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Energiedaten durchgängig und busneutral übertragen

Energieeffiziente Automatisierungslösung
Energiedaten durchgängig und busneutral übertragen

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Energieeffizienz ist in der energieintensiven Chemieindustrie ein Muss. Um aber die Prozesse einer Anlage optimieren zu können, müssen zunächst die Energiedaten in der Anlage gesammelt und weitergeleitet werden. Für den durchgängigen Informationsfluss vom Ort des Energieverbrauchs bis in die übergeordneten Steuerungs- und Leitsysteme eignet sich eine Kombination aus Management-Modulen zur Energiedatenerfassung und Motorsteuerung und Inline-I/O-System.

Der Autor: Carsten Henning Produktmanager IP 20 I/O, Phoenix Contact Electronics

Derzeit werden die Weichen für den zukünftigen Einsatz von Energieträgern und -formen gestellt. Die Erzeugung, Aufbereitung und Speicherung vieler Energieformen ändert sich erheblich. Experten sind sich jedoch einig, dass der sparsame Umgang mit den Ressourcen der eigentliche Schlüssel zu ihrer langfristigen Verfügbarkeit ist. Außerdem hat dies einen positiven Effekt auf das globale Klima. Das Energiesparen ist somit zu einem Mega-Trend geworden. Viele Menschen kaufen Energiesparlampen, verwenden Waschmaschinen der Energie-Effizienzklasse A++, wohnen in Häusern mit einem Energie-Ausweis und fahren Autos, die einen niedrigen Benzinverbrauch haben. Dies ist nicht nur Folge eines umweltbewussten Handelns, sondern resultiert aus dem Wunsch, Kosten zu sparen, denn Energie ist teuer geworden.
Lampen, Waschmaschinen, Autos und Häuser senken ihren Energieverbrauch, indem die eingebauten Technologien die Energie steuern und effizient nutzen. Was für Güter des täglichen Gebrauchs gilt, sollte auch in Maschinen und Anlagen möglich sein. Gefordert ist also eine energieeffiziente Automatisierungstechnik sowohl für die Fabrik- als auch die Prozessautomation. Zu diesem Zweck müssen alle relevanten Informationen möglichst nah am Prozess aufgenommen und ausgewertet werden, um unverfälschte Daten zu erhalten. Dabei liefert der Energieträger die Informationen selbst. Mit dem Konzept der IT-powered Automation bietet Phoenix Contact eine Automatisierungslösung, mit der Daten erfasst, via Feldbussystem oder Ethernet-Netzwerk weitergeleitet sowie zentral oder dezentral verarbeitet werden können. Durch die Anbindung an ethernetbasierte Netzwerke stehen die Informationen übergeordneten Leitsystemen oder Bürorechnern zur Verfügung. Dies wird als vertikale Integration bezeichnet.
EMM und EEM verlängern Laufzeiten
In der Informationskette erfassen elektronische Motor-Management-Module (EMM) und elektronische Energie-Management-Module (EEM) von Phoenix Contact die Daten und setzen die Aktorik. Mit den Geräten können elektrische Größen wie Strom, Spannung und Wirkleistung, aber auch der direkte Energieverbrauch und die Betriebsstunden aufgenommen werden. Die elektronischen Motor-Management-Module lassen sich so parametrieren, dass sie den Motor bei Über- oder Unterschreitung eines vorgegebenen Wertes automatisch abschalten. Sie überwachen also kontinuierlich den Zustand der in der Maschine oder Anlage verbauten Antriebe sowie der zugehörigen Mechanik. Auf diese Weise werden Verschleiß und Gefahren frühzeitig erkannt, sodass das Instandhaltungspersonal die Applikation zustandsorientiert warten kann, was Stillstandszeiten reduziert. Gleichzeitig können aber auch Energiespitzen erfasst und Prozesse energieeffizient gestaltet werden. Überall dort, wo elektrische Antriebe im Einsatz sind – beispielsweise an Förderbändern, Pumpen, Lüftern, Mühlen oder Mischern –, erweist sich die Verwendung der Motor-Management-Module als sinnvoll.
Erfassen von Energiedaten
Die Energie-Management-Module (EEM) nehmen ausschließlich Energiedaten auf. Sie lassen sich vielfältig nutzen. Ein neuer, aber immer wichtiger werdender Anwendungsbereich ist die Erfassung von Verbrauchsdaten in Ladestationen für Elektroautos. Hierbei handelt es sich um kleine dezentrale Einheiten mit einer Kleinsteuerung, wie den ILC 150 GSM/GPRS von Phoenix Contact, die über das in die SPS integrierte Modem vernetzt sind. Ein weiterer Einsatzbereich der Energie-Management-Module ist die Überwachung von Energiedaten in Klima- und Belüftungsanlagen. So kann der Energiebedarf besser verteilt, Ausfallrisiken durch Überlastung können minimiert und Energiebedarfsspitzen in günstige Tarifzeiten verlegt werden. Ein intelligentes Energie-Management ist auch in Applikationen denkbar wie der Überwachung von Kühl-Containern auf Schiffen, der Energiedatenüberwachung in Luftfiltersystemen, dem Energie-Management in Industriehallen oder der Verbrauchsmessung von Heißwasser für Reinigungsprozesse.
Integrierter Gerätebus
Über den Tragschienen-Connector T-Bus können bis zu 32 dieser Management-Module aneinandergereiht und automatisch zu einem Gerätebus – dem Interface-Systembus (IFS) – verbunden werden. Die Kopplung an die Steuerung erfolgt feldbus- und netzwerkneutral durch das Automatisierungssystem Inline von Phoenix Contact. Neben zahlreichen Funktionen wie digitalen und analogen Signalen lässt sich auch der Interface-Systembus mit der neuen IFS-Master-Klemme in eine Inline-Station einbinden. Die Klemme wird dabei über eine geschirmte Leitung an den Gerätebus angeschlossen. Der Schirm kann hierzu komfortabel auf die integrierte Inline-Schirmklemme aufgelegt werden. Die Verbindung von Interface-Systembus und I/O-System sorgt für die transparente Durchleitung der Energiedaten vom Ort ihrer Entstehung bis zur Leitwarte.
Anwenderfreundliche Konfiguration
Um die Management-Module zu parametrieren und dem Anwender die Daten einfach und steuerungsunabhängig zur Verfügung zu stellen, unterstützen die Module die FDT/DTM-Technologie. Bei der Lösung von Phoenix Contact kann der Anwender den unterlagerten Gerätebus auf zwei verschiedene Arten konfigurieren und anschließend mit Parametern versehen. Die erste Alternative ist Bestandteil der Steuerungssoftware PC Worx. Sie wird immer dann verwendet, wenn der Anwender die Steuerungen des Unternehmens, wie die Inline Controller der 100er-Klasse, einsetzt. Darüber hinaus ist über den AutomationXplorer als Rahmenanwendung ein direkter Zugriff auf den Inline-IFS-Master möglich. Dazu schließt der Anwender per Schnittstelle auf dem Inline-IFS-Master ein Notebook via USB-Adapter an. So kann er die Module unabhängig von der überlagerten Steuerung parametrieren. In beiden Fällen werden die eingestellten Daten auf dem steckbaren Speicher des Inline-IFS-Masters gespeichert, sodass sich die Anlage nach einem Gerätetausch schnell wieder in Betrieb nehmen lässt.
Online-Info: www.cav.de/0211438
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