Energiemesstechnik Mit mobilem Messkoffer den Potenzialen auf der Spur

Autor / Redakteur: Lukas Dökel / Sariana Kunze

Ob zustandsorientierte Wartung oder Energiemanagementsystem nach ISO 50001: Transparente Daten bilden die Grundlage für jegliche Optimierung. Bevor Automatisierungstechnik gleich fest im Schaltschrank installiert wird, lohnt sich eine Potentialanalyse. In mobilen Messkoffern zur Potentialanalyse und zur anschließenden festen Installation im Schaltschrank setzt Ledvance auf das Wago-I/O-System 750.

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Messkomponenten, Steuerungstechnik, Visualisierungseinheit: In dem handgepäckgroßen Messkoffer ist alles untergebracht, was zur Erfassung unterschiedlichster Daten benötigt wird – von Energiewerten bis hin zu Medienverbräuchen.
Messkomponenten, Steuerungstechnik, Visualisierungseinheit: In dem handgepäckgroßen Messkoffer ist alles untergebracht, was zur Erfassung unterschiedlichster Daten benötigt wird – von Energiewerten bis hin zu Medienverbräuchen.
(Bild: Wago)

Wenn Andreas Heyde und Frank Blase auf Dienstreise gehen, dann kommt es beim Security-Check schon mal zu längeren Diskussionen. Denn: Neben Reisetasche und Trolley geben die beiden meistens ein weiteres Gepäckstück auf – und zwar eines, mit dem das Sicherheitspersonal hinter dem Röntgen-Scanner nichts anfangen kann. Heyde, 50, waschechter Berliner, und Blase, 43, gebürtiger Siegerländer, merkt man die Begeisterung an, wenn sie von ihrem mobilen Messkoffer sprechen, den sie vor rund drei Jahren für Osram zu entwickeln begannen. Der Projektkoordinator und der Messtechnikexperte engagierten sich zusammengenommen über vier Dekaden für den Lichthersteller am Standort Berlin.

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„Energy Efficiency“-Initiative deckt Energieverbräuche auf

Gemeinsam mit ihren Kollegen aus der Abteilung Equipment Engineering arbeiteten sie daran, Osram technisch wie ökonomisch voranzutreiben. Dazu entwickelten und realisierten sie neue Anlagen, gaben Support für Produktion und Prozesse und hielten alles zusammen, was irgendwie mit Projekt- und Risikomanagement zu tun hatte. Der mobile Messkoffer ist ein Resultat dieser Arbeit, entstanden aus der „Energy Efficiency“-Initiative, die Osram 2012 ins Leben gerufen hatte. Im Geschäftsjahr 14/15 wurden mehr als 21 GWh Strom und 10 GWh Gas eingespart – so viel, wie eine deutsche Kleinstadt im Jahr verbraucht. Die steigenden Energiekosten und die 2011 veröffentlichte ISO 50001 waren ausschlaggebend dafür gewesen, das Engagement in diesem Bereich zu verstärken.

Damit war Osram seiner Zeit ein gutes Stück voraus: Die europäische Energieeffizienz-Richtlinie 2012/27/EU schrieb für deutsche Großunternehmen nämlich erst ab Dezember 2015 regelmäßige Energieaudits oder ein Energiemanagementsystem vor. Das Ziel war ein gemeinsamer Rahmen zur Förderung der Energieeffizienz in der Europäischen Union. Osram erfüllte die gesetzlichen Vorgaben der ISO 50001 bereits ein Jahr früher. „Der mobile Messkoffer hatte wesentlich Beitrag an diesem Erfolg“, erklärt Projektkoordinator Heyde. Mit der rechtlichen Verselbstständigung des Osram-Geschäftsbereichs Lamps unter dem neuen Namen Ledvance ging das Projekt mit dem Messkoffer dann als „new business“ in das neue Unternehmen über. „Dank der gestiegenen Flexibilität in dem jetzt kleineren Unternehmen können wir noch besser daran arbeiten, den Koffer als erste Wahl zu positionieren, wenn es darum geht, Energieeinsparpotentiale erstmals zu identifizieren.“

Mobiler Messkoffer baut Hemmschwellen ab

Hinter dem handgepäckgroßen Hardcase verbirgt sich ein cleveres Zusammenspiel aus Messkomponenten, Steuerungstechnik und Visualisierungseinheit. „Auf 53 x 35 x 22 cm haben wir all das untergebracht, was zur Erfassung unterschiedlichster Daten benötigt wird – modular aufgebaut und nach dem Plug-and-play-Prinzip direkt einsetzbar“, sagt Diplomingenieur Frank Blase. Auf diese Weise gewinnt der Anwender eben nicht nur Einblicke in die Energieverbräuche, sondern erhält zudem detaillierte Angaben zu allen gewünschten Medienverbräuchen einer Anlage oder Fertigungslinie – zum Beispiel Druckluft, Schwingungen, Temperatur sowie weitere digitale und analoge Werte.

