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Smart factory e Smart Energy: il caso dello Stabilimento GAI – Macchine Imbottigliatrici (Ceresole d’Alba)

Un esempio di integrazione, efficientamento energetico e continuità elettrica.
Alba system ha progettato e realizzato un impianto di produzione ad alta automazione con trigenerazione, fotovoltaico e UPS con accumulo a masse rotanti, integrando e gestendo funzionalità ed efficienza economica con il proprio sistema brevettato ASPEC.

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Atti di convegni o presentazioni contenenti case history
mcT Alimentare - Milano aprile 2018 workshop

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da Alessia De Giosa
mcT Alimentare - Milano 2018Segui aziendaSegui




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Estratto del testo
Alimentare Alimentare Petrolchimico Alimentare Visione e Tracciabilit Alimentare Petrolchimico Alimentare Gli atti dei convegni e pi di 9.000 contenuti su www.verticale.net Paolo Giacchero ' Project Manager Albasystem Smart Factory e Smart Energy: il caso dello stabilimento Gai ' Macchine Imbottigliatrici 2 MCT ALIMENTARE ' Milano 10 aprile 2018 MCT ALIMENTARE ' Milano 10 aprile 201 Le societ del Gruppo MARENGO 3 luglio 2013 - 50 anni di impianti in Italia e nel mondo hanno reso il Gruppo Marengo una realt solida e con una vasta esperienza nel settore, resa ancor pi forte dalle specializzazioni avviate nel corso degli ultimi decenni e concretizzatesi in una struttura societaria che oggi si compone di tre divisioni interne: Marengo Impianti, Albasolar ed Albasystem. Chi siamo MCT ALIMENTARE ' Milano 10 aprile 2018 3 MCT ALIMENTARE ' Milano 10 aprile 2018 MCT ALIMENTARE ' Milano 10 aprile 201 Progettiamo e realizziamo sistemi integrati e innovativi per l'efficientamento e la continuit energetica 3 luglio 2013 - Cosa facciamo 4 MCT ALIMENTARE ' Milano 10 aprile 2018 MCT ALIMENTARE ' Milano 10 aprile 201 ' 'Chiavi in mano' ' Integrandoci nel team progettuale e di impiantisti del committente 3 luglio 2013 - Come lo facciamo 5 MCT ALIMENTARE ' Milano 10 aprile 2018 MCT ALIMENTARE ' Milano 10 aprile 201 Divisione energetica ALBASYSTEM ' Studi di fattibilit tecnico economici preliminari ' Progettazione elettrica e termica ' Software & System Integration ' Gestione Enti (Enel, GSE, Agenzia del e Dogane, Terna, AEEGSI) ' Fondi Regionali ' Project Management ' Produzione quadri elettrici ' Installazione impianti termici, elettrici ed elettronici ' Avviamento e supporto al a gestione nel tempo ' Manutenzione e monitoraggio prestazionale Le competenze 6 MCT ALIMENTARE ' Milano 10 aprile 2018 Industria 4.0: La rivoluzione digitale Quattro punti cardine:
' Dati: lo strumento per creare valore ' Automazione del e macchine, I.O.T., dati aperti, big data, cloud, ecc. ' Analisi ' Come far fruttare i dati raccolti ' Uomo-macchina ' Come comunicare con le macchine, strumenti, interfacce, linguaggi. ' Manifattura: il digitale diventa realt ' Trovare i modi e gli strumenti per produrre beni e servizi ' Integrare le differenti macchine e tecnologie perch lavorino insieme per un obiettivo comune che massimizzi l'efficienza ed il ritorno degli investimenti 7 MCT ALIMENTARE ' Milano 10 aprile 2018 Industria 4.0 richiede Energia con le seguenti caratteristiche :
