Il ruolo del contatore ad eventi in un contesto Industry 4.0 = The role of the event driven meter for Industry 4.0

Oggigiorno la sfida più ardua che stanno fronteggiando i più importanti operatori agenti nel settore elettrico ed energetico è l’analisi dei dati per estrarre conoscenza. L’industria del futuro ottimizzerà il suo funzionamento sfruttando tali dati in maniera intelligente, effettuandone una scrupolosa gestione e analisi, attraverso l’apposita creazione di intuitive piattaforme in grado di convogliare tutte le informazioni utili in unico ambiente. Una maggiore conoscenza avrà come obiettivo fondamentale una drastica riduzione di errori tecnici, guasti e conseguenti perdite economiche, inquadrandosi perfettamente nell’ottica di ciò che viene globalmente definita come analisi predittiva. La tecnologia proposta in tale elaborato di tesi per una rapida e significativa analisi del consumo energetico, sia in un contesto domestico che in un contesto industriale, consiste in una nuova tipologia di contatore di energia elettrica, il cui funzionamento è basato su principi guidati da specifiche grandezze che prenderanno il nome di “eventi”. La generazione di tali eventi avverrà in seguito al superamento di specifiche soglie, determinate in seguito alla osservazione dei profili di carico degli elementi analizzati. I profili degli attuali contatori fiscali sono dotati di una base tempi piuttosto ampia, solitamente pari ad un quarto d’ora, all’interno della quale sono effettuate le misurazioni dei valori di energia. Il contatore ad eventi ha come prima differenza quella di essere caratterizzato da una base tempi variabile e non fissa, coincidente con l’intervallo di tempo che intercorre tra due eventi successivi ed inoltre adopera grandezze di tipo integrale. Esso permette una ricostruzione dei profili di carico più rapida ed energicamente equivalente, adoperando una quantità minima di dati rispetto a quelli totali. Durante lo svolgimento dell’elaborato di tesi sono stati pertanto creati degli algoritmi attraverso il tool Matlab, in grado di emulare il funzionamento di tale contatore. L’analisi data è stata inizialmente effettuata su apparecchiature di tipo domestico e soltanto in un secondo momento su dati industriali forniti dall’azienda Ferplant. Inizialmente la rilevazione degli eventi è stata possibile adoperando un approccio denominato “change and transmit” che genera un evento soltanto quando il valore della variazione della potenza media, calcolata tra due passi temporali elementari (con cui vengono gestiti i dati all’interno del contatore), supera una determinata soglia fissa. Esso però è in grado di fornire un profilo dettagliato soltanto adoperando soglie numericamente basse, eliminando di fatto la peculiarità del contatore ad eventi di sfruttare una piccola mole di dati per la ricostruzione dei profili. A tal fine è stato delineato un secondo approccio, basato sulla variazione non più della potenza, ma della energia accumulata. L’impiego simultaneo di due soglie, una sulla potenza e l’altra riferita all’energia accumulata permette di individuare possibili scostamenti tra la tendenza prevista (rappresentata da una fascia di valori imposti) e l’andamento reale, in modo da riconoscere gli eventi in modo efficace per l’analisi. I risultati ottenuti dimostrano che il contatore ad eventi rappresenta una valida alternativa tecnologica per la gestione dei dati di processi industriali e per il riconoscimento di parti significative dei processi con il loro consumo energetico e i relativi costi in un contesto domestico ed industriale.