La monitorización como camino a la Pyme 4.0 Industrial
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Los dashboards son para el verano
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Sacándole todo el potencial a la monitorización de tu consumo eléctrico
Decir que es necesario controlar el consumo eléctrico resulta una obviedad. Cualquier empresa grande, empresa pequeña, incluso nosotros en nuestras casas revisamos, como mínimo, las “facturas de la luz”. Además, en la industria, el consumo eléctrico resulta ser un gasto nada despreciable, sin embargo, tener información como “este mes consumí más que el mes pasado” suele no resultar de suficiente ayuda a la hora de implantar mejoras.
Ya vimos como integrando Zabbix con analizadores de red como los de Circutor (https://www.muutech.com/monitorizacion-de-consumos-electricos-con-Zabbix-y-circutor/) es posible monitorizar en tiempo real información muy valiosa que sí permite mejorar la eficiencia energética de nuestra empresa y reducir esas facturas tan costosas.
Y ahora que tenemos toda esa información, ¿no podemos sacarle un mayor partido?
Se trata de un “energy server” de Schneider enfocado a funcionar como Gateway y datalogger de diferentes sensores de consumo tales como medidores de pulsos o analizadores de red (como el Schneider IEM3255). Una de las alternativas de comunicación que nos proporciona es Modbus TCP, con lo que podemos configurar Zabbix para usar esta opción.
Configuraremos un template de Zabbix donde definiremos los distintos ítems existentes para el IEM3255 que le conectaremos:
Ya vimos como integrando Zabbix con analizadores de red como los de Circutor (https://www.muutech.com/monitorizacion-de-consumos-electricos-con-Zabbix-y-circutor/) es posible monitorizar en tiempo real información muy valiosa que sí permite mejorar la eficiencia energética de nuestra empresa y reducir esas facturas tan costosas.
Y ahora que tenemos toda esa información, ¿no podemos sacarle un mayor partido?
Zabbix y otros analizadores de redes.
En el mercado existen multitud de plataformas y de dispositivos de análisis de consumo, que son perfectamente integrables con Zabbix. Analizaremos cómo integrar 2 dispositivos representativos de distintos fabricantes: Schneider COMX510 y Sennet DL172 Schneider COMX510 (manual - https://www.schneider-electric.com/resources/sites/SCHNEIDER_ELECTRIC/content/live/FAQS/309000/FA309878/es_ES/ComX%20510%20Manual%20de%20Usuario.pdf)Se trata de un “energy server” de Schneider enfocado a funcionar como Gateway y datalogger de diferentes sensores de consumo tales como medidores de pulsos o analizadores de red (como el Schneider IEM3255). Una de las alternativas de comunicación que nos proporciona es Modbus TCP, con lo que podemos configurar Zabbix para usar esta opción.
Configuraremos un template de Zabbix donde definiremos los distintos ítems existentes para el IEM3255 que le conectaremos:
En este caso se ha empleado un módulo de Modbus (RTU y TCP) para Zabbix (libzbxmodbus - https://github.com/v-zhuravlev/libzbxmodbus), que nos permite definir ítems como “Simple Check” que leerán registros Modbus llamando a la función “modbus_read” e indicándole:
Es un datalogger de Sennet que nos permitirá recoger y almacenar información de distintos dispositivos de análisis de consumo, centralizar esa información y servirla posteriormente para su uso. Este dispositivo al igual que el COMX510 permite emplear Modbus TCP para comunicar los datos, sin embargo, en este caso también tiene la opción de devolver XML mediante un web service, que es lo que utilizaremos.
Nuevamente y ya que vamos a tener varios dispositivos conectados a este datalogger, crearemos un template en Zabbix en donde definiremos un ítem que sea el que obtenga el xml completo:
- IP (macro Zabbix con la IP del HOST).
- Id Modbus (macro definida en el template con el id modbus que varía para cada dispositivo que conectemos)
- Dirección de memoria modbus
- Función de modbus (3 – lectura de registros)
- Tipo de dato (f – float)
- Peso de los bytes del registro (0 – Mid-Little Endian).
Sennet DL172
(manual - https://www.satel-iberia.com/wp-content/uploads/2019/02/datalogger-sennet-dl150-dl151-dl170-dl171-dl172-en.pdf)Es un datalogger de Sennet que nos permitirá recoger y almacenar información de distintos dispositivos de análisis de consumo, centralizar esa información y servirla posteriormente para su uso. Este dispositivo al igual que el COMX510 permite emplear Modbus TCP para comunicar los datos, sin embargo, en este caso también tiene la opción de devolver XML mediante un web service, que es lo que utilizaremos.
Nuevamente y ya que vamos a tener varios dispositivos conectados a este datalogger, crearemos un template en Zabbix en donde definiremos un ítem que sea el que obtenga el xml completo:
Lo definimos como un HTTP agent, en el que la URL será la proporcionada por el equipo, y donde definiremos en macros del template: id del dispositivo, usuario y password.
URL: http://{HOST.IP}:8080/services/data.xml?from_id={$SENNET_ID}?to_id={$SENNET_ID}?user={$SENNET_USER}?password={$SENNET_PASS}
De esta forma recogeremos en este ítem el xml completo con toda la información.