' Disponibilit ' L'energia deve essere sempre e facilmente disponibile nel e quantit necessarie indipendentemente dal a localizzazione della produzione ' Qualit ' L'energia deve essere stabile nel e sue caratteristiche e non deve essere causa di danneggiamento del e macchine ' Economicit ' La concorrenza esige che il costo sia di connessione che di utilzzo sia il pi basso possibile e pari a quello dei concorrenti ' Sostenibilit ' L'utilizzatore deve control are e rendere efficienti i propri fabbisogni e le fonti di approvvigionamento Industria 4.0: Smart Energy l'abilitatore 8 MCT ALIMENTARE ' Milano 10 aprile 2018 In Italia i principali vettori energetici, gas ed energia elettrica, troppo spesso non soddisfano le necessit del 'Industria 4.0: ' Disponibilit ' Circa 1.300 comuni in Italia e ampie zone di comuni metanizzati non sono al acciati al a rete del metano ' L'energia (gas ed elettricit) spesso non disponibile nel a quantit richiesta ' Tempi lunghi per le connessioni necessarie Energia in Italia: la realt 9 MCT ALIMENTARE ' Milano 10 aprile 2018 In Italia i principali vettori energetici, gas ed energia elettrica, troppo spesso non soddisfano le necessit del 'Industria 4.0: ' Qualit ' Variazioni di frequenza e tensione ' Squilibrio del a tensione e correnti armoniche ' Micro e Macro interruzioni ' Instabilit nel e pressioni di alimentazioni (gas) Energia in Italia: la realt 10 MCT ALIMENTARE ' Milano 10 aprile 2018 In Italia i principali vettori energetici, gas ed energia elettrica, troppo spesso non soddisfano le necessit del 'Industria 4.0: ' Economicit ' Costi molto differenziati tra le aree del territorio italiano e comunque molto pi alti di quelli praticati negli altri paesi europei Energia in Italia: la realt 11 MCT ALIMENTARE ' Milano 10 aprile 2018 EVENTO Mancanza ENEL Ritorno ENEL Durata Tempo tra le interruzioni 1 14:02:44 14:03:19 00:00:35 - 2 14:04:22 14:04:54 00:00:32 00:01:03 3 14:05:49 14:06:20 00:00:31 00:00:55 4 14:07:19 14:07:52 00:00:33 00:00:59 5 14:08:29 14:09:02 00:00:33 00:00:37 6 14:09:08 14:10:26 00:01:18 00:00:06 INTERRUZIONI ELETTRICHE DEL 14 GIUGNO 2017 Nessun impatto nello stabilimento e negli uffici Energia in Italia: la realt - GAI IN REALTA' LE DISFUNZIONI DANNOSE PER LE ATTIVITA' E GLI APPARATI 4.0 E NON REGISTRATE DA ENEL SONO MOLTE DI PIU' 12 MCT ALIMENTARE ' Milano 10 aprile 2018 La Sostenibilit quindi, in Italia, un problema la cui soluzione resta troppo spesso nel e mani del 'utilizzatore per garantirne lo sviluppo necessario:
' Auto produzione di energia elettrica ' Fotovoltaico ' Cogenerazione, Trigenerazione ' Utilizzo di GNL (Gas Naturale Liquefatto) ' Gruppi di continuit e stabilizzazione ' Sistemi di controllo e gestione per l'ottimizzazione dei fabbisogni Energia in Italia: la realt 13 MCT ALIMENTARE ' Milano 10 aprile 2018 A supporto degli utilizzatori nel conseguimento del a sostenibilit ALBASYSTEM ha brevettato il sistema ASPECINDUSTRY' che consente di: ' Soddisfare nel modo pi economico i fabbisogni elettrici e termici del 'utenza 4.0 utilizzando in modo istantaneo e continuativo, tra le fonti di approvvigionamento disponibili (FV, coge, caldaie, chil er, recuperi,ecc.), quel e pi convenienti sul a base di parametri prestazionali ed economici. La soluzione: Smart Energy 14 MCT ALIMENTARE ' Milano 10 aprile 2018 A supporto degli utilizzatori nel conseguimento del a sostenibilit ALBASYSTEM ha brevettato il sistema ASPECINDUSTRY' che consente di: ' Garantire la continuit e la qualit elettrica 4.0 sia in paral elo con la rete che in isola (buchi di rete), comandando e modulando i vari sistemi di generazione elettrica disponibili, coordinando un UPS dinamico con accumulo a massa rotante bidirezionale (volano) La soluzione: Smart Energy 15 MCT ALIMENTARE ' Milano 10 aprile 2018 A supporto degli utilizzatori nel conseguimento del a sostenibilit ALBASYSTEM ha brevettato il sistema ASPECINDUSTRY' che consente di: ' Abilitare la cogenerazione anche per utenze discontinue, con ridotto numero di ore di funzionamento annuale e con significative variazioni nel flusso dei carichi nel tempo, control ando in continuo il mantenimento del a qualifica C.A.R. La soluzione: Smart Energy 16 MCT ALIMENTARE ' Milano 10 aprile 2018 A supporto degli utilizzatori nel conseguimento del a sostenibilit ALBASYSTEM ha brevettato il sistema ASPECINDUSTRY' che consente di: ' Abilitare nel e zone de-metanizzate, grazie alle efficienze di gestione generate, l'utilizzo efficace del a cogenerazione alimentata a GNL (Gas Naturale Liquefatto), anche a fronte del suo maggior costo La soluzione: Smart Energy 17 MCT ALIMENTARE ' Milano 10 aprile 2018 ASPECINDUSTRY: DASHBOARD ELETTRICA 18 MCT ALIMENTARE ' Milano 10 aprile 2018 ASPECINDUSTRY: SINOTTICO TERMICO 19 MCT ALIMENTARE ' Milano 10 aprile 2018 ASPECINDUSTRY: GESTIONE ECONOMICA 20 MCT ALIMENTARE ' Milano 10 aprile 2018 Soffermandoci solo sul dimensionamento dei cogeneratori, ASPECINDUSTRY' consente di evolvere il paradigma di calcolo per l'industria 4.0 anche negli usi discontinui. COGE: PARADIGMA CLASSICO 21 MCT ALIMENTARE ' Milano 10 aprile 2018 Soffermandoci solo sul dimensionamento dei cogeneratori, ASPECINDUSTRY' consente di evolvere il paradigma di calcolo per l'industria 4.0 negli usi discontinui, portando a soluzioni che massimizzano il R.O.I. COGE: NUOVO PARADIGMA NO CAR R.O.I. 22 MCT ALIMENTARE ' Milano 10 aprile 2018 Cogeneratore Viessmann da 530 kW con GDV a 5 bar
Lo stabilimento inizia l'attivit a luglio, sospende nel periodo
Natalizio e termina la produzione a Pasqua COGE: NUOVO PARADIGMA 23 MCT ALIMENTARE ' Milano 10 aprile 2018 Viene utilizzato il GNL in quanto zona demetanizzata
Cogeneratore Viessmann da 400 kW per acqua di processo
E' instal ato un impianto FV da 1M
Lo stabilimento inizia l'attivit ad Agosto e termina la produzione a Maggio.
Sabato pomeriggio e domenica non ci sono turni di lavoro COGE: NUOVO PARADIGMA 24 MCT ALIMENTARE ' Milano 10 aprile 2018 MCT ALIMENTARE ' Milano 10 aprile 201 3 luglio 2013 - In realizzazione nel 'alimentare IMPIANTO DI COGENERAZIONE ASPECGEN con motore Cummins da 1.400kWe ' ELAH DUFOUR NOVI LIGURE (Alessandria) ' FERRERO MANGIMI SORBOLO (Parma) 25 MCT ALIMENTARE ' Milano 10 aprile 2018 I migliori risultati si ottengono utilizzando i paradigmi di ASPECINDUSTRY' a partire dal a fase iniziale di valutazione dei progetti, siano essi nuovi o ristrutturazioni. COGE: NUOVO PARADIGMA NO CAR R.O.I. 26 MCT ALIMENTARE ' Milano 10 aprile 2018 I ritorni medi degli investimenti cos impostati variano tra i 2 ed i 5 anni (dopo le tasse) COGE: NUOVO PARADIGMA NO CAR R.O.I. Ritorno medio degli investimenti: 2-5 anni 27 MCT ALIMENTARE ' Milano 10 aprile 2018 MCT ALIMENTARE ' Milano 10 aprile 201 GAI ' MACCHINE IMBOTTIGLIATRICI S.P.A. DAL 1946 AL 2018 28 MCT ALIMENTARE ' Milano 10 aprile 2018 1946: GAI 2.0 29 MCT ALIMENTARE ' Milano 10 aprile 2018 GAI al 'inizio degli anni 2000 inizia il processo per diventare energeticamente autonomo:
' Si instal a un cogeneratore Caterpil ar da 725 kW elettrici per la produzione di energia elettrica. ' Il sistema in grado di garantire continuit solo rispetto ad alcune tipologie di buchi di tensione e microinterruzioni. ' La gestione manuale. ' Il calore utilizzato solo per climatizzazione. ' La Centrale Termica composta da 2 caldaie a metano da 1,3 MW cad. 2000: GAI 3.0 - ENERGIA 30 MCT ALIMENTARE ' Milano 10 aprile 2018 Nel 2009 e 2010 si potenzia la produzione di energia e l'autoconsumo:
' 1,144 MWp di impianto fotovoltaico ' 400 m2 circa di solare termico ' Un assorbitore al bromuro di litio per la climatizzazione degli uffici 2009/2010: GAI 3.0 - ENERGIA 31 MCT ALIMENTARE ' Milano 10 aprile 2018 ' Lo stabilimento quasi raddoppia la sua superficie ' Viene installato un magazzino automatico con AGV ' Si aggiungono altre macchine utensili con assistenza di robot che lavorano senza presidio anche di notte e nei week end ' I carichi elettrici aumentano a 950 kW ' La continuit elettrica e la qualit dell'energia elettrica diventa un abilitatore di strategie aziendali 2014: GAI 4.0 ' ENERGIA+CONTINUITA' 32 MCT ALIMENTARE ' Milano 10 aprile 2018 ' Si aggiunge un cogeneratore Viessmann da 238 kWel ' Si aggiunge una nuova sezione FV da 630 kWp ' Si instal a un UPS a massa rotante Pil er da 1.670 kVA con accumulo a volano da 21 MJ per garantire, in abbinamento ai cogeneratori a gas, la continuit elettrica a tutto lo stabilimento ' Si instal a il sistema di control o ASPECINDUSTRY' per la gestione efficiente e dinamica del 'energia e del a continuit del 'intero sistema 2014: GAI 4.0 ' ENERGIA+CONTINUITA' 33 MCT ALIMENTARE ' Milano 10 aprile 2018 L'accumulo a volano di 21 MJ garantisce:
' La continuit elettrica in caso di buchi di rete ' La transizione in isola ed il bilanciamento tra i carichi istantanei e la cogenerazione (differenti velocit di incremento o decremento) lavorando come un polmone bidirezionale ' ASPEC' gestisce in automatico questo processo e garantisce la continuit elettrica del o stabilimento control ando: ' L'energia accumulata nel 'accumulo a volano ' La potenza istantanea dei carichi di tutto lo stabilimento ' La potenza istantanea di generazione 2014: GAI 4.0 ' ENERGIA+CONTINUITA' 34 MCT ALIMENTARE ' Milano 10 aprile 2018 Nuova fase di sviluppo e costruzione di un capannone per i servizi aziendali (stato odierno):
' La potenza elettrica attuale delle utenze passa a circa 1.400 kW ' Si realizza una nuova cabina di trasformazione da 2.500 kVA ' Si realizza il nuovo Power Center BT ' Si aumenta di 580 kWp l'impianto FV portandolo a 2,34 MWp ' Si sostituisce il cogeneratore CAT da 725 kWel con 2 cogeneratori Viessmann da 530 kW cad. La batteria di 3 cogeneratori Viessmann pu erogare da 110 kW a 1.220 kW ' La potenza degli assorbitori al bromuro di litio viene aumentata a 500 kWf 2017/8:GAI 4.0 ENERGIA+CONTINUITA' 35 MCT ALIMENTARE ' Milano 10 aprile 2018 '''.. (stato odierno):
' Si potenzia l'accumulo a volano Pil er portandolo a 42 MJ netti per garantire una transizione di 28s al a potenza max di 1.500 kW ' Si instal a un generatore a gasolio Cummins da 1.500 kW per consentire la continuit elettrica di lunga durata >3s al max carico di 1.500 kW e la necessaria qualit del 'energia prodotta (cl. G3). 2017/8:GAI 4.0 ENERGIA+CONTINUITA' 36 MCT ALIMENTARE ' Milano 10 aprile 2018 Dal 2014 al a fine del 2016 sono stati gestiti in GAI, senza impatti sulla produzione aziendale, oltre 150 'disfunzioni elettriche del a rete' la cui durata massima stata di 3 ore. Energia in Italia: la realt - GAI 37 MCT ALIMENTARE ' Milano 10 aprile 2018 Dal 2014 al a fine del 2016 sono stati gestiti in GAI, senza impatti sulla produzione aziendale, oltre 150 'disfunzioni elettriche del a rete' la cui durata massima stata di 3 ore.
