Den Energieverbrauch immer im Griff haben

Der politische Druck auf die Industrie, energieeffiziente Produkte möglichst ressourcenschonend zu fertigen, nimmt weltweit zu. In allen Märkten ist eine zunehmende Sensibilisierung für dieses Thema zu spüren. Dazu trägt auch die im Juni 2011 publizierte Norm EN/ISO 50 001 Energiemanagementsysteme bei.

Eine Lösung für das Energiemonitoring bietet B&R mit Aprol EnMon an. Es unterstützt Anwender bei der Umsetzung der ISO 50001 und hilft ihnen, durch Verbesserung der Energieeffizienz finanzielle Einsparungen zu erzielen und so ihre Wettbewerbsfähigkeit zu sichern. Indem die Wechselwirkung zwischen Energie- und Herstellungskosten ermittelt wird, kann der Verbrauch in Kalkulation und Kostenrechnung eingehen oder nach dem Verursacherprinzip direkt verrechnet werden.

Mit EnMon werden Einsparpotenziale identifiziert und Einsparprojekte gerechtfertigt. Bei allen Energiearten lassen sich so maximale Energiekostensenkungen erzielen. Indem die Stromversorgung überwacht wird, werden zudem Ausfallzeiten verringert und ungeplante Abschaltungen vermieden.

Die Energieeffizienzlösung unterstützt den kontinuierlichen Verbesserungsprozess, entweder im Stand-alone-Betrieb oder in bestehende Aprol-Prozessleitsysteme integriert. Alle relevanten Energieverbräuche werden gemessen, aufgezeichnet und ausgewertet. Energieberichte und Diagramme werden für einzelne Maschinen, Teilanlagen, für ganze Anlagen oder das gesamte Unternehmen erstellt.

Die Berichte lassen sich beinahe beliebig nach Produktionslosen oder Kostenstellen gliedern. Basierend auf dem Prozessleitsystem Aprol bietet Aprol EnMon als Plattform maximale Flexibilität und Skalierbarkeit und lässt sich mit geringem Engineeringaufwand den Anforderungen von Systemen mit unterschiedlich großer Anzahl an Messstellen anpassen.

Ausgeliefert wird Aprol EnMon vorinstalliert auf einem schaltschranktauglichen Industrie-PC der B&R-Type Automation PC 910. Die Inbetriebnahme und Parametrierung erfolgt besonders schnell, weil Software und Hardware-Konfiguration bereits enthalten sind. Lediglich die Netzwerkeinstellungen müssen noch angepasst und die Sensoren samt Zuordnung zu Software-Templates in einer Tabelle eingetragen werden. Danach wird die Applikationssoftware automatisch generiert und geladen.

Zentrale Komponente von EnMon ist neben Operator-Software und Entwicklungsumgebung eine leistungsfähige Datenbank mit SQL-Interface. Sie wird auf dem besonders stabilen Betriebssystem Suse Linux Enterprise Server betrieben und dient der historischen Speicherung aller benötigten Energiedaten.

Der Datenzugriff erfolgt ohne Softwareinstallation mittels Webbrowser von Arbeitsplatzrechnern an beliebigen Standorten aus. Daher wird das System meist ohne Monitor in einem Schaltschrank verbaut. Die Anzahl der benötigten EnMon-Controller hängt von Anzahl und Art der Messstellen sowie von der Verarbeitungsart der Daten ab. Ein Controller liest in der Regel Energiedaten einiger hundert Messstellen aus und verarbeitet sie. Weitere Controller können bei Bedarf problemlos hinzugefügt werden. Die Daten kommen über gängige Industrieschnittstellen wie Powerlink, Modbus TCP, Profibus oder Ethernet/IP in das Monitoringsystem.

Das Energiemonitoring mit Aprol EnMon ist nicht auf elektrische Energie beschränkt. Es unterstützt alle Energiearten, die in dem generisch aufgebauten System völlig frei definierbar sind und kundenspezifisch benannt werden können. So fließen neben der elektrischen Energie auch Öl, Gas, Dampf oder Fernwärme ein sowie Medien, die häufig nicht zur Energie gezählt werden, wie Druckluft oder Wasser.