Das Konzept hinter dem Koffer: Licht ins Dunkel bringen und erste Einsparpotentiale aufdecken. Durch den Einsatz leicht nachzurüstender Technik wie Klappstromwandler und Rogowskispulen verläuft die Installation – ebenso wie der Rückbau – zügig und weitestgehend ohne Unterbrechung der Produktion. Eingriffe in die Maschinensteuerung oder Elektrik sind in der Regel nicht notwendig. Erst dann, wenn die neugewonnenen Daten für eine Verbesserung der Energieeffizienz oder des Prozessablaufs sprechen, wird die Automatisierungstechnik schließlich fest in einen Schaltschrank installiert. Andreas Heyde sieht noch einen weiteren Vorteil: „Mit dem kurzzeitigen Einsatz des Koffers und dem erbrachten Nachweis, dass es sich lohnt, an einer Produktionsanlage oder in der Werktechnik aktiv zu werden, sinkt bei den Verantwortlichen die Hemmschwelle, überhaupt etwas zu unternehmen.“

Optimierung einmal um den Erdball

Diese Mission hat ihn und Frank Blase schon einmal um den Erdball geführt, nach China, Russland, Amerika. Um sich das Ergebnis einer erfolgreichen Optimierung anzuschauen, muss man allerdings nicht allzu weit reisen. In den Produktionshallen an der Nonnendammallee in Berlin stehen die Zeichen auf Energieeinsparung und Wartungsoptimierung. Mithilfe des Messkoffers konnte beispielsweise das Potential für die Effizienzsteigerung eines sehr energielastigen Fertigungsschritts ermittelt werden: In der Vergangenheit diente eine einfache Infotafel mit farbigen Magneten als einzige Orientierung für die Produktionssteuerung einer Gruppe aus 25 Temperöfen. Die Visualisierung der Lastgänge brachte zweierlei Erkenntnisse – einerseits wurden die zur Verfügung stehenden Kapazitäten nur unzureichend genutzt, andererseits konnten Ausfälle und notwendige Wartungen aufgrund eines fehlenden Bedienpults (HMI) nicht oder erst zu spät erkannt werden.

Im Anschluss an die erste Analyse mit dem Messkoffer wurde der Wago-Controller PFC200 zur Steuerung der Energiemessmodule fest installiert. „Wir haben einfach das Layout der Ofengruppe in der Webvisu der Steuerung abgebildet und alle Zustände der Anlagen eins-zu-eins von der Infotafel übernommen. Die Codesys-Plattform hat sich hier bestens in das Gesamtkonzept eingefügt“, erläutert Frank Blase. Mit einem einfachen Script werden nun auch alle Energieverbräuche an das konzernweite Energiemanagementsystem deZem gesendet. „Weil unsere Anlagen jetzt – ganz im Sinne von Industrie 4.0 – jederzeit aktuelle Informationen an den Instandhalter senden, können Wartungsarbeiten zeiteffizient im Tagesgeschäft durchgeführt werden. Dadurch werden kostspielige Ausfälle auf ein Minimum reduziert“, fasst Andreas Heyde zusammen.

Wago-I/O-System als zentrale Sammelstelle

Die Spezialisten nutzen das Wago-I/O-System 750 als zentrale Daten-Sammelstelle. Die mehr als 500 zur Verfügung stehenden I/O-Module gewährleisten hierbei, dass nahezu jedes Signal erfasst werden kann – je nach vorherrschender Anforderung. Immer mit an Bord: Die 3-Phasen-Leistungsmessklemme, mit der alle relevanten Messgrößen eines dreiphasigen Versorgungsnetzes erfasst und direkt in der Klemme verarbeitet werden – darunter die Blind-, Schein und Wirkleistung, der Energieverbrauch und Leistungsfaktor. „Das, was wir bei Wago standardmäßig dazubekommen, verkaufen uns andere Hersteller als besonderes Feature – mit entsprechender Rechnung natürlich“, fasst Frank Blase zusammen.

Zur Visualisierung der ausgelesenen Werte greift der Anwender zum integrierten Tablet, auf dem unter anderem die WebVisu-App installiert ist. Mit ihr lassen sich alle eingesetzten Wago-Komponenten unkompliziert überblicken und konfigurieren. Als sinnvolle Ergänzung hierzu wurde ein eigenes Wago-Plugin für die Messdatenerfassungs-Software IPEmotion entwickelt. Aus dieser Anwendung heraus ist es – bei Bedarf – wiederum möglich, die Informationen an die Energiecontrolling- und Energiemanagement-Software deZem zu übergeben. Mit der Kombination aus Web-Visualisierung, IPEmotion und deZem stehen leistungsstarke Software-Tools zur Auswertung und Weiterverarbeitung der eingesammelten Daten bereit.

Derzeit befinden sich drei Messkoffer am Standort Berlin, andere wurden bereits weltweit ausgeliefert. „An Flughäfen sind wir es übrigens gewohnt zu erklären, was es mit den ganzen Kabeln und technischen Komponenten auf sich hat. Bei unseren Kunden ist das mittlerweile gar nicht mehr nötig: Einerseits hat sich herumgesprochen, wie effektiv der Koffer ist. Andererseits haben wir auf dem integrierten Tablet eine umfassende E-Learning-Plattform hinterlegt, mit der viele Fragen und Grundlagen vorab geklärt werden“, erzählt Andreas Heyde stolz: „Verbesserungspotential finden wir zwar in den Produktionen, mit unserem Messkoffer sind wir allerdings derzeit mehr als zufrieden.“

* *Lukas Dökel, Global Key Account-Manager, Wago

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