<dl id="4C:3F:D3:AA:BB:CC" sn="19032"> <dev id="2" name="Horno" type="INTERNAL_3PH" class="energy" t="2019-07-22T00:36:00"> <ch id="1" des="ENEact (kWh)" u="kWh" db="Y" gr="Y">8976.0ch> <ch id="2" des="ENERea (kvarh)" u="kvarh" db="N" gr="N">6860.3ch> <ch id="3" des="ENEApa (kvah)" u="kvah" db="N" gr="N">11388.5ch> <ch id="7" des="ENEact1 (kWh)" u="kWh" db="N" gr="N">2927.2ch> <ch id="8" des="ENEact2 (kWh)" u="kWh" db="N" gr="N">2913.6ch> <ch id="9" des="ENEact3 (kWh)" u="kWh" db="N" gr="N">3135.1ch> … dev>A partir de este ítem, crearemos “Dependent item” que procesarán el xml para coger la información de cada variable de forma independiente. Así para recoger la Energía Activa de la Fase 1 (ENEAct1), crearemos un ítem:
Donde definiremos un preprocesado con las siguientes características:
Siendo el
XML XPATH: /dl/dev[@id='{$SENNET_ID}']/ch[@des='ENEact1 (kWh)']/text()y donde también añadimos un multiplicador necesario en este caso.
Comparación de dispositivos de distintos fabricantes.
El poder combinar dispositivos de distintos fabricantes en Zabbix, nos va a permitir a su vez generar tanto en Zabbix, como en este caso en Grafana, cuadros de mando que combinen información de todos los elementos. Aquí la recomendación es utilizar una nomenclatura común en Zabbix aunque los fabricantes utilicen distintos nombre para las variables, lo que facilitará generar cuadros de mando como el presentado. De esta forma crearemos una capa de abstracción a la hora de leer una determinada variable independientemente del dispositivo analizador que se esté empleando.
Los datos del consumo eléctrico son realmente un diamante en bruto del cual podemos sacar mucha más información de valor relacionada, y para ello se exponen unas posibles aplicaciones.
Valor añadido de la monitorización del consumo energético
Una vez que hemos combinado toda la monitorización del consumo en Zabbix, ahora que ya somos capaces de analizar qué zonas de mi empresa consumen más, y posibles desviaciones, queremos sacar un mayor valor a todos estos datos.Los datos del consumo eléctrico son realmente un diamante en bruto del cual podemos sacar mucha más información de valor relacionada, y para ello se exponen unas posibles aplicaciones.
Control de producción: funcionamiento vs parada
Monitorizar una máquina durante su funcionamiento, nos va a permitir de una manera muy simple identificar en qué momento está encendida, en que momentos está apagada e incluso identificar aquellos momentos en los que estando encendida está trabajando o no.
En esta gráfica podemos ver claramente como existe un primer tramo en el que la máquina estuvo apagada, después estuvo encendida pero trabajando, y finalmente vemos 3 picos en donde además de estar encendida estaba trabajando.
Estos estados de la máquina son fáciles de definir en unos nuevos ítems de esta máquina, simplemente definiendo umbrales: cuando la corriente sea superior a 0 está encendida y si la corriente es superior a 5 está trabajando. A su vez podremos obtener otros KPIs asociados como horas de trabajo de máquina, eficiencias, etc.
Estos estados de la máquina son fáciles de definir en unos nuevos ítems de esta máquina, simplemente definiendo umbrales: cuando la corriente sea superior a 0 está encendida y si la corriente es superior a 5 está trabajando. A su vez podremos obtener otros KPIs asociados como horas de trabajo de máquina, eficiencias, etc.
Control de producción: ciclos y piezas producidas
Las máquinas habitualmente generan patrones similares de consumo por cada ciclo de trabajo, esto lo que permite es que midiendo algunos de los parámetros de consumo eléctrico se pueda identificar piezas producidas en una máquina.
En este ejemplo, podemos identificar como cada pico determina un ciclo de producción y por tanto una pieza producida.
La conclusión de todo esto es que la simple recolección de datos de consumos eléctricos esconde muchísima información oculta muy valiosa para la toma de decisiones, y en Muutech nos encanta sacarle todo el valor a esos diamantes en bruto… no lo olvidéis: monitoring made easy!
Control de producción: coste por pieza producida
Teniendo en cuenta que se puede contabilizar las piezas producidas y que se puede sincronizar con el consumo en cada instante de tiempo, se ha llegado al punto en el que la monitorización del consumo eléctrico permite dar el detalle del coste exacto por pieza producida o por lote de fabricación. Esto resulta muy útil de cara a poder tomar decisiones en cuánto al precio de venta de determinados productos ajustando así los precios a la realidad de los costes.Análisis predictivo
El análisis del consumo eléctrico es junto al análisis de vibraciones unos de los métodos más empleados en los mantenimientos predictivos, y aunque este punto da para contar mucho más y para hacer mucho mayor análisis, sólo indicar una realidad: un motor que espontáneamente pasa a consumir más es un claro indicativo de que hay que revisarlo.La conclusión de todo esto es que la simple recolección de datos de consumos eléctricos esconde muchísima información oculta muy valiosa para la toma de decisiones, y en Muutech nos encanta sacarle todo el valor a esos diamantes en bruto… no lo olvidéis: monitoring made easy!
CTO & TECHNICAL DIRECTOR
Experto en monitorización industrial y analítica de datos.
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