Um die Energieverbräuche zu erfassen, stehen den Nutzern eine Reihe sehr kompakter I/O-Module der B&R-Reihe X20 zur Verfügung. Schnittstellenmodule X20IF zur Anbindung von Modbus RTU, ModbusTCP, Profibus DP, EtherNet/IP erfassen Zählerstände vorhandener Messstellen in bestehenden Netzen.

Spannungen, Ströme, Frequenzen und Blindanteile auf allen Phasen misst das Energiemessmodul für elektrische Leistung X20AP. Es misst bis zur 31. harmonischen Überschwingung und erkennt dadurch auch Verunreinigungen der lokalen elektrischen Netze mit Oberwellen. Diese entstehen, wenn Wechselrichter exzessiv eingesetzt werden, um Energie zu sparen.

Den Durchfluss misst das Eingangsmodul X20AI für analoge Messsignale. Digitale Messimpulse misst das Zählermodul X20DC. Das Schnittstellenmodul X20CS mit integriertem M-Bus-Master erlaubt die Anbindung von bis zu 250 Gas-, Wasser-, Strom-, Wärme- oder Impulszählern mit M-Bus-Anschluss. Prinzipiell kann die gesamte Palette der X20-I/O-Module verwendet werden.

Für die Inbetriebsetzung, Wartung und Instandhaltung bietet das EnMon-Dashboard Energiemanagern und deren Mitarbeitern eine webbasierte Berichtsumgebung sowie eine leistungsfähige Systemdiagnose- und Operatorumgebung. Aprol EnMon bietet zwei rollen- und aufgabenspezifisch maßgeschneiderte Bedienoberflächen.

Es berücksichtigt dabei auch die Hierarchie Hauptverteiler / Unterverteiler / Verbraucher, indem es eine selektive Anwahl aller im System verfügbaren Energiemessstellen in der Gliederung nach Bereich, Teilbereich und Verbraucher ermöglicht.

Zahlreiche, vorkonfigurierte Verrechnungs- und Analyseberichte bis zur Trendanalyse stehen den Anwendern in unterschiedlichen Darstellungsarten zur Verfügung: als tabellarischer Report, Balken- oder Kreisdiagramm sowie in Form verschiedener Trenddarstellungen. Zum Umgang mit den Daten aus Aprol EnMon bietet das System ein SQL-Interface zu Business-Intelligence-Systemen. Eine Iosys-Schnittstelle ermöglicht es, auf beliebige Prozessvariablen lesend und schreibend zuzugreifen, und das ohne teure Schnittstellenabstimmungen zwischen Enterprise Ressource Planning und Energie-Monitoring.

Aprol EnMon bietet zahlreiche Module, um Energieverbrauchsdaten exakt zu berechnen:

Natürlich lassen sich mit Aprol EnMon Berichte über den Energieverbrauch erstellen. Die Lösung kann aber noch viel mehr. Ein effektives Mittel ist das Lastmanagement, mit dem sich Spitzenlasten beherrschen lassen. Darüber hinaus wendet es ungeplante Abschaltungen ab, die durch plötzlich entstehende Überlasten verursacht werden.

Parametrierbare Controlmodule in der Software ermöglichen ein manuelles oder automatisches Zu- und Wegschalten von Lasten mit wählbaren Prioritäten und definierbarem Zeitverhalten. Zu- oder weggeschaltet werden Lasten über digitale Ausgangsmodule X20DO oder Schnittstellenmodule X20IF.

Zusätzlich berücksichtigt Aprol EnMon tageszeit- oder saisonabhängige Tarife und erfasst frei definierbare Feiertage. Hohe Lasten können dadurch in Zeiten verschoben werden, wo Niedrigtarife genutzt werden können. Dies trägt wesentlich zur Kosteneinsparung bei.

Aprol EnMon unterstützt als skalierbare, gebrauchsfertige und integrierbare Lösung bei der Optimierung des Energieverbrauchs. Dadurch können trotz steigender Energiepreise die Kosten in der Produktion gesenkt und gleichzeitig die Energiereserven gesichert werden. Die B&R-Lösung kann ebenso an der kleinsten Einzelmaschine wie an der größten Prozessanlage sinnvoll zur Wirkung kommen. Auch einflussreiche Randerscheinungen wie die umgebenden Nebenbetriebe oder Gebäude werden damit in ein ganzheitliches Energiemanagement eingebunden.

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