équipements permettant de réguler l'alimentation d'au moins un équipement ;
• une pluralité de capteurs, chaque capteur permettant au moins la mesure de la consommation de chaque équipement de l'ensemble et au moins un capteur permettant la mesure d'un paramètre de fonctionnement d'un équipement permettant de réaliser la seconde étape du procédé ; • des moyens de mesure de consommation permettant de comparer au moins une valeur de consommation d'un équipement avec un premier seuil prédéfini et permettant de calculer la somme des consommations des équipements, les moyens de mesure de consommation permettant de comparer des niveaux de consommations et de paramètres nominaux de manière à déclencher au moins une condition permettant d'engager la quatrième étape de régulation des équipements comprenant une combinaison d'actions.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront présentés dans une description détaillée & illustrée par les figures suivantes : à l'aide de la description qui suit, faite en regard des dessins annexés qui représentent :
■ figure 1 : un schéma de principe de l'invention ;
■ figure 2 : deux graphiques de consommation d'équipements sur lesquels un pic de consommation apparaît ;
■ figure 3 : deux graphiques de consommations d'équipements, l'alimentation d'un équipement ayant été régulée par le procédé de l'invention.
Dans la suite de la description, on nomme :
• un équipement de référence, un équipement dont le procédé de l'invention permet de mesurer sa consommation énergétique et de comparer la mesure à un seuil prédéterminé ;
• un équipement de contrôle, un équipement dont le procédé de l'invention permet de mesurer un paramètre de fonctionnement tel que la température, la pression ou la vitesse motrice d'un régime donné ou tout autre paramètre correspondant à un fonctionnement d'un équipement et de comparer la valeur du paramètre à un seuil prédéterminé ;
• un équipement de régulation, un équipement dont le procédé de l'invention permet de réguler la consommation de l'équipement par une actuation de son alimentation ou une modification de son régime entraînant une actuation de son alimentation. La figure 1 représente un schéma de principe du procédé de l'invention.
Un site industriel 1 comprend une pluralité d'équipements 2, notés Ai, i variant de 1 à N avec N le nombre d'équipements total que l'on considère, cet ensemble est également noté ENS 1. Dans le mode de réalisation de la figure 1 , seuls trois équipements A1, A2, A3 sont représentés.
On nomme « moyens de mesure de la consommation », les moyens permettant de mesurer les consommations de chaque équipement, Ces moyens comprennent un concentrateur et/ou des capteurs qui sont connectés aux équipements.
Selon l'invention, chacun des équipements Ai envoie sa consommation courante E1 , E2, E3 respectivement à des capteurs CAI , CA2, CA3, chacun des équipements étant connecté à un capteur propre permettant de mesurer au moins leur consommation et/ou certains paramètres de fonctionnement. Chaque capteur est connecté en réseau à un concentrateur 3 comprenant un calculateur permettant l'analyse des données transmises.
Ces informations sont remontées à intervalles réguliers à un concentrateur 3 permettant d'enregistrer dans une base de données les valeurs de consommations de chacun des équipements Ai.
La remontée d'informations peut être activée à des intervalles réguliers soit sur requêtes du concentrateur, soit spontanément par chacun des équipements Ai vers le concentrateur.
Les connexions entre les capteurs et le concentrateur sont dans un exemple des liaisons Ethernet.
Dans un exemple de réalisation, les connexions entre les équipements et les capteurs sont des liaisons Ethernet.
Toute autre liaison permettant l'échange de données entre un équipement et un capteur est possible, par exemple une liaison analogique.
Une interface utilisateur 4 intégrée ou pas au concentrateur permet de paramétrer le réseau et les paramètres de contrôles, les données à mesurer et à analyser ainsi que le type de consignes à générer.
Le procédé de l'invention permet de générer des consignes de pilotages des équipements, notamment de leur mode de fonctionnement, leur alimentation ainsi que leur durée de fonctionnement de manière à optimiser la consommation d'énergie des équipements.
Un module de régulation MR 5 représentée sur la figure 1 permet d'alimenter les équipements en énergie ou de contrôler la régulation d'une alimentation d'un équipement ou d'une pluralité d'équipements. L'alimentation de chaque équipement peut être pilotée à partir du concentrateur via le module de régulation lorsque des analyses de données permettent de déclencher automatiquement une action sur l'alimentation ou bien à partir de chaque capteur, qui peut également transmettre une consigne de régulation au module de régulation, lorsque ces derniers ont un calculateur permettant de générer une consigne à partir de données remontées de chaque équipement. Le concentrateur permet également de piloter par une consigne certains modes de fonctionnement de chaque équipement par exemple la vitesse moteur ou le régime moteur.
Ainsi l'invention permet une régulation locale de chaque équipement selon des critères analysés au niveau d'un capteur et/ou permet une régulation globale lorsque le concentrateur permet l'analyse les données qui lui sont remontées.
Généralement, un ensemble d'équipements, agissant collatéralement, réalise une fonction donnée.
On note dans la suite de la description, Fkp une fonction dont l'indice p permet de différencier chaque fonction réalisée par un ensemble de k équipements choisis parmi l'ensemble ENS 1 des équipements A,e[i , Nj.
Un indicateur de fonctionnement de l'ensemble de ces équipements peut être obtenu par la surveillance de la consommation globale des équipements de cet ensemble.
L'invention permet de mettre en œuvre une étape de définition :
• de l'ensemble des k équipements à considérer par le concentrateur réalisant au moins une fonction Fki donnée ou une pluralité de fonctions Fkp selon des régimes différents ;
• des données à mesurer par le concentrateur provenant de chaque équipement Ai et ;
• des seuils auxquels le concentrateur compare les mesures relevées. Par convention, on note dans la suite de la description un premier seuil S1 lorsqu'il s'agit de comparer une valeur représentant soit une valeur discrète soit une somme de consommations d'un ensemble d'équipements.
On note un premier seuil S1i lorsqu'il s'agit de comparer une valeur représentant un paramètre tel que la consommation d'un seul d'équipement Ai.
Dans un premier mode de réalisation de l'invention, le procédé permet de réaliser une régulation de consommation d'au moins un équipement indépendamment d'une fonction réalisée par un ensemble d'équipements.
Le concentrateur enregistre à un instant t chacune des consommations Ei de chaque équipement Ai. Un calculateur permet de calculer la somme des consommations ∑Ei des équipements Ai de l'ensemble considéré à des instants réguliers.
