I/O-System stellt transparente Daten bereit

Der Autor: Lukas Dökel, Market Management Industry & Process bei der Wago Kontakttechnik in Minden

Andreas Heyde und Frank Blase sind Projektkoordinator und Messtechnikexperte bei Ledvance in Berlin. Gemeinsam mit Kollegen aus der Abteilung Equipment Engineering arbeiten sie daran, das Unternehmen technisch wie ökonomisch voranzutreiben. Dazu entwickeln und realisieren sie neue Anlagen, geben Support für Produktion und Prozesse und halten alles zusammen, was irgendwie mit Projekt- und Risikomanagement zu tun hat. Der mobile Messkoffer ist ein Resultat dieser Arbeit, entstanden aus der Energy-Efficiency-Initiative, die 2012 bei Osram ins Leben gerufen wurde. Seither wurden mehr als 21 GWh Strom und 10 GWh Gas eingespart – so viel, wie eine deutsche Kleinstadt im Jahr verbraucht. Die steigenden Energiekosten und die 2011 veröffentlichte ISO 50001 waren ausschlaggebend dafür, das Engagement in diesem Bereich auszubauen.

Die europäische Energieeffizienz-Richtlinie 2012/27/EU schreibt für Großunternehmen in Deutschland ab Dezember 2015 regelmäßige Energieaudits oder ein Energiemanagementsystem vor. Das Ziel ist ein gemeinsamer Rahmen zur Förderung der Energieeffizienz in der Europäischen Union. Ledvance hat die gesetzlichen Vorgaben der ISO 50001 schon vor der offiziellen Einführung erfüllt. „Der mobile Messkoffer hat einen wesentlich Beitrag dazu geleistet“, erklärt der Projektkoordinator Heyde: „Er ist unser Mittel der Wahl, wenn es darum geht, Energieeinsparpotentiale zu identifizieren.“

Hinter dem Hardcase verbirgt sich ein cleveres Zusammenspiel aus Messkomponenten, Steuerungstechnik und Visualisierungseinheit. „Auf 53 x 35 x 22 cm haben wir all das untergebracht, was zur Erfassung unterschiedlicher Daten benötigt wird – modular aufgebaut und nach dem Plug-and-play-Prinzip direkt einsetzbar“, sagt Diplomingenieur Frank Blase. Auf diese Weise gewinnt Ledvance eben nicht nur Einblicke in die Energieverbräuche, sondern erhält zudem detaillierte Angaben zu allen gewünschten Medienverbräuchen einer Anlage oder Fertigungslinie – zum Beispiel Druckluft, Schwingungen, Temperatur sowie weitere digitale und analoge Werte.

Durch den Einsatz leicht nachzurüstender Technik wie Klappstromwandler und Rogowskispulen verläuft die Installation – ebenso wie der Rückbau – zügig und weitgehend ohne Unterbrechung der Produktion. Eingriffe in die Maschinensteuerung oder Elektrik sind in der Regel nicht notwendig. Erst dann, wenn die neugewonnenen Daten für eine Verbesserung der Energieeffizienz oder des Prozessablaufs sprechen, wird die Automatisierungstechnik schließlich fest in einem Schaltschrank installiert. Andreas Heyde sieht noch einen weiteren Vorteil: „Mit dem kurzzeitigen Einsatz des Koffers und dem erbrachten Nachweis, dass es sich lohnt, an einer Produktionsanlage oder in der Werktechnik aktiv zu werden, sinkt bei den Verantwortlichen die Hemmschwelle, etwas zu unter-nehmen.“

Mithilfe des Messkoffers konnte beispielsweise das Potential für die Effizienzsteigerung eines sehr energielastigen Fertigungsschritts in der Berliner Produktion ermittelt werden. Diente in der Vergangenheit eine einfache Infotafel mit farbigen Magneten als einzige Orientierung für die Produktionssteuerung einer Gruppe aus 25 Temperöfen, so brachte die moderne Visualisierung der Lastgänge zweierlei Erkenntnisse – einerseits wurden die zur Verfügung stehenden Kapazitäten nur unzureichend genutzt, andererseits konnten Ausfälle und notwendige Wartungen aufgrund eines fehlenden Bediengeräts nicht oder zu spät erkannt werden.

Im Anschluss an die erste Analyse mit dem Messkoffer wurde der Wago-Controller PFC200 zur Steuerung der Energiemessmodule fest installiert. „Wir haben einfach das Layout der Ofengruppe in der Webvisu der Steuerung abgebildet und alle Zustände der Anlagen eins-zu-eins von der Infotafel übernommen. Die Codesys-Plattform hat sich hier bestens in das Gesamtkonzept eingefügt“, erläutert Frank Blase. Mit einem einfachen Script werden nun auch alle Energieverbräuche an das konzernweite Energiemanagementsystem deZem gesendet. „Weil unsere Anlagen jetzt – ganz im Sinne von Industrie 4.0 – jederzeit aktuelle Informationen an den Instandhalter senden, können Wartungsarbeiten zeiteffizient im Tagesgeschäft durchgeführt werden. Dadurch werden kostspielige Ausfälle auf ein Minimum reduziert“, fasst Andreas Heyde zusammen.

Die Ledvance-Techniker nutzen das Wago-I/O-System 750 als zentrale Daten-Sammelstelle. Die mehr als 500 zur Verfügung stehenden I/O-Module gewährleisten hierbei, dass nahezu jedes Signal erfasst werden kann – je nach vorherrschender Anforderung. Immer mit an Bord ist die 3-Phasen-Leistungsmessklemme, mit der alle relevanten Messgrößen eines dreiphasigen Versorgungsnetzes erfasst und direkt in der Klemme verarbeitet werden – darunter die Blind-, Schein und Wirkleistung, der Energieverbrauch und Leistungsfaktor. Zur Visualisierung der ausgelesenen Werte greift der Anwender zum integrierten Tablet, auf dem unter anderem die WebVisu-App installiert ist. Mit ihr lassen sich alle eingesetzten Komponenten überblicken und konfigurieren. Als sinnvolle Ergänzung hierzu hat Ledvance ein eigenes Wago-Plug-in für die Messdatenerfassungs-Software IPEmotion entwickeln lassen. Aus dieser Anwendung heraus ist es bei Bedarf wiederum möglich, die Informationen an die Energiecontrolling- und Energiemanagement-Software deZem zu übergeben. Mit der Kombination aus Web-Visualisierung, IPEmotion und deZem stehen leistungsfähige Software-Tools zur Auswertung und Weiterverarbeitung der eingesammelten Daten bereit. ge

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