Anlagenbau & Prozesstechnik

BuR: Aprol-Energie-Monitoring für Maschinen und Anlagen

14.03.2013 -

In Zeiten weiter steigender Energiekosten und drohender Strafzahlungen bei Nicht-Erreichen der Kyoto-Ziele ist es ein Gebot der Stunde, die Energieeffizienz zu verbessern. Der Energieverbrauch kann aber nur verbessert werden, wenn er genau bekannt ist. Der Aufzeichnung der Verbräuche kommt deshalb eine zentrale Bedeutung zu.

Der politische Druck auf die Industrie, energieeffiziente Produkte möglichst ressourcenschonend zu fertigen, nimmt weltweit zu. Dazu trägt auch die im Juni 2011 veröffentlichte Norm EN/ISO 50001 „Energiemanagementsysteme" bei. Mit Aprol EnMon bietet B&R ein System, das Stand-alone oder in Prozessleitsysteme integriert permanentes Energie-Monitoring ermöglicht.

Unabhängiges Energie-Monitoring

Aprol EnMon unterstützt bei der Umsetzung der ISO 50001. Indem die Wechselwirkung zwischen Energie- und Herstellungskosten ermittelt wird, kann der Verbrauch in Kalkulation und Kostenrechnung eingehen oder nach dem Verursacherprinzip direkt verrechnet werden.
Alle relevanten Energieverbräuche werden gemessen, aufgezeichnet und ausgewertet. Energie-Berichte 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.

Ausgeliefert wird Aprol EnMon vorinstalliert auf einem schaltschranktauglichen Industrie-PC der B&R-Type Automation PC 910. Die Inbetriebnahme und Parametrierung erfolgt schnell, weil Software und Hardware-Konfiguration bereits enthalten sind. Lediglich die Netzwerkeinstellungen müssen 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 Betriebssystem Suse Linux Enterprise Server betrieben und dient der historischen Speicherung aller benötigten Energiedaten.
Der Datenzugriff erfolgt ohne Software-Installation 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 Monitoring-System.

Alle Energiearten integriert

Das Energie-Monitoring mit 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, steht 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 - und das bis zur 31. harmonischen Überschwingung. Dadurch werden Verunreinigungen der lokalen elektrischen Netze mit Oberwellen erkannt, die zum Beispiel entstehen, wenn Wechselrichter exzessiv eingesetzt werden.

Weitere Module stehen für Durchfluss, analoge Messsignale oder digitale Messimpulse zur Verfügung. Ein Schnittstellenmodul mit integriertem M-Bus Master erlaubt die Anbindung von bis zu 250 Gas-, Wasser-, Strom-, Wärme- oder Impulszählern mit M-Bus-Anschluss.

Aussagekräftige Berichte

Für die Inbetriebsetzung, Wartung und Instandhaltung bietet das EnMon Dashboard Energie-Managern und deren Mitarbeitern eine webbasierte Berichtsumgebung sowie eine leistungsfähige Systemdiagnose- und Operatorumgebung mit zwei rollen- und aufgabenspezifisch maßgeschneiderten 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. 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.

Energieverbrauch messen und steuern

Aprol EnMon bietet zahlreiche Module, um Energieverbrauchsdaten exakt zu berechnen. Dazu gehören das FlowCalculation-Modul zur Berechnung des Durchflusses in unterschiedlich geformten Leitungen (Blenden, Düsen etc.) oder das PowerCalculation-Modul zur Berechnung der Wärmeleistung/-energie von Wasser und Dampf.

Parametrierbare Control-Module in der Software ermöglichen ein manuelles oder automatisches Zu- und Wegschalten von Lasten mit wählbaren Prioritäten und definierbarem Zeitverhalten. Mittels Lastmanagement lassen sich Spitzenlasten beherrschen, wodurch ungeplante Abschaltungen, die durch plötzlich entstehende Überlasten verursacht werden, vermieden werden können.
EnMon berücksichtigt tageszeit- oder saisonabhängige Tarife und erfasst frei definierbare Feiertage. Hohe Lasten können dadurch in Zeiten mit Niedrigtarifen verschoben werden, was wesentlich zur Kosteneinsparung beitragen kann.

Ready to Use

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 in der größten Prozessanlage sinnvoll zur Wirkung kommen. Umgebende Nebenbetriebe oder Gebäude können in ein ganzheitliches Energiemanagement eingebunden werden.

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

Kontakt

B&R Industrie-Elektronik GmbH

Norsk-Data-Str. 3
61352 Bad Homburg

+49 61 7240 19 0

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