La consommation Ei d'un équipement Ai est calculée sur un intervalle de temps prédéfini qui peut être configurable à partir du concentrateur 3.
Dans une première variante du premier mode, le procédé de l'invention permet de mesurer au moins une valeur d'une consommation E1 d'un premier équipement A1 , dit équipement de référence, de l'ensemble d'équipements. Les mesures peuvent être réalisées selon la configuration à intervalles réguliers et la consommation est mesurée sur une durée prédéterminée. Dans cette première variante, le calculateur intégré ou non au concentrateur permet de réaliser l'opération de comparaison de la valeur de la consommation E1 de l'équipement de référence A1 à une première valeur seuil S1i prédéfinie.
On note dans la suite de la description un seuil de consommation
S1N d'un équipement N.
La valeur du premier seuil S1i est définie selon un premier paramétrage P1. Le premier paramétrage P1 permet de définir les paramètres à prendre en compte dans la définition du premier seuil S1i, parmi ces paramètres, le procédé de l'invention permet de prendre en compte :
• la tranche horaire courante ;
· la définition d'une charge minimale de production réalisée par le premier équipement de référence A1 ;
• la consommation moyenne nécessaire au fonctionnement du premier équipement de référence A1 pendant une durée prédéterminée ;
· le régime du premier équipement de référence A1.
Le franchissement du seuil S1i donne une première condition. La mesure de la consommation d'au moins un équipement de référence permet d'activer une régulation de la consommation d'un ou de plusieurs équipements. L'étape de régulation est détaillée dans la suite de la description. Les équipements dont la consommation est régulée sont appelés équipement de régulation.
Dans une seconde variante du premier mode, le procédé de l'invention permet de calculer la valeur de la somme des consommations∑Ei d'un ensemble ENS 1 d'équipements (Ai)ie[1 ,n].
Dans cette seconde variante, l'invention permet de comparer la valeur de la somme des consommations∑Ei de l'ensemble des équipements (Ai)ie[1 ,n] à une première valeur seuil S1 prédéfinie.
La valeur du premier seuil S1 est définie selon un premier paramétrage P1\
Le premier paramétrage P1' permet de définir les paramètres à prendre en compte dans la définition du premier seuil S1. Parmi ces paramètres, le procédé de l'invention permet de prendre en compte :
· la tranche horaire courante ;
• la définition d'une charge minimale de production réalisée par l'ensemble ENS 1 des équipements (Ai)ie[1 ,n] ;
• la consommation moyenne nécessaire au fonctionnement de l'ensemble ENS 1 des équipements (Ai)ie[1 ,n] pendant une durée prédéterminée ; • un régime général de fonctionnement comprenant un régime donné de chaque équipement.
Un avantage de cette variante est que l'évolution de la somme des consommations de l'ensemble ENS 1 des équipements permet d'obtenir une donnée critique au bon fonctionnement des équipements.
En effet, la somme des consommations de l'ensemble ENS 1 des équipements ne doit pas dépasser une certaine limite pour éviter d'endommager la chaîne des équipements en fonctionnement ou encore de nuire au bon déroulement de la réalisation de la fonction en cours ou encore de dépasser la consommation nominale entraînant un surcoût de consommation.
Le franchissement du seuil S1 donne une première condition.
De ce fait, la mesure de la somme des équipements permet de contrôler une donnée critique.
La mesure de la consommation d'un ensemble ENS 1 d'équipements permet d'activer une régulation de la consommation d'un ou de plusieurs équipements. Les équipements dont la consommation sont régulées sont appelées équipements de régulation. L'étape de régulation est détaillée dans la suite de la description.
Les deux variantes de réalisations du premier mode de réalisation de l'invention peuvent être combinées de manière à contrôler la consommation d'un équipement de référence et la consommation d'un ensemble ENS 1 d'équipements. Ce dernier cas est détaillé par la suite aux figures 2 et 3. Ce double contrôle permet un gain de sécurité et une validation de la surconsommation détectée.
En outre, ce double contrôle permet également d'agir plus efficacement sur la réalisation d'une première régulation adaptée d'un équipement de régulation et d'une seconde régulation de l'ensemble ENS 1 des équipements réalisées simultanément. La première et la seconde régulation peuvent être combinées ou non selon la configuration souhaitée.
Dans ce cas, la définition de deux seuils S1 , S11 permettent de comparer deux valeurs de consommations. Dans un premier mode, le franchissement du seuil S1 et le franchissement du seuil S1i donne une première condition.
Dans un second mode, le franchissement du seuil S1 ou le franchissement du seuil S1 i donne une première condition.
Un avantage est de permettre la mesure d'un pic de consommation propre à un seul équipement de référence en plus de la détection opérée sur la consommation d'un ensemble ENS 1 d'équipements. Les pics de consommations détectés peuvent être locaux selon la surconsommation d'un équipement ou globaux selon un ensemble d'équipements.
Dans une troisième variante du premier mode de réalisation de l'invention, le calculateur permet de comparer la consommation Ei d'une pluralité d'équipements de référence pris séparément, de manière à effectuer un contrôle d'une pluralité d'équipements en vu d'activer une régulation appropriée d'équipements de régulation.
L'avantage de ce mode de réalisation est d'adapter la régulation de la consommation en considérant les équipements les plus consommateurs ou ceux qui provoquent des pics locaux de consommation.
Dans ce cas les équipements de référence peuvent être avantageusement configurés de manière à être les équipements de régulation.
Un avantage est de ne pas diminuer la consommation de tous les équipements dès lors qu'un seul pic de consommation est détecté, mais uniquement de un ou quelques équipements de régulation qui permettent un retour à une consommation de l'ensemble des équipements sous un seuil prédéterminé.
Le concentrateur peut alors réguler l'alimentation de un ou plusieurs équipements de régulation en fonction des valeurs de consommations de certains équipements dépassant un seuil prédéterminé. Cette solution permet une grande flexibilité sur la stratégie de régulation à adopter selon les dépassements de seuils constatés pendant leur fonctionnement des équipements. Dans une quatrième variante, aucune valeur de consommation d'équipement de référence n'est comparée à un seuil. Une première valeur discrète telle qu'une valeur booléenne fournie au concentrateur est comparée à un premier seuil S1 prédéfini.
