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Den Energiefluss überwachen

Verbrauchsmonitoring

Den Energiefluss überwachen

Aufgrund der Fertigungsverfahren sind die Energiekosten bei dem Pulverbeschichter Akzo Nobel Powder Coatings hoch. Mit Soft- und Hardware zur Messung des Energieverbrauchs und dem entsprechenden Problembewusstsein gelang es dem Unternehmen jedoch, die Ausgaben in einem Jahr um 186.000 Euro zu senken.



Bild: Rockwell Automation GmbH

Akzo Nobel Powder Coatings ist ein weltweit tätiges Unternehmen mit über 4.000 Mitarbeitern auf fünf Kontinenten. Das Unternehmen produziert mit seinen Pulverbeschichtungen eine lösungsmittelfreie Alternative zu Farbanstrichen. Pulverbeschichtungen eignen sich für eine Vielzahl verschiedener Produkte im Konsumgüter- und Industriebereich, von weißer Ware über Büromöbel bis hin zu Leichtmetallfelgen und Aluminiumfenstern. Das Unternehmen mit Hauptsitz im niederländischen Sassenheim besitzt 29 Fertigungsstätten, die eine globale Marketingstrategie verfolgen, die dennoch auf die einzelnen regionalen Märkte abgestimmt ist.

Bewusstsein für Verbräuche

Neben seiner Arbeit an Produktinnovationen fokussiert das Unternehmen stets die Verbesserung der eigenen Fähigkeiten und das Umweltbewusstsein der Organisation. Eine erst kürzlich durchgeführte Kampagne des Innovation Centre in Felling hatte das Ziel, das Bewusstsein für das Thema Energie zu schärfen. Vor diesem Hintergrund kam es zur Kontaktaufnahme mit den Global Solutions and Power & Energy Management-Teams (PEMS) von Rockwell Automation. Dabei sollte ein bereits angestoßenes Projekt zur Überwachung des Energieverbrauchs diskutiert werden, welches zu erheblichen Energieeinsparungen im Betriebsablauf geführt hatte.

Die Herausforderung

Steve Wilburn, Process Engineer bei dem Hersteller von Pulverbeschichtungen, sagt: „50 Prozent des Energieverbrauchs am Standort Felling gehen auf gemeinsam genutzte Funktionen wie Drucklufterzeugung, Wasserkühlung und Absaugung zurück. Wenn alle diese Systeme in Betrieb sind, verzeichnen wir oft über den Großteil des Tages hinweg Spitzenlastbedingungen.“ Als größte Energieverbraucher erwiesen sich mittelgroße Motoren, die lange laufen, einige davon gelegentlich mit maximaler Leistung. Die für gemeinsam benötigte Funktionen verwendeten Motoren liefen häufig sogar im Dauerbetrieb, selbst wenn die betreffende Funktion gar nicht benötigt wurde. Am Standort hätten sich zwei Ein-Megawatt-Transformatoren befunden, die mit 100 Prozent ihrer Kapazität arbeiteten. Genau diese Transformatoren hätten Anlass für die erste Untersuchung des Energieverbrauchs dieses Werks gegeben, so Wilburn.

Zunächst rudimentär

„Wir starteten 2008 in Felling ein erstes rudimentäres Programm zur Energieüberwachung und installierten in der einen Hälfte der Fabrik die Lösung ‚Factory Talk Energy Metrix‘.“ Problematisch sei dabei gewesen, dass die erfassten Daten nicht wirklich analysiert wurden. Hinzu kam, dass das Unternehmen ungefähr zum gleichen Zeitpunkt von der Vorrats- auf die Auftragsfertigung gewechselt habe, was den Energieverbrauch senkte, sodass die Dringlichkeit nicht mehr gegeben war. „Wir setzten anschließend ‚Factory Talk Vantage Point‘ zur Visualisierung der Daten ein und arbeiteten mit einem Team von Rockwell Automation unter der Leitung von Gerard O’Connell, dem PEMS-Leiter des Unternehmens in der EMEA-Region.“

Gesinnungswandel über Nacht

„Nahezu über Nacht änderte sich daraufhin unsere Einstellung gegenüber dem Verbrauch und der Energieverschwendung an unserem Standort“, sagt Steve Wilburn. Durch die verbesserte Visualisierung des Energieverbrauchs starteten er und sein Team ein neues, größeres Projekt mit Unterstützung des Engineering-Teams des Lösungsanbieters. Ziel dabei war es, Echtzeitinformation über den Verbrauch der wichtigsten Anlagen zu erhalten und daraufhin den Energieverbrauch senken zu können.