I dati ufficiali ENEL riferiti al solo 2015 (ultimi disponibili) sono:
' 26 Interruzioni nel 'anno 2015 ' 1 lunga con preavviso (78 minuti) ' 5 lunghe senza preavviso (da 5 a 66 minuti) ' 8 brevi (1 secondo < t = 3 minuti ' 12 transitorie ( t =1 secondo) ' 97 buchi di tensione di cui: ' 27 pi severi del a classe 2 ' 3 eventi pi severi del a classe 3 Energia in Italia: la realt - GAI 38 MCT ALIMENTARE ' Milano 10 aprile 2018 EVENTO Mancanza ENEL Ritorno ENEL Durata Tempo tra le interruzioni 1 14:02:44 14:03:19 00:00:35 - 2 14:04:22 14:04:54 00:00:32 00:01:03 3 14:05:49 14:06:20 00:00:31 00:00:55 4 14:07:19 14:07:52 00:00:33 00:00:59 5 14:08:29 14:09:02 00:00:33 00:00:37 6 14:09:08 14:10:26 00:01:18 00:00:06 GAI 4.0 ' BENEFICI INTERRUZIONI ELETTRICHE DEL 14 GIUGNO 2017 Nessun impatto nello stabilimento e negli uffici 39 MCT ALIMENTARE ' Milano 10 aprile 2018 1 2 3 4 5 6 GAI 4.0 ' BENEFICI 40 MCT ALIMENTARE ' Milano 10 aprile 2018 GAI 4.0 ' BENEFICI 1 2 3 4 5 6 41 MCT ALIMENTARE ' Milano 10 aprile 2018 ' Il 93% del 'energia necessaria autoprodotta ' Il 35% energia rinnovabile proveniente dal FV ' Il 65% proviene da cogenerazione con un risparmio di energia primaria del 28,5% (UE 2004/8/CE ) ' Il risparmio annuo di CO2 pari a 1.600 t ' Il risparmio annuo consolidato di circa 600.000,00' (rispetto alle fonti tradizionali e al netto degli incentivi sul FV e dei benefici derivanti dalla mancanza di interruzioni della rete) GAI 4.0 ' BENEFICI 42 MCT ALIMENTARE ' Milano 10 aprile 2018 Industria 4.0: La rivoluzione digitale Quattro punti cardine:
' Dati: lo strumento per creare valore ' Automazione del e macchine, I.O.T., dati aperti, big data, cloud, ecc. ' Analisi ' Come far fruttare i dati raccolti ' Uomo-macchina ' Come comunicare con le macchine, strumenti, interfacce, linguaggi. ' Manifattura: il digitale diventa realt ' Trovare i modi e gli strumenti per produrre beni e servizi ' Integrare le differenti macchine e tecnologie perch lavorino insieme per un obiettivo comune che massimizzi l'efficienza ed il ritorno degli investimenti 43 MCT ALIMENTARE ' Milano 10 aprile 2018 Industria 4.0: La rivoluzione digitale CINQUE punti cardine:
' SMART ENERGY diventa l'abilitatore primario per la competitivit Quattro punti cardine:
' Dati: lo strumento per creare valore ' Automazione del e macchine, I.O.T., dati aperti, big data, cloud, ecc. ' Analisi ' Come far fruttare i dati raccolti ' Uomo-macchina ' Come comunicare con le macchine, strumenti, interfacce, linguaggi. ' Manifattura: il digitale diventa realt ' Trovare i modi e gli strumenti per produrre beni e servizi ' Integrare le differenti macchine e tecnologie perch lavorino insieme per un obiettivo comune che massimizzi l'efficienza ed il ritorno degli investimenti GRAZIE PER L'ATTENZIONE


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