Dans cette quatrième variante de réalisation, la valeur booléenne de régulation peut avantageusement être générée automatiquement selon un plan de production prédéfini ou selon une tranche horaire définissant le régime des équipements. Dans un second mode de réalisation de l'invention, le procédé permet de réaliser une régulation de consommation d'un ensemble ENS 1 k de k équipements réalisant au moins une fonction F1 k. L'ensemble des équipements réalisant cette fonction est appelé premier ensemble ENS 1 k, ENS 1 k est un ensemble compris dans l'ensemble ENS 1.
La fonction F1k selon la configuration est paramétrée de manière à correspondre à un premier régime général RG1k de fonctionnement qui correspond à une pluralité de régimes prédéterminés de chaque équipement contribuant à réaliser la fonction F1 k.
Ainsi, le premier ensemble d'équipements ENS 1k réalise une première fonction F1k selon un premier régime général RG1 k.
Le procédé de l'invention permet de considérer la consommation du premier ensemble ENS 1 k d'équipements réalisant la fonction F1 k selon un premier régime général RG1 k.
Comme dans le premier mode de réalisation, les consommations mesurées sont intégrées sur une durée prédéterminée.
Selon les mêmes notations que précédemment, la somme des consommations (∑Ei)k permettant d'assurer la réalisation de la fonction F1k pendant un laps de temps prédéterminé est également notée dans ce mode de réalisation EFH<- H s'agit de la consommation nécessaire à l'exécution de la fonction F1k pendant un laps de temps prédéterminé.
Dans le cas où les équipements du premier ensemble ENS1 k peuvent réaliser une pluralité de fonctions (Fik)ie[1 , N'] associées à une pluralité de régimes généraux (RGik) ie[1 , N'], le procédé de l'invention permet de réguler la puissance consommée par le premier ensemble ENS1 k en basculant la configuration des équipements {(Ai)^, N]}k de manière à réaliser une seconde fonction F2k moins consommatrice.
Dans un exemple de réalisation, on considère l'exemple d'une première fonction F1k permettant de fabriquer des grands bacs en plastique à partir d'une pluralité d'équipements {(Ai)ie[1, N]}k tels qu'un four, une souffleuse, un compresseur et un refroidisseur. La consommation de F1k dans le régime général RG1k est E FH<-
Une seconde fonction F2k permet de fabriquer des petits bacs en plastique à partir des mêmes équipements mais configurés dans un régime RG2k. La consommation de F2k dans le régime général RG2k est E F2k, avec
E F2k < E F1k-
Le procédé de l'invention permet de modifier la configuration des équipements du premier ensemble d'équipements ENS1k de manière à basculer l'exécution d'une première fonction F1k à l'exécution d'une seconde fonction F2k moins consommatrice. Le procédé de l'invention permet d'activer la modification de la configuration des équipements lors de la détection de pics de consommation ou selon des tranches horaires prédéfinies ou encore selon une donnée booléenne donnée par un compteur.
Dans ce second mode de réalisation, un premier paramétrage P1 permet de définir un premier seuil S1 dépendant de la première fonction F1k et un troisième seuil S3 dépendant de la seconde fonction F2k.
D'une manière générale, un paramétrage de seuils peut être réalisé de manière à faire correspondre autant de seuils que de fonctions prédéfinies pouvant être exécutées par les équipements du premier ensemble ENS 1k.
Dans ce second mode de réalisation, le premier paramétrage P1 comprend la définition d'un premier seuil S1 et d'un troisième seuil S3 lorsqu'une seconde fonction est définie. La définition des seuils S1 et S3 sont définis en fonction de paramètres parmi lesquels :
• la tranche horaire courante ;
• la définition d'une charge minimale de production réalisée par la fonction F1k et/ou F2k ; • la consommation moyenne nécessaire à réaliser les fonctions F1k et/ou F2k pendant une durée prédéterminée ;
• le régime général de chaque fonction RG1 k et/ou RG2k. Dans les deux précédents modes de réalisations, l'invention permet, en outre, de définir un paramètre de fonctionnement d'un équipement Ac prédéfini, appelé équipement de contrôle. L'invention permet alors de contrôler ce paramètre de fonctionnement de manière à vérifier que le dit équipement est dans une plage de valeur acceptable de fonctionnement.
Par exemple il peut s'agir d'un contrôle d'une température en un point particulier de l'équipement, d'une pression en un point ou d'une vitesse motrice d'une composante motrice de l'équipement. Des capteurs sont utilisés à cette fin et positionnés dans les points de contrôles du ou des équipement(s) de contrôle.
Une combinaison des précédents paramètres peut être contrôlée.
On note alors que l'équipement de contrôle Ac est dans sa plage de fonctionnement nominale lorsque les paramètres mesurés sont dans une plage prédéterminée de valeurs signifiant un fonctionnement normal de l'équipement de contrôle Ac dans un régime donné.
L'invention permet de mesurer à intervalles réguliers ou des intervalles choisis selon un plan de contrôle d'un opérateur, les valeurs d'au moins un paramètre de fonctionnement de l'équipement de contrôle Ac. Le relevé des valeurs du paramètre de fonctionnement permet de comparer cette valeur à une seconde valeur seuil S2.
Un avantage du choix d'un équipement de contrôle Ac est de s'assurer qu'un ensemble prédéterminé d'équipements (Ai) )ie[1, N] fonctionne a priori dans un mode de fonctionnement normal. L'invention permet donc de contrôler le fonctionnement d'un équipement dans sa plage de valeurs acceptables avant de déclencher la régulation d'un ou de plusieurs équipements de régulation ou de suspendre une régulation déjà engagée d'un ou plusieurs équipements. Dans une première variante de réalisation, le procédé de l'invention permet de choisir un équipement de contrôle Ac considéré comme un équipement pouvant être régulé de manière à réduire la consommation pendant une durée prédéterminée. Cette première variante est adaptée au premier mode de réalisation de l'invention.
Ainsi, lors de pics de consommation identifiés, le procédé de l'invention permet d'ajuster la consommation des équipements par la régulation d'un équipement. L'équipement de contrôle est alors appelé équipement de régulation. Cette solution présente l'avantage de directement contrôler le fonctionnement d'un équipement régulé.
In fine, l'alimentation d'un d'équipement est régulée de manière à palier à une augmentation anormale de la consommation d'un ensemble d'équipements Ai de l'ensemble ENS 1.
