- IT&Production - https://www.it-production.com -

Energieströme optimieren

Green Production

Energieströme optimieren

Obwohl jedes Energie sparen will, haben Unternehmen oft Schwierigkeiten, Einsparpotenziale zu identifizieren. Wattics bietet ein selbstlernendes Energieanalyse-System, um dieses Problem zu lösen. Es wandelt komplexe Zählerdaten in übersichtliche Informationen um und liefert den Kunden konkrete Empfehlungen. Früher fielen für die lokale intelligente Plattform, auf der die Lösung läuft, erhebliche Wartungskosten an. Deshalb hat der Anbieter seine Lösung mit wartungsfreien Box-PCs von Kontron optimiert.




Bild: Kontron AG

Angesichts ständig wachsender Energiekosten müssen Unternehmen ihren Energieverbrauch erheblich senken und Lösungen finden, um Verschwendung und ineffiziente Nutzung aufzudecken. Herkömmliche kommerzielle Lösungen liefern oft nur Übersichtstools, die ‚Big Data‘ von all den verschiedenen Messgeräten zeigen. Den Benutzern fehlen in den meisten Fällen aber Zeit und Wissen, um diese Informationen so zu verarbeiten, dass Verbesserungspotenziale ersichtlich werden. Unternehmen suchen daher nach intelligenten Lösungen, die sie auf mehr oder weniger automatische Weise bei dieser Analyseaufgabe unterstützen. Mit seinem Energieanalyse-System Sentinel bietet das irische Unternehmen Wattics eine Lösung: Basierend auf intelligenten und selbstlernenden Algorithmen, identifiziert das System automatisch Energieverschwendung sowie Möglichkeiten zur Kostenoptimierung für die Endbenutzer. Außerdem ist ein innovatives Überwachungsgateway für Cloud-Services enthalten, das autorisierten Benutzern rund um die Uhr Echtzeitinformationen liefert, auf die von überall aus zugegriffen werden kann.

Selbstlernende Software

Die Lösung arbeitet mit einer innovativen Software-Engine, die sofort nach Installation automatisch von den gesammelten Zählerablesungen zu lernen beginnt, um Energieverbrauchsmuster zu bestimmen. So überwacht die Lösung den Energieverbrauch aller angeschlossenen Messstellen, vom Hauptstromverteiler bis hin zur Geräteebene. Sie optimiert laufend ihre Kenntnisse über den Betrieb von Geräten und Netzbereichen und erkennt so Wechselbeziehungen zwischen deren Nutzungsmodellen, um die Effizienz des Verbrauchs zu bestimmen. Nach anfänglicher Lernphase beginnt das System entsprechend den Einstellungen Gebietsleiter und Betriebspersonal zu benachrichtigen. Zentrale Energieaspekte werden über Textnachrichten kommuniziert, mit detaillierten Informationen und Empfehlungen, die auf einer Vielzahl von Geräten angezeigt werden können. Die Mitteilungen und Empfehlungen sind nicht statisch, sondern werden laufend optimiert und anhand bewährter Verfahren, optimaler Verbrauchswerte, Standardkennzahlen und vergleichbarer Installationen angepasst.

Ein weiterer Vorteil ist die Kompatibilität der Lösung mit gängigen Messsystemen. Der Anbieter implementiert pro Kundenstandort ein Sentinel-Energieüberwachungsgateway der Unternehmensklasse, weitere Kommunikationshardware wird nicht benötigt. Dieses Gateway ruft die Zählerdaten über serielle oder Ethernet-Verbindungen ab und sichert die Datenkommunikation an die Cloud und das vom Anbieter gehostete System-Backend. Darüber hinaus verwaltet das Gateway die Vorabverarbeitung der gesammelten Daten, um Variationen bei den Leistungsmessungen zu analysieren. Es fungiert außerdem als lokales Backup für eine einfache Wiederherstellung bei einem Internetausfall sowie als Datenkompressor für die Reduzierung des Speicherplatzbedarfs in der Cloud. Das Gateway zur Energieüberwachung ist über das bestehende WLAN des Kunden oder einen drahtlosen 3G-Router mit dem Internet verbunden.

