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Effizienz durch Energieregeneration

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Sechs Schaltschränke dienen der Steuerung der Antriebe bei der Einrichtung. Die Daten, mit denen der Zustand der Prüflinge überwacht wird und mögliche Störungen diagnostiziert werden, werden über die Software Factorytalk auf Industrie-PC im Labor visualisiert. Bild: Briggs & Stratton

Pilotprojekt auf zwölf Prüfständen

Im Februar 2011 ging das Pilotprogramm mit zwölf Prüfständen, die für unterschiedliche Motortypen und Grenzlasten ausgelegt waren, in Betrieb. Jeder Prüfstand ist mit einem Wechselstrommotor und einem Frequenzumrichter des Typs Allen-Bradley Powerflex 700 ausgestattet. Die Antriebe laufen zunächst mit einer vorgegebenen Drehzahl, um den Verbrennungsmotor zu starten. Hat der Benzinmotor Drehzahl aufgenommen, belasten der Elektromotor und der Antrieb ihn mit einem definierten Drehmoment, das sich nach der Nennleistung des Prüflings richtet. Alternativ kann das System von den Bedienern vorgegebene, komplexe Betriebszyklen mit wechselnden Belastungen und Drehzahlen durchfahren. Das Energie-Rückgewinnungssystem erzeugt Elektrizität aus der von den Verbrennungsmotoren abgegebenen Leistung.

Die Elektromotoren und Antriebe der zwölf Prüfstände speisen ihre Energie dabei in einen gemeinsamen Gleichspannungs-Zwischenkreis ein, aus dem wiederum eine netzsynchrone Wechselspannung zur Einspeisung in das werksinterne Netz generiert wird. Die Daten, mit denen der Zustand der Prüflinge überwacht wird und mögliche Störungen diagnostiziert werden, etwa Testdauer, verschiedene Temperaturwerte, Generatorspannung sowie Motordrehzahl und -drehmoment, werden per Ethernet an das programmierbare Automatisierungssystem des Typs Allen-Bradley Controllogix übertragen. Mithilfe der Factorytalk View Software haben Mitarbeiter die Möglichkeit, Echtzeit-Informationen etwa über Belastung, Drehzahl und Temperatur des Prüflings, Testdauer oder Ölverbrauch auf Industrie-PCs im Labor zu visualisieren. Die Factorytalk Historian Software erfasst dazu Echtzeitdaten, die dann beispielsweise über Microsoft Excel aufbereitet werden können.

Trendanalysen liefern Informationen für weitere Optimierungen. Der Kleinmotor-Hersteller investierte außerdem in die RS Energymetrix Software des Systemanbieters. Die webbasierte Applikation dient der Aufzeichnung und Analyse von Energieverbrauchsdaten. Das Energiemanagement-Team von Briggs & Stratton verwendet die Software zum Einholen von Informationen über den Elektrizitäts-, Gas und Dampfverbrauch an mehreren Stellen des Firmengeländes. Die zuständigen Energie-Manager können so Energieverbrauchs-Trends in Berichten dokumentieren, die dann an die Abteilungen des Werks weitergeleitet werden. Dadurch können wichtige Energieverbrauchs-Aspekte identifiziert werden. „Die Investitionen in die RS Energymetrix Software erwiesen sich als absolut sinnvoll, um unseren Energieverbrauch zu erfassen und unsere Einsparungen zu verfolgen“, erklärt Feustel.

Rekuperation von jährlich 556.000 Kilowattstunden

Wie geplant erzeugt das Qualitätszentrum von Briggs & Stratton Elektrizität im Umfang von jährlich 556.000 Kilowattstunden, womit 48 Haushalte versorgt werden können. Die gewonnene Elektrizität wird in das interne Netz des Werks eingespeist, woraus sich das Unternehmen eine jährliche Kostenersparnis von 50.000 US-Dollar erhofft. Die allein durch die zwölf Teststände erzeugte Energie reduziert den Treibhausgasausstoß um 442 Tonnen jährlich. Das Qualitätszentrum des Unternehmens wurde infolge des Projekts branchenweit für seine Nachhaltigkeit ausgezeichnet. So erhielt das Unternehmen unter anderem den Environmental Innovation Award des Verbandes Wisconsin Manufacturers and Commerce sowie einen finanziellen Zuschuss durch das Förderungsprogramm ‚Focus on Energy Programms‘ des Staates Wisconsin. Matuszak misst dabei auch den Datenerfassungs- und Steuerungsfunktionen hohe Bedeutung bei.

„Die Amortisation durch die Energie-Rückgewinnung war für das Projekt entscheidend, aber auch die automatisierten Datenerfassungs- und Steuerungsfunktionen bieten wichtige Vorteile. Durch die verbesserte Prüfgenauigkeit konnten wir die Datenerfassung gegenüber den traditionellen Methoden rationalisieren. Wir erkennen jetzt sofort, wenn ein Motor nicht korrekt arbeitet oder ein Test falsch konfiguriert wurde. Produktivität und Effizienz profitieren ebenfalls von dem neuen System, da sich die Techniker vermehrt anderen Aufgaben widmen können.“ Briggs & Stratton weitet die Nutzung der Software weiter aus: Das Unternehmen installierte im Werk Milwaukee ein Dutzend Power-Monitor-Einheiten, die ihre Daten an das Energiemanagement-System übergeben. Schon bald sollen fünf Monitor-Einheiten im Werk Murray, Kentucky, folgen.

Später sollen die zehn weiteren Fertigungsstätten auf der ganzen Welt entsprechend ausgerüstet werden. „Mit dem webbasierten System können wir unseren Energieverbrauch und unsere Ausgaben im gesamten Unternehmen verfolgen“, schildert Feustel. „Die Erweiterung dieses globalen Dashboards von Rockwell Automation ist denkbar unkompliziert und macht es uns einfacher, unsere Nachhaltigkeit weiter zu steigern.“


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