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ePaper created 2013-01-09, 10:54:37 | version 1.24.0
10 | AUSGABE 1 · DEZEMBER 2012 Teilprojekte Bisher sind detaillierte Kenntnisse des Res- sourcenbedarfs einer Karosseriebaulinie in ihren unterschiedlichen Betriebszuständen nicht verfügbar. Ebenso berücksichtigen Planungswerkzeuge und Anlagensteuerung gegenwärtig den Ressourcenbedarf nicht ausreichend. n Detaillierte Erfassung des Ressourceneinsatzes In diesem Teilprojekt wurde der Energie- und Ressourceneinsatz einer Produktions- anlage der Volkswagen AG erstmals detail- liert erfasst. Phoenix Contact und Siemens haben gemeinsam mit der Volkswagen AG und dem Fraunhofer IWU ein skalierba- res Konzept zur Energie-, Ressourcen- und Prozessdatenerfassung zum Aufbau einer detaillierten Datenbasis entwickelt und entsprechend den geltenden Betriebsvor- schriften installiert. Damit war es erstmals möglich, die Energieverteilung in einer ak- tiven Produktionsanlage umfassend und detailliert zu analysieren. Zusätzlich zu den elektrischen sind auch die energieäquivalenten Kenngrößen für Druck- luftversorgung und thermische Verbraucher gemessen worden. Zur Datenerfassung wurden die jeweiligen Messmittel Volumen- strom-undDruckaufnehmerfürdieDruckluft, Massenstrommesser und Temperaturaufneh- mer für das Kühlwasser sowie elektrische Energiezähler über entsprechende Sensor- Schnittstellen an Messboxen angeschlossen. Alle 10 ms werden die Daten der mehr als 420 Messpunkte aufgenommen, mit einem Zeitstempel versehen und via Ethernet di- rekt in eine Datenbank geschrieben. Parallel dazu wurden die elektrischen Kenngrößen der zentralen elektrischen Einspeisepunk- te und größten elektrischen Verbraucher mittels dedizierter Messgeräte mit einer geringeren zeitlichen Auflösung erfasst, in einem Energiedatenmanagement-System verarbeitet und mit dem synchronen Zeit- stempel archiviert. Diese Messdaten wurden über eine XML-Schnittstelle in die zentrale Messdatenbank überführt. Die Anwendung anspruchsvoller Analysemethoden auf die feingranular erfassten Daten ermöglichte die Identifikation wiederkehrender Zyklen und detaillierte Aussagen über den Energie- und Ressourceneinsatz aller am Prozess beteilig- ten Komponenten. Mittels Simulations- und Planungswerkzeugen konnten Potentiale während der Betriebszustände PRODUK- TION und PRODUKTIONSFREI identifiziert und bewertet werden. n Konfigurierbares Energiema- nagement-System Die Analysen der Messdaten ermöglichten die Beschreibung eines allgemeingültigen Zustandsmodells für Anlagen und Kompo- nenten als Voraussetzung zur Entwicklung des Energiemanagement-Systems. Die Be- schreibung des Zustandsmodells wurde zwischen allen Partnern abgestimmt. Im Zustand BETRIEBSBEREIT ist eine Anlage, wenn sie sich im Stand-by-Modus befindet. Alle Prozessgeräte sind auf das energe- tisch günstigste Niveau abgesenkt und der Wiederanlauf der Produktion ist in kurzer, definierter Zeit möglich. Der Zustand AUS ist dadurch definiert, dass die Versorgung der Anlage durch Leistungsschalter und Sperr- ventile vom Versorgungsnetz getrennt ist und somit keine Energie benötigt. Aus dem Zustand AUS kann die Anlage geplant auto- matisch wieder in den Zustand BETRIEBS- BEREIT versetzt werden. Phoenix Contact und Siemens entwickel- ten mit Unterstützung der Volkswagen AG und dem Fraunhofer IWU das Konzept des Energie-Controllers, dem Kern des konfigu- rierbaren Energiemanagement-Systems. Der Energie-Controller erhält über eine stan- dardisierte Schnittstelle von einem überla- gerten Leitsystem Informationen über ge- plante Produktionszeiten und -pausen. Der Energie-Controller ermittelt in Abhängigkeit der Länge der geplanten Pause (produkti- onsfreie Zeit) die optimale Schaltstrategie und schaltet die Anlagenkomponenten in der produktionsfreien Zeit in die energe- tisch günstigsten Zustände BETRIEBSBE- REIT oder AUS. Mit der Implementierung des Zustandsmodells in die Regelung der Schaltschrankkühlung durch Rittal wurde es auch in diesem Handlungsfeld möglich, den Energieeinsatz zu optimieren. Das Ge- samtkonzept integriert darüber hinaus alle relevanten Infrastrukturen der Medienver- sorgung und der Halle. Durch diese umfas- sende Betrachtung ist eine Senkung des Energieeinsatzes um bis zu 15 % erreichbar. n Ressourceneffiziente Produktionsanlagen Energiemanagement im Karosseriebau Bildquelle: KUKA Systems GmbH