Dans une seconde variante de réalisation, le procédé de l'invention permet de choisir un équipement de contrôle Ac considéré comme critique pour le contrôle des paramètres de fonctionnement. Ainsi si l'équipement le plus critique est dans un régime nominal, le déclenchement d'une étape de régulation peut être effectué en réduisant la consommation d'un ensemble d'équipements, réalisant une première fonction F1k, par la réalisation d'une seconde fonction F2k moins consommatrice. Cette seconde variante de réalisation est adaptée au second mode de réalisation de l'invention. Un avantage de cette solution est de réduire les contrôles au contrôle d'un seul équipement par exemple considéré comme critique pour basculer d'une fonction à une autre fonction moins consommatrice.
Dans une variante, le procédé de l'invention permet de configurer plusieurs équipements de contrôle de manière à vérifier le bon fonctionnement d'une pluralité d'équipements critiques avant d'engager une régulation.
Selon une troisième variante, le procédé de l'invention permet de mesurer et surveiller une consommation particulière propre à un équipement de référence A1 prédéfini du premier ensemble au regard d'un premier seuil S11 prédéfini. Le procédé de l'invention permet alors de réguler l'alimentation d'un second équipement A2, dit de régulation. L'équipement de référence peut être configuré pour être un équipement de régulation également.
L'invention permet de définir une étape de configuration permettant la définition d'un ensemble d'équipements de régulation qui peuvent être indépendamment régulés les uns des autres selon la valeur d'au moins un paramètre de fonctionnement d'un équipement de contrôle.
L'invention permet de réguler l'alimentation de l'équipement d'au moins un équipement de régulation.
De manière à ne pas perturber le système, une mesure d'un paramètre de l'équipement de contrôle permet :
- d'une part de contrôler que ce dernier est dans un régime de fonctionnement nominal avant d'engager une régulation et qu'une régulation de l'équipement de régulation n'entraînera pas une détérioration de cet équipement ;
- d'autre part de surveiller pendant la régulation de l'équipement de régulation que le mode de fonctionnement de l'équipement de contrôle est maintenu dans des limites acceptables.
Ainsi l'invention permet de mesurer selon différents modes de réalisation, des paramètres de différentes natures selon la détermination des équipements de contrôle, de référence et de régulation choisie.
Un premier exemple de réalisation est d'enregistrer, mesurer et comparer la température d'un équipement de contrôle.
Un second exemple de réalisation est de considérer la pression, d'un équipement de contrôle ou encore sa vitesse moteur.
Selon le paramètre représentatif de la criticité de l'équipement en fonctionnement et selon son régime, l'un des paramètres peut être prédéfini selon le procédé de l'invention.
En outre une variante permet d'enregistrer, mesurer et comparer plusieurs paramètres de différentes natures et provenant du même équipement ou d'une pluralité d'équipements de contrôle. Par exemple, le concentrateur peut mesurer et comparer une pluralité de paramètres à des valeurs seuils prédéfinies, tels que par exemple la température et la pression d'un seul et même équipement de contrôle.
Selon la configuration du concentrateur, chaque équipement envoie au concentrateur ou au capteur associé à l'équipement sa consommation courante intégrée sur une durée prédéterminée. Les envois sont effectués à intervalles réguliers. Le régime de chaque équipement peut être également contrôlé soit par requête du concentrateur soit par un envoi spontané de chaque équipement Ai.
Le concentrateur 3, 4 ou encore les capteurs reliés à chaque équipement permettent de vérifier et de contrôler que les valeurs de ces paramètres restent dans des plages de valeurs acceptables. Ces contrôles permettent de garantir que, pendant le délestage ou la régulation d'un ou plusieurs équipements de régulation, ces derniers se maintiennent dans des conditions de fonctionnement acceptables n'entraînant aucune dégradation. Dans ce dernier cas les équipements de contrôle sont choisis pour être configurés en équipement de régulation.
La figure 1 représente le cas où le concentrateur 3, 4 permet de comparer les valeurs de chaque consommation Ei de chaque équipement Ai à une valeur seuil S1i de référence prédéfinie selon un régime de fonctionnement Ri prédéterminé.
Par ailleurs, selon le procédé de l'invention, le concentrateur 3, 4 effectue la surveillance de la valeur de la somme des consommations∑Ei de l'ensemble ENS1 d'équipements Ai.
Enfin, le concentrateur 3, 4 effectue le contrôle de la température T1 de l'équipement de contrôle Ac.
Comme précisé précédemment, dans d'autres modes de réalisation, le concentrateur 3, 4 peut surveiller les consommations de plusieurs équipements de référence. La figure 2 représente les courbes de consommations mesurées dans le temps par le concentrateur 3, 4.
Selon les notations de la figure 1 , la figure 2 reprend les mêmes notations, soient : E1 est la consommation de l'équipement A1 , E2 est la consommation de l'équipement A2, E3 est la consommation de l'équipement A3.
La figure 2 représente un cas de réalisation correspondant au premier mode de l'invention dans lequel la première et la seconde variante sont combinées. Dans ce cas, la mesure d'une consommation E2 d'un équipement A2 de référence est contrôlée ainsi que la somme ∑Ei des consommations de chaque équipement Ai. Dans ce cas de réalisation l'équipement de contrôle est le premier équipement A1 , Dans cet exemple, l'équipement A1 est choisi comme l'équipement de régulation.
On note la première configuration suivante :
- Equipement de référence : A2 ;
- Mesure et comparaison de la consommation E2 de l'équipement A2 par rapport à un seuil S12 ;
- Mesure et comparaison de la consommation de la somme des consommations∑Ei de l'ensemble des équipements (Ai)ie[1 , n] par rapport à un premier seuil S1 ;
- Equipement de contrôle : A1 ;
- Paramètre de contrôle : la température T ;
- Equipement de régulation : A . Le premier graphique représente l'évolution de la somme∑Ei des consommations de chaque équipement. Le second graphique représente l'évolution des consommations Ei de chaque équipement.
Lors de la surveillance des consommations Ei des équipements Ai, un premier pic 10 de consommation est détecté à l'instant tO. Le pic 10 de consommation correspond à une surconsommation de l'équipement A2.
Cette étape permet d'identifier l'équipement en surconsommation et permet également de mesurer la criticité d'une telle surconsommation.
