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Powerline

Erfassen über das Stromnetz

Der deutsch-niederländische Mittelständler Eleq setzte am Standort Kerpen zwar auf eine umfassende Verbindung in der Produktion, die Integration eines Energiemanagement-Systems nach dem Energiedienstleistungsgesetz machte aber eine völlig neue Infrastruktur notwendig. Ein Projekt, das mit einer Powerline-Installation gelöst wurde.



Bild: Devolo AG

Die vernetzte Produktion ist seit Jahren Realität. Schon allein die Automatisierung der verschiedenen Arbeitsabläufe erfordert eine umfassende Kommunikation zur Steuerung der beteiligten Anlagen. Unter dem Begriff Industrie 4.0 sammelt sich nun eine ‚intelligente‘ Vernetzung von Applikationen in verschiedenen Bereichen. Das Unternehmen Eleq vertraute schon auf vernetzte Produktion, als es sich sich plötzlich mit der Umsetzung der europäischen Energieeffizienzrichtlinie 2012/27/EU in Form des deutschen Energiedienstleistungsgesetzes EDL-G konfrontiert sah. Ein verordneter Energie-Audit sollte klären, ob das Unternehmen am Standort Kerpen die benötigten Ressourcen auch effizient einsetzt.

Um auditkonform 90 Prozent des Energieverbrauches zu erfassen, lag es auf der Hand, den Verbrauch in Produktionsstätten dauerhaft zu überwachen. Doch eine dauerhafte Überwachung mithilfe eines Energiemanagement-Controllersystems erforderte eine neue Vernetzung innerhalb des rund 3.000 Quadratmeter umfassenden Produktionsgebäudes. Vieles sprach für eine kabelgebundene Übertragung, doch eine konventionelle Netzwerkverkabelung hätte eine massive Investition bedeutet. Der Dienstleister Managee brachte eine Powerline-Installation ins Spiel. Durch die Verbindung einer Powerline-Lösung mit dem selbst entwickelten Energiemanagement-Controller ME 180 entsteht ein skalierbares Mess-System, das ein umfassendes Management der verschiedenen Energieströme erlaubt. Für die Powerline-Hardware wurde die Devolo AG kontaktiert.

Das Unternehmen bietet mit seinem Geschäftsbereich Business Solutions schlüsselfertige Lösungskonzepte für den industriellen Einsatz. Dafür kann Powerline die gebäudeinterne Stromverkabelung nutzen, darüber hinaus ist auch eine Datenkommunikation über Coax-Netze und selbst über simple Zweidrahtleitungen möglich. So lässt sich an nahezu jedem Ort der Installation ein Kabel finden, das sich für die Datenübertragung eignet – denn das Signal beeinträchtigt nicht den originären Nutzen einer Leitung.

600 Meter Reichweite

Mit Reichweiten bis zu 600 Metern bringen die professionellen Powerline-Adapter zudem das nötige Rüstzeug mit, um auch großflächige Produktionsanlagen zu vernetzen. Gleichzeitig werden die Daten durch einen 128-Bit-Algorithmus verschlüsselt übertragen, sodass der Sensibilität der Informationen gesetzeskonform Rechnung getragen wird. Powerline kann sowohl als Punkt-zu-Punkt-Verbindung als auch für den Aufbau eines kompletten Netzwerks genutzt werden. Genauso wurde die Installation für insgesamt zehn Unterverteilungen geplant. Die Technologie hält für die Vernetzungsaufgaben im M2M-Umfeld eine ganze Produktpalette bereit.

Bei Eleq entschied man sich für eine Verbindung über die gebäudeinterne Stromleitung: Dabei spielt Powerline nicht nur den Vorteil aus, dass in der Regel die Verkabelung bis zur Maschine schon vorhanden ist, sondern auch weil es sich durch die Bauform als Gerät zur Tragschienenmontage – sowohl in vorhandener Steuerungstechnik, als auch in die Elektroinstallation, einfügt. Die Anschlusstechnik über Schraubklemmen an robuste Elektroleitungen ist in vielen Bereichen der Fertigung einer eher filigranen und empfindlichen Ethernet-Verkabelung überlegen. Darüber hinaus gibt es die bei Ethernet übliche Limitierung auf 100 Metern Segmentlänge bei der Powerline nicht, was in ausgedehnten Produktionsanlagen durchaus ein deutlicher Vorteil sein kann.

Die besondere Herausforderung lag im Falle der Installation der Energiemanagement-Controller in der Stromversorgung der Produktionsmaschinen: Diese wurde über ein an der Decke befindliches Stromschienensystem realisiert. Daher wurden bei der Installation die einzelnen Stränge energetisch separat erfasst. Hierzu wurden in die Stromabgangskästen des Schienensystems Klappstromwandler, Managee ME180 Controller sowie der Devolo Powerline-Adapter verbaut. Der Controller ist eine speziell entwickelte Hardwarelösung für eine wirtschaftliche Implementierung von Energiemanagement-Systemen.

Mit einem Gerät bis zu 18 Verbraucher erfassen

Mit einem Gerät lassen sich bereits 18 einphasige beziehungsweise sechs dreiphasige Verbraucher gleichzeitig erfassen. Die gesammelten Daten werden via Powerline-Verbindung an eine zentrale Datenbank übergeben. Eine rasche Installation war dadurch möglich, dass die so genannten ‚Abgangskästen‘ bereits komplett vormontiert wurden und so vor Ort lediglich ein Tausch nötig war. Die Installation der Energiemanagement-Controller in Kerpen ist bereits in Betrieb, so dass auch schon Praxiserfahrungen und -berichte vorliegen.

Die gesamte Anlage läuft seit der Installation störungsfrei. Das Unternehmen erfüllt nun die Vorschriften des Energie-Audits nach DIN EN16247 und arbeitet besonders energieeffizient durch vollständige Verbrauchstransparenz. Durch die Installation konnte das Unternehmen zudem bereits Energiekosten einsparen.

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