Energieverbrauchsdaten in Echtzeit erfassen

Eine Hauptanforderung an das System war, dass es Echtzeitinformationen über die Anlagenteile mit dem höchsten Energieverbrauch liefert, um Lastspitzen zu verringern und die Energiekosten pro Produkt zu ermitteln. Ein weiterer wichtiger Aspekt: das System erfüllt die rechtlichen Anforderungen im Hinblick auf die Dokumentation des Energiebedarfs und die Verfügbarkeit von entsprechenden Berichten.
Außerdem sollte das Reporting zum Energiekonsum am Produktionsstandort in Brand-Erbisdorf so weit wie möglich automatisiert erfolgen und so die manuelle Dateneingabe ersetzen. Damit sollte sich der unnütze Energieverbrauch einfacher bestimmen lassen sowie die Fehlerbehebung durch mehr Überwachungsmöglichkeiten verbessert werden. Mit Blick auf die Zukunft war es für Bharat Forge ebenfalls wichtig ein System zu nutzen, welches das eigene Personal verwalten kann, anstelle eines externen Anbieters. Bharat Forge mit Sitz in Sachsen beliefert die Automobilindustrie mit Aluminiumschmiedelösungen. Jährlich verarbeiten etwa 280 Mitarbeiter 12 500 Tonnen Aluminium und liefern mehr als 3 Millionen Produkte aus.

Mehr als nur Strom zählen

Die Daten der verschiedenen Zähler werden über unterschiedliche Protokolle an die Steuerungen übergeben. Rockwell Automation

Während der ersten Schritte der Implementierung des Energiemanagement­systems haben die Verantwortlichen bei Bharat Forge ihre anfänglichen Entscheidungen überdacht und die Suche auf ein System ausgeweitet, das hinsichtlich der Analyse- und Berichtsfunktion mehr als reines Energiemanagement für die etwa 60 Stromzähler bietet. Dazu musste das System in der Lage sein, ebenfalls unterschiedliche Arten von Zählern (Gas, Wasser) sowie verschiedene Bussysteme und Protokolle zu verarbeiten.

Schließlich fiel die Entscheidung auf eine Automatisierungslösung aus Hardware- und Softwarekomponenten von Rockwell Automation, bestehend aus Factory Talk Historian und Factory Talk Vantag ePoint EMI, Steuerungen vom Typ Allen Bradley Compact Logix sowie Point I/O-Modulen. Diese Module verfügen über einen Web-basierten Zugriff auf die Echtzeitdatenanalyse sowie Anschlussmöglichkeiten an unterschiedliche Systeme. Zudem nutzen sie die bestehende Infrastruktur. Durch eine schrittweise Vorgehensweise konnte sich das Unternehmen mit dem System vertraut machen, notwendige Anpassungen vornehmen und das Personal schulen.

Nach dem Anschließen der Hardware hat das Service-Team von Rockwell Automation dafür gesorgt, dass die Kommunikation zwischen den Zählern und den Steuerungen funktioniert. Im nächsten Schritt installierte das Team die Software zur Analyse, Archivierung und Visualisierung der Produktionsdaten. Dabei werden die Daten der Zähler über Protokolle wie Modbus oder Mbus in den Compact Logix-Steuerungen gesammelt. Diese SPSen übertragen die Informationen weiter an die Software Historian, wobei sich die Daten mittels Vantage Point EMI visualisieren lassen.

In der Planungsphase erhielt das Automatisierungsunternehmen klare Vorgaben von Bharat Forge, welche Art von Berichten notwendig sind. Bei der Installation der Software setze Rockwell Automation diese Anforderungen in kundenspezifische Reporting-Templates um. Als die Integration der Daten in die Tools begann, wurde das Personal vor Ort in den Analyse- und Berichtswerkzeugen geschult.

Bürokratie erfüllt, Lastspitzen vermieden

Stromüberwachung der Verbraucher: Durch die Kommunikation zwischen den Schmelzöfen ist es möglich, den gleichzeitigen Betrieb von mehr als zwei Öfen bei hohem Energieverbrauch zu vermeiden. Rockwell Automation

Durch das Energiemanagementsystem erfüllt Bharat Forge die gesetzlichen Anforderungen. Zusätzlich identifizierte das Unternehmen die drei Schmelzöfen als Verursacher des höchsten Energieverbrauchs. Außerdem zeigte sich ein extrem hoher Spitzenenergieverbrauch der drei Öfen bei gleichzeitigem Betrieb mit Maximaltemperatur.

Aufgrund der automatischen Kommunikation zwischen den Schmelzöfen vermeidet das Unternehmen den gleichzeitigen Betrieb von mehr als zwei Öfen bei hohem Energieverbrauch und verringerte so die Spitzenlastzeiten um 15 %. Auf Basis dieser tatsächlichen Verbrauchsdaten, verhandelte Bharat Forge zudem Verträge mit den Energielieferanten neu und senkte somit ebenfalls die Kosten.

Anhand der Verwendung individualisierter Berichte und der Verfügbarkeit von Echtzeitinformationen hat Bharat Forge einen tieferen Einblick in den laufenden Fertigungsprozess erhalten. Das Unternehmen kann so Verbesserungspotenziale erkennen und umsetzen, ein genaueres Planungsverfahren einsetzen und unnötigen Energieverbrauch verhindern. Dadurch hat Bharat Forge bisher beim allgemeinen Energiebedarf des Produktionsstandortes bereits 5 % eingespart. Zusätzlich besteht die Möglichkeit, den Energiekonsum der einzelnen Teilbereiche der Anlage genau zu bestimmen und diesen den Kosten zuzuordnen. Darüber hinaus lassen sich jederzeit verfügbare Echtzeitdaten der Maschinen für das historische Datenmanagement sowie eine Analyse der Gesamtanlageneffektivität nutzen.

Für die Zukunft gerüstet

Einer der wesentlichen Vorteile dieser Lösung ist, dass Bharat Forge seine Systeme nach der Implementierung selbst verwaltet. Außerdem kann das Unternehmen Berichte über den Strom- und Gasverbrauch entsprechend den Anforderungen der Zielgruppe im Unternehmen oder den stetig steigenden Vorgaben von Seiten gesetzlicher Institutionen anpassen.

Bharat Forge will in Zukunft weitere elektrischer Zähler in der Produktionseinrichtung implementieren, um den Energieverbrauch noch genauer zu überwachen. Das Unternehmen ersetzt gleichzeitig veraltete Gas- und Wasserzähler durch Zähler mit M-Bus-Schnittstelle und integriert sie in die Infrastruktur des Systems. ­Ebenfalls sollen zusätzliche Datenzähler und Steuerungen zum Einsatz kommen. Zudem plant Bharat Forge mobile Alarmvorrichtungen, welche die Produktionsleitung bei unerwartet bevorstehenden Spitzenlasten automatisch benachrichtigen, um zeitnah Maßnahmen ergreifen zu können.

(ml)