Dans le cas où l'équipement fournissant un pic de consommation est prédéterminé comme critique dans la réalisation d'une fonction réalisée par un ensemble d'équipements de l'ensemble ENS 1 (Ai)ie[1 , N] ou qu'un danger potentiel est identifié préalablement lorsque la consommation de cet équipement dépasse une certaine limite, alors la régulation d'un équipement de régulation A1 permettra de maintenir le système formé de l'ensemble des équipements dans des conditions de fonctionnement acceptables.
La consommation de l'équipement A2 dépasse une valeur seuil SI2 prédéfinie pour un régime donnée à un instant tO.
A un instant tO', le concentrateur 3, 4 détecte un second pic 11 correspondant à une surconsommation de la somme ∑Ei des consommations de chaque équipement Ai dépassant un premier seuil S1.
L'invention permet, suite à la détection des pics 10 et 11 de consommation, de réguler la consommation de l'équipement de régulation A1.
Le temps de prise de décision permet de renvoyer une consigne de régulation d'alimentation ou d'arrêt de l'équipement au système et notamment à l'équipement A1 de régulation.
Ce temps de prise de décision par le concentrateur 3, 4 correspond au temps pendant lequel la donnée est envoyée au concentrateur ou au temps nécessaire à la lecture de la dernière valeur enregistrée, au temps de mesure et de comparaison, ainsi qu'au temps nécessaire à la génération d'une consigne adéquate de régulation.
Parallèlement, à la mesure et à la comparaison des consommations des équipements, le procédé de l'invention permet de prendre en considération le temps nécessaire à la mesure et la comparaison d'un paramètre de fonctionnement, tel que la température, de l'équipement de régulation A1.
Le procédé de l'invention permet d'effectuer une étape de contrôle en effectuant la mesure d'au moins un paramètre de fonctionnement d'un équipement de contrôle, tel que la température prélevée en un point de l'équipement de contrôle à partir d'un capteur par exemple. Dans cet exemple de réalisation, l'équipement de contrôle A1 est également l'équipement de régulation, c'est-à-dire l'équipement dont l'alimentation peut être régulée par le concentrateur. L'évolution du paramètre de fonctionnement n'est pas représentée sur les figures 2 et 3.
La valeur du paramètre de fonctionnement est comparée à un second seuil S2 permettant de valider que l'équipement de contrôle fonctionne bien dans sa plage de valeur acceptable.
Le procédé de l'invention permet de réguler, soit de réduire, l'alimentation de l'équipement de régulation A1. La diminution est une régulation adaptée de manière à ce que l'équipement A1 de régulation puisse continuer à fonctionner dans des conditions normales de fonctionnement tout en consommant moins d'énergie. Les conditions normales de fonctionnement sont prédéfinies par une plage de valeur de paramètres tels que la température, la pression ou la vitesse moteur pour un régime donné. La régulation de l'alimentation de l'équipement de régulation A1 peut être engagée tant qu'il reste dans sa plage de fonctionnement.
Le procédé de régulation peut donc être réitéré tant que la valeur du paramètre de fonctionnement reste dans une plage de valeurs prédéfinie pour un régime donné.
La figure 3 représente alors l'influence d'une telle action de régulation de l'équipement de régulation A1 entreprise par le concentrateur 3, 4. Une baisse de l'alimentation de A1 a pour conséquence une diminution de sa consommation ET à partir de l'instant t1.
Cette baisse de consommation a pour conséquence une diminution de la somme des consommations de l'ensemble ENS 1 des équipements. Cette diminution est représentée sur la courbe du haut représentant la somme des consommations (∑Ei)'.
Un avantage de l'invention est de garantir après la détection d'au moins un pic de consommation 10, 11, qu'une régulation de l'alimentation d'un équipement de régulation non critique permet de contrôler la consommation générale de l'ensemble ENS 1 des équipements.
Dans des variantes de réalisations, le paramètre de fonctionnement, telles que la température, la pression ou la vitesse moteur d'un équipement de contrôle, peuvent être comparé à un second seuil maximal S2MAX et un seuil minimal S2 IN-
Dans d'autres exemples de réalisations, les configurations suivantes peuvent être réalisées à partir du procédé de l'invention :
Une seconde configuration :
- Equipement de référence : A2 ;
- Mesure et comparaison de la consommation E2 de l'équipement A2 par rapport à un seuil SI2 ;
- Equipement de contrôle : A1 ;
- Paramètre de contrôle : la pression P ;
- Equipement de régulation : A3.
Dans ce cas, l'équipement de contrôle A1 n'est pas le même équipement que celui de régulation. Un avantage de ce mode de réalisation est de pouvoir réguler un équipement A3 ayant une grande marge d'influence sur la consommation globale ; par exemple lorsque l'équipement est très consommateur en énergie. Cette régulation peut également être avantageuse lorsque la diminution de consommation d'un équipement n'est pas critique pour le fonctionnement général. Cette régulation peut être engagée tout en assurant la criticité d'un équipement de contrôle quant à un paramètre de pression P par exemple. Un autre avantage est que l'équipement régulé A3 ne nécessite pas la mesure d'un paramètre de contrôle.
Dans une autre variante, l'équipement A1 peut être configuré pour être également un équipement de régulation. Dans ce dernier cas, une action de régulation sur les équipements A1 et A3 permet de faire diminuer la surconsommation globale liée à l'équipement A2 tout en maîtrisant la criticité de l'équipement A1.
Une troisième configuration :
- Mesure et comparaison de la somme des consommations∑Ei de l'ensemble des équipements (Ai)ic[1 , n] par rapport à un seuil S1 ;
- Equipement de contrôle : A1 ; - Paramètre de contrôle : la pression P ;
- Equipement de régulation : A1.
Cette troisième configuration permet de contrôler la consommation de la somme des équipements tout en contrôlant un paramètre de fonctionnement, ici la pression d'un équipement A Cette configuration comporte l'avantage de directement réguler l'équipement de contrôle de manière à assurer son fonctionnement dans une plage de valeur acceptable tout en diminuant sa consommation.
