Fachbeitrag Abschalten und sparen

12.11.2012

�?hnlich der Start-Stopp-Automatikvon Autos lässt sich auch in der Fertigung Energie einsparen, wenn Anlagen in Pausen automatisch heruntergefahren werden. Für die Realisierung bedarf es der entsprechenden Messtechnik und einem professionellen Energiemanagement.

Eine energieeffiziente Produktion wird immer wichtiger für die Industrie - in allen Branchen. Energieintensive Unternehmen können zudem seit Januar 2009 im Rahmen des Erneuerbare Energien Gesetzes Härtefall- beziehungsweise Ausgleichsregelungen bei der Stromsteuer geltend machen. Diese Energie- und Stromsteuerermäßigungen sind ab 2013 an eine Voraussetzung geknüpft: Ein zertifiziertes betriebliches Energiemanagementsystem gemäß der europäischen Norm EN16001:2009. Ansatzpunkt ist - wie auch der weltweit gültigen ISO 50001 -, Organisationen und Unternehmen beim Aufbau von Systemen und Prozessen zur kontinuierlichen Verbesserung des eigenen Energiesatzes und zur nachhaltigen Optimierung der Effizienz zu unterstützen.

Energie-Monitoring als Basis

Das zentrale Werkzeug, um Strom zu sparen und die vorgegebene Norm zu erreichen sind Energie-Monitoringsysteme. Messgeräte wie die Sentron-PAC-Reihe und die Software Powermanager von Siemens legen dafür die technische Grundlage. So übernehmen die PAC-Geräte vielfältige Messaufgaben: Sie überwachen Anlagenzustand sowie Netzqualität erfassen Energiewerte und elektrische Kenngrößen. Auf dieser Basis ist es dann möglich, softwaregestützt die Energieströme eines Unternehmens in allen Produktions- und Nebenanlagen detailliert zu erfassen, den Energieverbrauch zu analysieren und auszuwerten.

Abschalten und sparen

In industriellen Anlagen verteilte Sensoren und Aktoren verbrauchen auch bei Produktionsstopps und Leerlaufzeiten bis zu 60 Prozent der Energie, die sie im Normalbetrieb benötigen. Sinnvoll wäre also ein Verfahren nach dem Muster der Abschaltautomatik in modernen Autos. Das Institut für Automation & Industrial IT der Fachhochschule Köln hat festgestellt, dass sich durch das konsequente Herunterfahren der analysierten Produktionslinie während geplanter Pausenzeiten der Energieverbrauch bis zu 50 Prozent senken lässt. Anwender des profinet-basierten Energiemanagementsystems von Siemens haben im Jahr 2010 270 Millionen Tonnen CO2 eingespart, das ist so viel wie Hongkong, London, New York, Tokio, Delhi und Singapur in Summe jährlich ausstoßen.

Profinet-basiertes Energiemanagement

Eine besondere Rolle spielt in diesem Zusammenhang das Profinet-basierte Energiemanagementprofil Profienergy: Hersteller- und geräteunabhängig, stellt das Profil für Profinet-Feldgeräte vielfältige Funktionen und Mechanismen bereit, die eine energieeffiziente Produktion unterstützen. So ermöglicht Profienergy das einfache, automatisierte Aus- und Einschalten von technisch zusammengehörigen Anlagenteilen. Die Koordination erfolgt dabei durch eine übergeordnete Steuerung, die Vernetzung über Profinet. In längeren Produktionspausen wird damit so viel Energie wie möglich gespart. Anlagenteile, die kurzfristig abgeschaltet werden, tragen zur gleichmäßigen Energieverteilung und zur optimalen Energienutzung bei. Vor diesem Hintergrund hat Siemens das Funktionsspektrum seiner Messgeräte PAC3200 und PAC4200 um ein Kommunikationsmodul für den Ethernet-Übertragungsstandard Profinet IO sowie für Profienergy erweitert. Mit dem Sentron Ethernet Profinet Modul können die durch die Messgeräte erfassten Energiewerte industrieller Anlagen direkt in übergeordnete Produktionsautomatisierungs- und Energiemanagementsysteme eingebunden werden. Auch in Steuerungssysteme wie Simatic 7 von Siemens lassen sich die Messwerte via Profinet IO direkt übertragen.

Reduzierter Montageaufwand

Der Aufwand für Montage, Vernetzung und Inbetriebnahme des Moduls ist minimal: Es wird auf die Rückseite des Messgeräts gesteckt und ist dank des integrierten Ethernet-Switches direkt mit dem PAC sowie weiteren Ethernet-Teilnehmern wie Sinamics-Frequenzumrichter verbunden. Zusätzliche externe Switches werden dafür nicht mehr benötigt. Auch eine externe Versorgungsspannung ist nicht erforderlich. Das Modul fügt sich vollständig in die Systemumgebung von TIA-Lösungen (Totally Integrated Automation ) ein: So wird es automatisch erkannt und kann einfach über eine Software zur Steuerungsprogrammierung parametriert werden. Neben dem Einsatz in der Simatic-Umgebung kann das Switched Ethernet-Modul für eine einfache Vernetzung der PAC3200 und PAC4200 im Zusammenwirken mit der Energie-Monitoring-Software Powermanager im Infrastrukturbereich eingesetzt werden. Dazu kann das Modul über die Siemens-Konfigurations-Software Powerconfig oder das Menü am Geräte-Display in Betrieb genommen werden.

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