Von der Verbrauchsmessung bis zum Lastmanagement

Vor allem für hochautomatisierte Prozesse mit hohem Energieverbrauch lohnt sich eine genaue Kontrolle der Verbräuche.Daimler

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 veröffentlichte Norm EN/ISO 50001 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 Unternehmen, 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 sowie nach dem Verursacherprinzip direkt verrechnet werden.

Auf einem Leitsystem basierend, deckt Aprol Enmon das komplette Anforderungsprofil an ein Energiemanagementsystem ab.B&R

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

Die Energieeffizienz-Lösung von B&R unterstützt den kontinuierlichen Verbesserungsprozess, entweder im Stand-alone-Betrieb oder in bestehende Aprol-Prozessleitsysteme integriert. Alle relevanten Energieverbräuche werden gemessen, aufgezeichnet und ausgewertet. Energie-Berichte und Diagramme kann das System für einzelne Maschinen, Teilanlagen, für ganze Anlagen oder das gesamte Unternehmen erstellen.

Die Berichte lassen sich beinahe beliebig nach Produktionslosen oder Kostenstellen gliedern. Basierend auf dem Prozessleitsystem Aprol bietet Enmon als Plattform weitreichende Flexibilität und Skalierbarkeit und ist mit geringem Engineering-Aufwand den Anforderungen an die Messstellenperipherie anpassbar.

Gebrauchsfertige Lösung

Als gebrauchsfertige, vorkonfigurierte Lösung ist Enmon einfach zu installieren. Visualisierung und Bedienung erfolgen über browserbasierte Module von beliebigen Arbeitsplatzrechnern aus.B&R

Ausgeliefert wird die Energiemonitoring-Plattform vorinstalliert auf einem schaltschranktauglichen Industrie-PC von B&R, einem Automation PC 910. Die Inbetriebnahme und Parametrierung erfolgen dabei 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 der Operator-Software und der Entwicklungsumgebung eine leistungsfähige Datenbank mit SQL-Interface. Sie wird auf dem stabilen und sicheren Betriebssystem Suse Linux Enterprise Server betrieben und dient der historischen Speicherung aller benötigten Energie- und verbrauchsdaten.

Der Datenzugriff erfolgt ohne Software-Installation mittels Webbrowser von Arbeitsplatzrechnern an beliebigen Standorten. Daher wird das System meist ohne Monitor in einem Schaltschrank verbaut. Die Anzahl der benötigten Enmon-Controller hängt von Menge und Art der Messstellen sowie von der Verarbeitung der Daten ab. Jeder Controller liest die Energiedaten der erfassten Messstellen aus und verarbeitet sie. Weitere Controller können bei Bedarf problemlos hinzugefügt werden. Die Daten werden via Ethernet Powerlink dem Monitoring-System zugeführt.

Alle Energiearten integriert

Die Messung der Ströme, Frequenzen und Blindanteile auf allen Phasen mit dem Energie-Messmodul X20AP hilft, die Verfügbarkeit elektrischer Netze zu steigern.B&R

Das Energie-Monitoring 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 wie Druckluft oder Wasser, die häufig nicht zur Energie gezählt werden.

Um die Energieverbräuche zu erfassen, steht den Nutzern eine Reihe 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 Energie-Messmodul für elektrische Leistung X20AP. Es misst Überschwingungen bis zur 31. harmonischen 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 über analoge Messsignale. Digitale Messimpulse registiert 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.

Aussagekräftige Berichte

Für die Inbetriebsetzung, Wartung und Instandhaltung bietet das ‚Enmon Dashboard‘ den Energie-Managern und deren Mitarbeitern eine webbasierte Berichtsumgebung sowie eine leistungsfähige Systemdiagnose- und Operatorumgebung – aufgeteilt in verschiedene rollen- und aufgabenspezifisch maßgeschneiderte Bedienoberflächen.

Für eine schnelle und lückenlose Kostenübersicht sorgen unterschiedliche Verrechnungs- und Analysereports.B&R

Es berücksichtigt dabei auch die Hierarchien 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 Trendkurven.

Zum Austausch der Daten mit Business-Intelligence-Systemen steht ein SQL-Interface zur Verfügung. Eine Iosys-Schnittstelle ermöglicht es, auf beliebige Prozessvariablen lesend und schreibend zuzugreifen, und das ohne teure Schnittstellenabstimmungen zwischen Enterprise Ressource Planning und Energie-Monitoring.

Komfortabel messen und steuern

Die Software bietet zahlreiche Module, um Energieverbrauchsdaten exakt zu berechnen: zum einen das Flowcalculation-Modul zur Berechnung des Durchflusses in unterschiedlich geformten Leitungen (Blenden oder Düsen) mit sehr hoher Genauigkeit, zum anderen das Powercalculation-Modul zur Berechnung der Wärmeleistung/-energie von Wasser und Dampf.

Natürlich lassen sich mit Enmon Berichte über den Energieverbrauch erstellen. Die Lösung kann aber noch weitaus mehr. Ein effektives Mittel, Kosten zu reduzieren, ist das Lastmanagement, mit dem sich Spitzenlasten beherrschen lassen. Darüber hinaus wendet es ungeplante Abschaltungen ab, die von plötzlich entstehende Überlasten verursacht werden. Parametrierbare Control-Module in der Software ermöglichen ein manuelles oder automatisches Zu- und Wegschalten von Lasten mit wählbaren Prioritäten und definierbarem Zeitverhalten. Angesteuert werden Lasten über digitale Ausgangsmodule X20DO oder Schnittstellenmodule X20IF.

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

Als skalierbare, gebrauchsfertige und integrierbare Lösung unterstützt Enmon bei der Optimierung des Energieverbrauchs. Dadurch können trotz steigender Energiepreise die Stückkosten 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.

(sk)