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Industrielle Automation 4/2017

Industrielle Automation 4/2017

INDUSTRIELLE

INDUSTRIELLE KOMMUNIKATION Verbrauch in Echtzeit messen Automatisiertes Energiedatenmanagement im Industrial Internet of Things (IIoT) – Vorteile und Nutzen Die Sensibilität für den Energieverbrauch wächst, nicht zuletzt durch Vorgaben für ein systematisches Energiemanagement gemäß ISO 50001. Aber Verbrauchsoptimierung ist nur ein Aspekt. Es gibt einige weitere Einsatzpotenziale, die den Effekt des reinen Energiesparens übertreffen. Christian J. Pereira ist Geschäftsführer der Q-loud GmbH in Köln giearten umfassen. Hierbei etablieren sich derzeit Lösungen, welche die bestehende Basis an Energiezählern vernetzen, kontinuierlich Daten sammeln, zentral speichern und verarbeiten. Zum Einsatz kommen zum Beispiel eine Kombination aus Adaptern der gängigen Zählerstandards (Mbus, Modbus, RS485) oder Kameralösungen, die auf analoge Zähler geklebt werden, den Zählerstand fotografieren und nach einer OCR-Erkennung den Zählerstand digital übertragen. Strom als Fingerabdruck von Maschinen und Anlagen Bei der Energieeffizienz ist die Energieart „Strom“ von besonderer Bedeutung. Hier bietet sich gerade für Industrieunternehmen ein attraktives Einsparpotenzial, da Strompreise oftmals an die Spitzenlast geknüpft werden. Diese Spitzenlasten entstehen meist beim Anschalten bzw. Hochfahren der Maschinen. Spitzenlasten addieren sich damit zu einem oft unnötigen punk- Schon seit Jahren betreibt die Industrie ein strukturiertes Energiemanagement. Zielsetzung ist die Steigerung der Energieeffizienz und kontinuierliche Verbesserung der Energienutzung, also Maßnahmen zur Senkung des Energieverbrauchs. Viele Unternehmen sind jedoch nach kurzer Zeit ernüchtert, da die hohen Erwartungen an das Energiemanagement oftmals nicht erfüllt werden. Bunte Balken- und Tortendiagramme sehen zwar gut aus, eröffnen aber letztlich keine Handlungsoptionen. Kernproblem stellen die nicht ausreichende Datenqualität oder der hohe, manuelle Aufwand der Datenerfassung dar. Also sollten Anlagenbetreiber ihren Fokus auf Datenqualität und der effizienten, möglichst automatisierten Datenerfassung legen. Diese muss zeitnah erfolgen und möglichst alle relevanten Enertuellen Maximum, mit der Folge hoher Stromkosten. Wichtig ist also, dass die Information über die Verbräuche zeitnah zur Verfügung steht und auch die zeitliche Auflösung der Verbrauchsmessung hoch genug sein muss (kleiner/gleich eine Minute). Nur dann können Lastspitzen auch ermittelt werden. Unternehmen, die regelmäßig und in Echtzeit Daten über die Stromverbräuche sammeln, eröffnen sich nun zusätzliche Chancen. Denn auf Basis gespeicherter Daten können Normalverbräuche mit aktuellen Werten verglichen und wichtige Schlüsse abgeleitet werden: welcher Last ist die Maschine ausgesetzt, verändert sich die Stromaufnahme oder besteht evtl. Wartungsbedarf. Wird die Messung nun an allen Maschinen vorgenommen, so schaffen Unternehmen über diesen Weg eine neue Transparenz über die wirklichen Betriebszeiten ihres Maschinenparks und können somit ihre Maschinenstundensätze zuverlässiger und korrekt kalkulieren. Im Kontext zu Industrial Internet of Things Erwünschter Nebeneffekt bei solchen Vernetzungsszenarien ist der sanfte Einstieg in das Thema Vernetzung der Produktion – eine Entwicklung, die auf den Aufbau eines Industrial Internet of Things (IIoT) einzahlt. 42 INDUSTRIELLE AUTOMATION 4/2017

INDUSTRIELLE KOMMUNIKATION Der Begriff IIoT ist US-amerikanischen Ursprungs und meint die Vernetzung von Maschinen über das Internet-Protokoll (TCP/ IP) mit dem Ziel, die Effektivität der industriellen Produktion zu steigern. Zusätzlich zu den Betriebszuständen der Maschinen lassen sich nämlich mit relativ einfachen Mitteln auch die Ursachen der Stillstände auslesen. So teilen beispielsweise Sensoren mit, dass kein Material mehr vorhanden ist, die Fehlermeldung einer Maschine vorliegt oder ihr etwa das Öl ausgegangen ist. All Gut gelöst: Eine auf den analogen Zähler montierte Kamera fotografiert die Zählerstände, digitalisiert diese und leitet sie per Funk an die IoT-Plattform weiter 01 Die Technologie EnergyCam erlaubt die digitale Ablesung konventioneller Strom-, Gas-, Wasser-, Öl- und Betriebsstundenzähler dies kann über entsprechende Fehlercodes ermittelt werden. Das Ergebnis: Fertigungsunternehmen erhalten gute Fehlerbilder, auf deren Basis die Optimierung der Betriebssituation gezielt erfolgen kann. Der reale Auslastungsgrad der Maschinen lässt sich so oft auf bis zu 70 % erhöhen. Die kontinuierliche Messung und Speicherung von Verbrauchsdaten eröffnet dauerhaft vielfältige Optionen. Die Einführung der Systeme kann entweder über entsprechende Messsysteme an allen Maschinen oder zukünftig auch über eine sogenannte Einzelgeräterkennung erfolgen, bei welcher mit Mitteln der Datenanalyse einzelne Geräte einer Gerätegruppe automatisch erkannt werden und die Anzahl der installierten Messgeräte reduziert wird. Entsprechende Analyseverfahren befinden sich zum Beispiel beim Fraunhofer-Institut für Mikroelektronische Schaltungen und Systeme IMS in der Entwicklung, welche den Gesamtstromverbrauch über Algorithmen auf einzelne Verbraucher aufschlüsseln. Egal auf welches Szenario gesetzt wird, zentrale Voraussetzung für den Erfolg ist, dass Daten mit einer hohen Auflösung erhoben und in Zeitreihen gespeichert werden. Nur so sind Periodenabweichungen nachvollziehbar. Fotos: Aufmacher Fotolia, sonstige Q-loud www.q-loud.de 02 Vernetzte Systeme liefern die Grundlage für eine intelligente Energiedaten-Analyse