Verbrauchsdaten erfassen

Die Lösung, die ausgearbeitet und umgesetzt wurde, besteht aus Hard- und Softwarekomponenten. Diese sind in die grafische Oberfläche von ‚Vantage Point‘ eingespeist. Eine zentralisierte ‚Energymetrixsuite‘ dient zum Sammeln der Informationen, die je nach Größe beziehungsweise Standort der Anlage entweder von Power Monitor 1000-Einheiten oder programmierbaren Automatisierungssteuerungen des Typs Allen Bradley Compact Logix bereitgestellt werden. Das Beschichtungsunternehmen kann somit den Wasser-, Luft-, Gas-, Elektrizitäts- und Dampfverbrauch bei laufendem Fabrikbetrieb messen und auswerten. So lassen sich aussagefähigere Informationen über den Energieverbrauch einholen.

Bild: Rockwell Automation GmbH

Die Maßnahmen

Anschließend werden die Energiekosten durch verschiedene Maßnahmen gesenkt:

„Die Mehrzahl der Anlagen im Werk Felling wird jetzt durch Systeme des Lösungsanbieters überwacht“, sagt Wilburn. „Außerdem nutzen wir nun Ethernet, denn selbst die kleineren Applikationen wie der Power Monitor 1000 bieten Ethernet-Funktionalität. Wir arbeiten inzwischen nicht nur in unseren britischen Werken, sondern auch an unseren deutschen und französischen Standorten mit Ethernet.“ Durch die Nutzung von Ethernet als Kommunikations-Backbone hat der Beschichter die Möglichkeit, den Applikations- und Datenfluss noch weiter in das ‚Connected Enterprise‘ hinein auszudehnen. Somit kann das Unternehmen eine breite Palette zusätzlicher Funktionen nutzen. Dies schließt die Erfassung von Echtzeit-Performance-Daten, historischer Daten für Performance-Erhebungen und Instandhaltungspläne sowie die Vernetzung zwischen Produktionsebene und Unternehmenssystem ein. Dies hilft, die Anlagen noch präziser gemeinsam mit anderen Einrichtungen am Standort zu steuern.

Standardisiertes Ethernet

Die Verwendung von standardisiertem Ethernet in Form von Ethernet/IP geht mit geringem Verbindungsaufwand einher. Außerdem stehen komplette Sicherheitslösungen für die Anwenderkontrolle und zum Unterbinden unbefugter Zugriffe zur Verfügung. Die Einführung der Lösung habe für spürbare Veränderungen gesorgt, so Wilburn. „Die Software erleichtert es, Daten in Echtzeit zu visualisieren und zu extrahieren um anschließend zeitnah Berichte zu generieren oder Aktionen auszulösen.“ Ein Beispiel hierfür sei das Druckluftsystem. Hier könne der Verbrauch in Echtzeit analysiert werden, um sofort zu entscheiden oder zu handeln. Inzwischen suchen die Mitarbeiter bereits nach weiteren Daten, die aufgezeichnet und an die Lösung übergeben werden können.

Energiekosten gesenkt

„Nach der Installation der Energieüberwachungslösung konnten wir unsere monatlichen Elektrizitätskosten um etwa 15.300 Euro senken. Unseren Berechnungen zufolge erwirtschafteten wir im ersten Jahr Einsparungen in Höhe von insgesamt 186.000 Euro“, sagt Wilburn. „Die Technik war zweifellos wichtig bei der Senkung des Energieverbrauchs.“ Es gehe aber auch darum, die richtigen Leute zu finden und O’Connells Team habe die Sache gut umgesetzt. „Wir gehen jetzt daran, die Lösung auf weitere Fabriken des Konzerns auszudehnen. Nachdem uns die Ergebnisse des ersten deutschen Werks vorliegen, geht es nun im zweiten deutschen Werk daran, einen Ethernet-Backbone einzurichten, um anschließend dieselben Fähigkeiten und Leistungen zu nutzen, die wir auch in Großbritannien erzielen konnten.“