Kosten und Ausfallsicherheit

Das Energieüberwachungsgateway ist entscheidend für allgemeine Verfügbarkeit der Analyselösung sowie für die Kosteneffizienz der Installation in den Anlagen, Fertigungsbereichen und Gebäuden. Daher muss es hochgradig ausfallsicher sein. Bei solchen Installationen, die eine lange Lebensdauer erfordern, spielen die Wartungsanforderungen eine wichtige Rolle. Denn verteilte Lösungen heben häufig die Kosten so weit, dass diese mitunter die Investitionskosten für das gesamte Gateway-System aufwiegen oder sogar übersteigen. Selbst kleinste Ausfälle können Wartungsarbeiten erforderlich machen, die im Idealfall überhaupt nicht anfallen sollten. Wenn zum Beispiel das Gateway-Betriebssystem Probleme bereiten oder das System aus irgendeinem Grund abstürzen würde, ist mindestens ein manueller Neustart erforderlich. Außerdem müsste der Kunde eine Reihe von Überprüfungen durchführen, um den Fehler zu identifizieren und zu analysieren. Ausgehend von den Ergebnissen wäre dann vielleicht eine Inspektion vor Ort erforderlich und die Hardware müsste eventuell gewartet werden, was mit einem erhöhten Arbeitsaufwand und zusätzlichen Kosten verbunden ist. Bei einem verteilten Nutzungsmodell mit landes- oder gar weltweiten Installationen gilt es, solche Ausfälle unbedingt zu vermeiden, um einen wirtschaftlichen Betrieb sicherzustellen.

Box-PC als Plattform

Mit dem Kontron Box-PC KBox-A101 hat Wattics eine Plattform gefunden, die diese Anforderungen erfüllt. Das Gerät wird in Deutschland gefertigt und ist wartungsfrei. Dazu müssen Industrierechner ohne rotierende Bauteile gefertigt werden. Rotierende Teile nutzen sich ab, sind anfällig für Stöße und Vibrationen und müssen bei Langzeitinstallationen regelmäßig ausgetauscht werden. Wartungsfreie Systeme sind ohne Lüfter gebaut und verwenden modernste, energieeffiziente Prozessortechnologie. Anstelle von Festplatten werden schnelle Solid-State-Drives verwendet, mit denen mechanische Ausfälle ausgeschlossen sind. Ein weiterer kritischer Faktor ist das Netzteil. Bei einigen der Systeme, die Wattics zuvor installiert hatte, kam es bereits nach zweijährigem Betrieb zu Ausfällen. Netzteile, die während des gesamten Lebenszyklus verfügbar sind, bilden eine entscheidende Voraussetzung für wartungsfreie Designs. Darüber hinaus kann diese Art hochwertiger Netzteile häufig auch mehrere Millisekunden andauernde Stromausfälle kompensieren. So kann ein Neustart des Systems vermieden werden. Wartungsfreie Geräte benötigen keine herkömmlichen Knopfzellen-Batterien, um den BIOS- oder den EFI-Speicher sowie die interne Takteinrichtung kontinuierlich zu versorgen. Sie verwenden stattdessen verschleißfreie Doppelschichtkondensatoren, so genannte Gold-Caps, die nicht ausgewechselt werden müssen. Neben solchen inneren Werten sind wartungsfreie Rechner außerdem mit einem robusten und staubgeschützten Gehäuse versehen.

Dies erhöht die Ausfallsicherheit der gesamten Installation noch weiter, selbst in rauen Umgebungen, wie sie oft in Fertigungsbereichen oder anderen industriellen Anwendungen zu finden sind. Alle diese Merkmale tragen zu einer hohen mittleren störungsfreien Zeit (Mean Time Between Failure/MTBF) und somit zu einem wartungsfreien Design der Anwendung bei, vorausgesetzt dass die MTBF auf die erwartete Lebensdauer der Anwendung abgestimmt ist. Der für den Gateway eingesetzte Kontron Box-PC weist eine MTBF von 70.000 Stunden auf. Das entspricht einem ununterbrochenen Betrieb von bis zu acht Jahren oder einem Einzelschichtbetrieb von bis zu 24 Jahren. Was seine Technik anbelangt, erfordert das System in diesem Zeitraum keinerlei Wartung. „Für Wattics gaben die hohe MTBF in Kombination mit dem vernünftigen Preis und der langfristigen Verfügbarkeit der Box-PCs von mindestens fünf Jahren den Ausschlag für unsere Entscheidung für Industrierechner von Kontron. Außerdem passt die globale Verfügbarkeit der Technologien und Services perfekt zu unserer langfristigen Strategie. Wir sind überzeugt, mit dem System eine wirklich zukunftssichere Lösung gefunden zu haben“, sagt Anthony Schoofs, CTO bei Wattics.