Une quatrième configuration :
- Mesure et comparaison de la somme des consommations EFH< de l'ensemble de k équipements {(Ai)ie[1 , N]}k réalisant la fonction F1k par rapport à un seuil S1
- Equipement de contrôle : A1
- Paramètre de contrôle : la pression P
- Equipements de régulation : {(Ai)ie[1 , N]}k par basculement d'une fonction réalisée par k équipements. Cette quatrième configuration permet de contrôler la consommation de la somme des équipements réalisant une première fonction F1k tout en contrôlant un paramètre de fonctionnement, ici la pression d'un équipement A1. Cette configuration comporte l'avantage de réguler un ensemble d'équipements réalisant initialement une fonction F1k et basculant sur l'exécution d'une seconde fonction F2k moins consommatrice. Cette solution assure une régulation tout en maintenant un contrôle du paramètre de fonctionnement, par exemple la pression, de l'équipement de contrôle A1 selon le nouveau régime général de F2k. Ainsi, la régulation par basculement de fonctions permet d'adapter un premier régime général d'un ensemble d'équipements à un second régime général permettant de réagir et d'adapter le fonctionnement d'un ensemble d'équipements à un pic de consommation détecté. Une cinquième configuration : - Comparaison d'un indicateur booléen du concentrateur à une valeur seuil S1 ;
- Equipement de contrôle : A1 ;
- Paramètre de contrôle : la pression P ;
- Equipements de régulation : {(Ai)ie[1 , N]}k par basculement d'une fonction réalisée par k équipements.
Cette cinquième configuration permet de comparer une valeur booléenne, appelé indicateur booléen, du concentrateur à une première valeur seuil S1 de manière à réguler une pluralité d'équipements par le basculement d'un ensemble d'équipements sur la réalisation d'une fonction moins consommatrice.
Un avantage est que la valeur booléenne peut être générée par un compteur électrique et traité par le concentrateur. Ce qui permet d'organiser la planification de tâches, la prise en compte d'un événement externe préemptant une action en cours ou de régulations de consommation.
Typiquement, le procédé de l'invention permet de basculer d'une première fonction à une seconde fonction moins consommatrice par un simple indicateur généré par un compteur et prise en compte par le concentrateur.
Le procédé de l'invention permet d'effectuer d'autres configurations issues de combinaison des précédentes configurations de manière à réguler la consommation d'équipements.
Enfin, un mode de réalisation du procédé de l'invention permet de réguler la consommation de l'ensemble des équipements en ajustant la période de fonctionnement d'un équipement sur le fonctionnement d'un autre équipement.
Typiquement, ce cas se présente lorsqu'un équipement a pour fonction d'assurer le bon fonctionnement d'un autre équipement.
Par exemple, un radiateur ou équipement de refroidissement d'un autre équipement. Pour diminuer la consommation de l'ensemble des équipements afin de réduire les pics de surconsommation, le procédé permet de déclencher un ventilateur permettant le refroidissement d'un équipement produisant de la chaleur uniquement au moment où ce dernier réalise une fonction donnée dans son cycle de fonctionnement.
Le premier ensemble comprend donc au moins un équipement noté Aa réalisant au moins une première tâche dans un premier intervalle de temps et au moins un second équipement noté Ab réalisant une seconde tâche dans un second intervalle de temps.
Le procédé de régulation permet donc d'ajuster la durée du second intervalle de temps à la durée du premier intervalle de temps de manière à ce que les deux tâches se déclenchent sensiblement en même temps et soient effectuées dans un intervalle de temps sensiblement égal.
Dans ce dernier mode de réalisation, l'étape d'engagement d'une régulation à partir du concentrateur comprend une combinaison des actions suivantes :
· une diminution ou un maintien de l'alimentation d'au moins un équipement de régulation ;
• un basculement ou non de l'ensemble ENS1k de k équipements {(Ai)ic[1 , N]}k dans un second régime général RG2k permettant de réaliser une seconde fonction F2k, un troisième seuil S3 dont la valeur correspond à un troisième paramétrage P3 dépendant de la seconde fonction F2k, le troisième seuil S3 étant inférieur au second seuil S2.
• un ajustement de la durée du second intervalle de temps à la durée du premier intervalle de temps de manière à ce que les deux tâches des deux équipements Aa et Ab se déclenchent sensiblement en même temps et soient effectuées dans un intervalle de temps sensiblement égal.
Un avantage de ce dernier mode de réalisation est de réguler des équipements dynamiquement selon les pics de consommations détectés de chaque équipement ou de la somme des équipements.
Le concentrateur et les capteurs de chaque équipement peuvent comprendre une planification et des règles de priorités permettant d'engager un type de régulation préférentiel selon les paramètres courants notamment de l'heure, de la charge de production réalisée, de la consommation des équipements. Le procédé de l'invention peut comprendre avantageusement dans un mode de réalisation des moyens de contrôle permettant de mesurer si une régulation est en cours ou qu'elle a bien eu lieu. En outre, le procédé comprend également des moyens permettant de vérifier que le retour à la normale après la régulation est bien effectif.
Notamment, dans ce mode de réalisation, le procédé comprend une première étape de contrôle de la diminution de la consommation d'au moins un équipement par au moins deux mesures à des intervalles de temps différents à partir d'un dispositif de mesure de la consommation d'un équipement permettant de vérifier que la consommation de l'équipement diminue.
Dans un mode de réalisation complémentaire ou différent, le procédé comprend une seconde étape de contrôle lorsque la régulation est terminée permettant de mesurer la consommation de l'ensemble des équipements et de la comparer à une valeur référence correspondant au premier régime général.
Enfin, généralement l'invention permet la réitération des fonctions de l'ensemble des équipements dans tous les précédents modes. Dans ce cas, la première fonction est réitérée pendant une première période jusqu'à l'obtention d'une charge prédéfinie, une charge unitaire étant le résultat de la réalisation d'une seule exécution de la première fonction, les étapes de régulation étant agencées de manière à inhiber le basculement de la première et la seconde fonction tant que la charge prédéfinie n'est pas obtenue.
L'invention concerne également, un système de régulation d'un premier ensemble d'équipements pour la mise en œuvre du procédé de l'invention. Le système comprend :
• une interface utilisateur permettant de définir un paramétrage, notamment de la définition des seuils et des niveaux de puissance ou d'alimentation de chaque équipement, des régimes de chaque équipement et du régime général, du choix des fonctions réalisées par un ensemble d'équipements et/ou des basculements de fonctions, de la charge souhaitée pour une fonction donnée pendant une durée déterminée ;
• une pluralité de capteurs, chaque capteur permettant au moins la mesure de la consommation de chaque équipement de l'ensemble et/ou au moins un capteur permettant la mesure d'un paramètre de fonctionnement d'un équipement de contrôle, telle que la température, la pression, la vitesse moteur ;
• un concentrateur permettant de comparer au moins une valeur de consommation d'un équipement de référence avec un premier seuil prédéfini et permettant de calculer la somme des consommations des équipements, le concentrateur permettant de comparer des niveaux de consommations et/ou de paramètres nominaux de manière à déclencher au moins une condition permettant d'engager l'étape de régulation d'au moins un équipement de régulation comprenant une combinaison d'actions telles que définies précédemment ;
• des moyens pour alimenter les équipements ;
• des moyens d'actuation des équipements. Le concentrateur et les capteurs, selon les modes de réalisation, déclenchent des moyens d'actuation permettant d'agir par exemple sur l'alimentation de chaque équipement de régulation ou de changer le mode de fonctionnement de chaque équipement notamment de leur régime de fonctionnement de manière à basculer d'une première fonction à une seconde fonction moins consommatrice.
