Transparente Energiedaten erschließen Optimierungspotenziale

Eine Schlüsselrolle bei der CO2-Reduktion fällt dem Energiemonitoring zu. Denn Grundvoraussetzung und Basis für die Zielerreichung liegen darin, die Ist-Situation zu kennen. Hier setzt Beckhoff bereits seit Jahren auf eine Software des Unternehmens Optenda [1] aus Stuttgart. „Um sich der Energieverbräuche bewusst zu werden und diese so gezielt reduzieren zu können, muss man diese natürlich zuerst an möglichst allen Verbrauchern messen und an schließend zentral zusammenführen“, so J. Beckhoff. Seit 2019 werden alle Prozesse rund um die DIN ISO 50001 durch die Software Energy Monitor von Optenda bei Beckhoff und Smyczek unterstützt. Das Tool macht die unterschiedlichen Energieflüsse (Strom, Wärme, Druckluft und Stickstoffverbrauch) an den Unternehmensstandorten transparent − erfasst über PC-based Control und das umfangreiche Programm an Messtechnikklemmen und Stromsensoren. Die durchgängige und systemintegrierte Energiemesstechnik schafft die Voraussetzung, um direkt innerhalb der Steuerung den Soll- und Ist-Zustand von Anlagen und Gebäuden abzugleichen und Produktionskennzahlen im Blick zu behalten. Auf diese Weise lassen sich drohende Schäden an den Anlagen oder unzweckmäßige Nutzungen der Einrichtungen frühzeitig erkennen und Optimierungspotenziale einfacher aufspüren.

Betriebsinterne Effizienzmaßnahmen, wie die Steuerung der Beleuchtungszeiten und Betriebszeiten für Raumlufttechnik (RLT) lassen sich durch das Monitoring mit MWh-Einsparungen beziffern. So konnten in Beckhoff-eigenen Produktionsgebäuden durch Optimierungsmaßnahmen nachweislich 210 MWh/a eingespart werden.

Durch das kontinuierliche Monitoring der Produktionsverbräuche werden Nichtkonformitäten frühzeitig erkannt und behoben, zum Beispiel Leckagen im Druckluftnetz. Das Erfassen der Verbräuche auf Produktionsebene ermöglicht es, den Energieverbrauch pro Produkt zu beziffern und zu überwachen.

Vollständige Messkette unterstützt Datentransparenz

Kontinuierliches Datenmonitoring ist meist mit erheblichem Aufwand verbunden, denn häufig müssen zusätzliche Sensoren nachträglich, d. h. meist kostenintensiv und teilweise mithilfe von Sonderbauteilen integriert werden. Mit den Energiemessklemmen, Stromwandlern, Überstromschutzklemmen und Stromversorgungen von Beckhoff lässt sich dies hingegen mit Standardkomponenten und entsprechend geringem Aufwand realisieren – auch im Rahmen von Retrofits.

Als Automatisierungsspezialist ermöglicht Beckhoff die Zusammenführung der relevanten Energieversorgungskomponenten zu einem transparenten Gesamtsystem. Erst solch ein kombinierter Einsatz ergibt einen umfassenden Überblick über die Energieversorgung, angefan gen bei einzelnen Maschinen bis hin zu Produktionshallen und Bürogebäuden.   

Mit den Stromwandlern der Serie SCT hat Beckhoff die Energiemesskette von der Aufnahme des physikalischen Messwerts bis hin zur Datenübermittlung in die Cloud komplettiert. Das breite Portfolio an Stromwandlern deckt alle relevanten Applikationen von 1 A bis 5 000 A ab. Dabei kann zwischen zwei Konzepten gewählt werden, die jeweils über verschiedene Bauformen und Leistungsklassen skalierbar und daher für vielfältigste Applikationen geeignet sind. Von kostengünstigen dreiphasigen Wandlersätzen auch für die Gebäudetechnik über Standard-Industriewandler für den Maschinenbau bis hin zu Lösungen für Prüf- und Teststände mit besonders hohen Genauigkeitsanforderungen ist die SCT-Serie breit gefächert.

Eine besonders effiziente und kostengünstige Möglichkeit, um auch in komplexeren Systemen exakte Leistungsmessdaten zu erhalten, bietet das Konzept der verteilten Leistungsmessung: Deren zentrales Element ist die sechskanalige Strom-Eingangsklemme EL3446 für bis zu AC/DC 1-A-Messstrom. Mit ihr lassen sich auch bei räumlich getrennter Spannungs- und Strommessung genaue Leistungswerte erfassen. Entscheidend ist dabei, dass sich mit der EL3446 als reiner Strommessklemme alle relevanten elektrischen Daten des Versorgungsnetzes inklusive echter Leistungsmesswerte ermitteln lassen. Die für die Berechnung der Leistungsdaten erforderlichen Spannungswerte erhalten die Klemmen über Ethercat von einer separat nur einmal pro Netzwerk zu installierenden Drei-Phasen-Leistungsmessklemme EL3443 übermittelt – über die verteilten Uhren (Distributed Clocks) von Ethercat zeitlich exakt synchronisiert. Dieses Konzept der verteilten Leistungsmessung minimiert den Hardwareund Installationsaufwand.