Dans un mode de réalisation, les consommations sont relevées à partir d'un compteur dit « évolué » tel qu'un Smart Grid. On précise que le Smart Grid est une des dénominations d'un réseau de distribution d'électricité « intelligent » connu de l'homme du métier.
Par exemple, un délai de contrôle des consommations des équipements et des paramètres de contrôles peut-être de 10 min.
Notamment, dans un mode de réalisation, la puissance consommée par un équipement est intégrée sur un laps de temps, donnant son énergie moyenne. Ainsi, l'invention permet de contrôler l'énergie moyenne "d'équipements dans un intervalle de temps prédéfini, par exemple de 10min.
La mise en œuvre du procédé de l'invention peut être réalisée à partir d'un dispositif de gestion et de traitement de données provenant par exemple d'un compteur évolué et/ou des équipements, un dispositif de calcul et de transmission, un dispositif de décision et de liaison avec le réseau d'équipements et la base de données du concentrateur et encore un dispositif de capteurs intelligents de commande et d'actuation de l'alimentation d'un ou plusieurs équipements connectés au réseau.
Enfin lors de l'étape de définition des paramètres, des seuils et des régimes de fonctionnements de l'ensemble ENS1 des équipements, une fonction Pt dite de process industriel peut être définie.
Dans un exemple de réalisation, on nomme :
- S1 : le seuil maximal de consommation de l'ensemble des équipements (Aj)je[1, N] ;
- S2imax : le seuil maximal de la valeur d'un paramètre de fonctionnement d'un équipement Ai ;
- S2imin : le seuil minimal de la valeur d'un paramètre de fonctionnement d'un équipement Ai ;
- S1j : le seuil maximal de consommation d'un équipement Aj ou d'une pluralité d'équipements (Aj)je[i , N] critique(s) de l'ensemble ENS 1 ;
- Ri : le régime identifié d'un équipement Ai ;
- RG1 : le régime général de l'ensemble des équipements
- DT : l'intervalle de temps dans lequel la consommation est intégrée.
- T : la tranche horaire courante ;
- F1k : une première fonction réalisée par un second ensemble ENS 1k d'équipements, le second ensemble ENS 1k étant compris dans l'ensemble ENS 1 ; F2k : une seconde fonction réalisée par le même ensemble ENS 1k d'équipements mais moins consommatrice énergétiquement que la première fonction.
Dans une variante de réalisation, la fonction F2k est réalisée par un troisième ensemble d'équipements ENS 3 compris dans le second ensemble ENS 1k.
Alors Pt est une fonction f de l'ensemble de ces données de configuration.
Soit Pt = f(DT, S1 , S2imax, S2imin, S1j, Ri, RG1, T, F1k, F2k).
L'invention comporte de nombreux avantages, notamment :
- la réduction du coût énergétique d'un système industriel comprenant une pluralité d'équipements ;
- l'optimisation d'une chaîne de fonctionnement d'une pluralité d'équipements tout en garantissant leur bon fonctionnement ;
- l'identification des comportements sporadiques de surconsommations d'équipements entraînant une surconsommation d'une pluralité d'équipements fonctionnant collatéralement ;
- un contrôle en temps réel de la qualité et de du volume de production.

Claims

REVENDICATIONS
Procédé de régulation de la consommation d'énergie d'un premier ensemble (ENS1) d'équipements (Ai), le premier ensemble d'équipements (ENS1) comprenant un second ensemble (ENS1k) d'une pluralité (k) d'équipements réalisant au moins une première fonction (F1k), caractérisé en ce qu'il comprend :
• une première étape de définition de paramètres nominaux de fonctionnement d'une pluralité d'équipements (Ai)^, NJ à partir d'une interface de gestion, les paramètres nominaux comprenant :
i. la définition d'au moins un premier seuil (S1RGI , S1 i) de consommation dont la valeur correspond à un paramétrage prédéfini (P1 , P1i) ;
ii. le choix d'au moins deux équipements, dit équipement de contrôle (Ac) et d'un équipement de régulation (Ar) parmi le premier ensemble (ENS1) ;
iii. la définition d'au moins un premier régime général (RG1k) du second ensemble des équipements (ENS1k) réalisant la première fonction (F1k), le premier régime général (RG1k) correspondant à une configuration d'un régime de chacun des équipements (Ai) ; iv. la définition d'au moins un second seuil (S2) dont la valeur correspond à un second paramétrage (P2) dépendant du régime de l'équipement de contrôle (Ac) v. la définition d'une plage nominale pour chaque régime de chaque équipement (Ai) ie[i, J du premier ensemble ;
• une seconde étape de mesure à des instants prédéfinis à partir de moyens de mesure de consommation auquel chaque équipement est relié :
i. de la consommation (Eq) d'au moins un équipement (Aq), dit équipement de référence, du premier ensemble (ENS1) ; ii. de la valeur d'un premier paramètre (Prj, Tj, Vj) de fonctionnement de l'équipement de contrôle (Ac) du premier ensemble (ENS1) ;
• une troisième étape de traitement réalisé au moyen d'un calculateur comprenant la validation d'une première condition correspondant à la détection :
i. d'une première valeur (V1) franchissant le premier seuil (S1 , S1 i) ;
ii. d'une valeur du premier paramètre (P1 , T1 , V1) de fonctionnement ne dépassant pas le second seuil (S2), l'équipement de contrôle restant dans sa plage nominale de fonctionnement ;
• une quatrième étape d'engagement d'une régulation à partir d'un concentrateur et de moyens d'actuation, lorsque la première condition est validée, comprenant une combinaison des actions suivantes :
i. une activation ou non d'une consigne de diminution de l'alimentation de l'équipement de régulation (Ar) ;
ii. un basculement ou non de l'ensemble (ENS1k) des équipements (Ai) dans un second régime général (RG2k) permettant de réaliser une seconde fonction (F2k), un troisième seuil (S3i, S1RG2) dont la valeur correspond à un troisième paramétrage (P3) dépendant de la seconde fonction (F2k), le troisième seuil (S1RG2) étant inférieur au premier seuil (S1RGI).
2. Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que les moyens de mesures de consommation comprennent le concentrateur et une pluralité de capteurs, chaque capteur étant connecté à un équipement.
3. Procédé de régulation selon l'une quelconque des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que le premier ensemble comprend au moins un premier équipement (Aa) réalisant au moins une première tâche dans un premier intervalle de temps et au moins un second équipement (Ab) réalisant une seconde tâche dans un second intervalle de temps, la combinaison des actions de la quatrième étape d'engagement d'une régulation comprenant en outre un ajustement ou non de la durée du second intervalle de temps à la durée du premier intervalle de temps de manière à ce que les première et seconde tâches se déclenchent sensiblement en même temps et soient effectuées dans un intervalle de temps sensiblement égal.
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la première valeur (V1) est la somme des consommations du second ensemble (ENS1k) d'équipements réalisant la première fonction (F1 k) pendant une durée prédéterminée et que le premier et le troisième paramétrage (P1 , P3) comprend la définition d'un premier seuil (S1RGI , S1RG2) en fonction d'au moins un des paramètres parmi lesquels :
• une tranche horaire prédéfinie ;
• la définition d'une charge prédéfinie de production réalisée par au moins une fonction (F1 k, F2k) ;
• l'énergie moyenne nécessaire à réaliser la fonction (F1 k, F2k) pendant une durée prédéterminée ;
• le régime général de la fonction (RG1 k, RG2k).
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la première valeur (V1) est la consommation de l'équipement de référence (Aq), du premier ensemble (ENS1) pendant une durée prédéterminée et que le premier paramétrage (P1) comprend la définition d'un premier seuil (S1 i) en fonction d'au moins un des paramètres parmi lesquels :
• une tranche horaire prédéfinie ;
• la définition d'une charge prédéfinie de production réalisée par l'équipement de référence pendant une durée prédéterminée ;
• un régime donné de l'équipement de référence (Aq).
6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le second paramétrage (P2) correspond au choix d'une valeur maximale de fonctionnement souhaitée d'un paramètre de l'équipement de contrôle (Ac), ledit équipement ayant un régime donné, parmi lesquels : • une température mesurée en au moins un point de l'équipement ;
• une vitesse motrice mesurée en au moins un point de l'équipement ;
« la pression mesurée en au moins un point de l'équipement, ladite valeur maximale souhaitée définissant le second seuil (S2).
7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'équipement de régulation (Ar) est l'équipement de contrôle (Ac).
8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'équipement de régulation (Ar) est l'équipement de référence (Aq).
9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'équipement de contrôle (Ac) est l'équipement de référence (Aq).
10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la valeur d'une donnée booléenne fournie par le concentrateur active la première condition.
11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 3 à 9, caractérisé en ce que le déclenchement de la première tâche du premier équipement (Aa) déclenche la seconde tâche du second équipement (Ab).
12. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le procédé comprend une première étape de contrôle de la diminution de la consommation d'au moins un équipement par au moins deux mesures à des intervalles de temps différents à partir d'un dispositif de mesure de la consommation d'un équipement permettant de vérifier que la consommation de l'équipement diminue.
13. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que l'ensemble des étapes du procédé est réitéré jusqu'à ce qu'une condition d'arrêt de la régulation soit validée.
14. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'une condition d'arrêt de la régulation est comprise dans l'ensemble des conditions suivantes :
• le dépassement d'un premier indicateur temporel indiquant une durée prédéterminée ;
• le dépassement d'un second indicateur temporel indiquant une heure prédéterminée;
• la consommation de l'équipement de référence est inférieure au troisième seuil (S1i)
· la consommation de l'ensemble des équipements réalisant une fonction (F1k, F2k) est inférieure au premier seuil (S1 , S3)
• la valeur du premier paramètre n'est pas au-delà du second seuil (S2) générant un fonctionnement de l'équipement hors de sa plage nominale de fonctionnement ;
· une opération manuelle d'un utilisateur.
15. Procédé selon l'une quelconque des revendications 12 ou 14, caractérisé en ce que le procédé comprend une seconde étape de contrôle lorsque la régulation est terminée permettant de mesurer la consommation de l'ensemble des équipements et de la comparer à une valeur référence correspondant au premier régime général.
16. Procédé selon l'une quelconque des revendications 13 à 14, caractérisé en ce que lorsque la régulation est terminée, le procédé comprend une étape de contrôle de l'augmentation de la consommation d'au moins un équipement par au moins deux mesures à des intervalles de temps différents à partir d'un dispositif de mesure de la consommation d'un équipement permettant de vérifier que la consommation de l'équipement augmente.
17. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la première fonction est réitérée pendant une première période jusqu'à l'obtention d'une charge prédéfinie, une charge unitaire étant le résultat de la réalisation d'une seule exécution de la première fonction, les étapes de régulations étant agencées de manière à inhiber le basculement de la première et la seconde fonction tant que la charge prédéfinie n'est pas obtenue.
18. Système de régulation d'un premier ensemble d'équipements pour la mise en œuvre du procédé de l'une quelconque des revendications précédentes, le système comprenant :
• une interface utilisateur permettant de définir un paramétrage de la première étape du procédé ;
• des moyens d'alimentation alimentant les équipements ;
· des moyens d'actuation des équipements permettant de réguler l'alimentation d'au moins un équipement ;
• une pluralité de capteurs, chaque capteur permettant au moins la mesure de la consommation de chaque équipement de l'ensemble et au moins un capteur permettant la mesure d'un paramètre de fonctionnement d'un équipement permettant de réaliser la seconde étape du procédé ;
• des moyens de mesure de consommation permettant de comparer au moins une valeur de consommation d'un équipement avec un premier seuil prédéfini et permettant de calculer la somme des consommations des équipements, les moyens de mesure de consommation permettant de comparer des niveaux de consommations et de paramètres nominaux de manière à déclencher au moins une condition permettant d'engager la quatrième étape de régulation des équipements comprenant une combinaison d'actions.
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