Energiemessgeräte So lässt sich der Energieverbrauch transparent vor Ort oder aus der Ferne überwachen

Autor / Redakteur: Samuel Krein* / Dipl. -Ing. Ines Stotz

In energieintensiven Fertigungsstätten und bei steigenden Energiepreisen wird die kontinuierliche Energiedaten-Erfassung sämtlicher elektrischer Anlagenparameter immer wichtiger. Denn sie sorgt für die notwendige Transparenz des jeweiligen Verbrauchs. Diese ist wiederum Grundlage für eine energieeffizientere Gestaltung der Herstellungsverfahren.

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Die angestrebte Energiewende wird nicht nur in der Politik viel diskutiert. Auch in Unternehmen mit eigenen Fertigungsstätten wird das Thema immer bedeutender.
Die angestrebte Energiewende wird nicht nur in der Politik viel diskutiert. Auch in Unternehmen mit eigenen Fertigungsstätten wird das Thema immer bedeutender.
(Bild: Phoenix Contact)

Zur Auswertung von Energieflüssen und Aufdeckung möglicher Einsparpotentiale müssen die relevanten Daten erfasst, aufgezeichnet und analysiert werden. Die Aufnahme der elektrischen Kenngrößen von Maschinen- und Anlagenparametern ist also Basis für ein erfolgreiches Energiemanagement. Sie erfordert die Implementierung geeigneter Energiemessgeräte, die alle Messwerte an übergeordnete Systeme weiterleiten oder mit integrierten Software-Lösungen über den Webbrowser darstellen können.

Modularität erlaubt die Umsetzung unterschiedlicher Netzwerkstrukturen

Für die Energiedaten-Erfassung bietet Phoenix Contact eine komplette Produktfamilie an. Die Energiemessgeräte EMpro erfassen und überwachen sämtliche elektrischen Kenngrößen der Maschine oder Anlage. Das Portfolio ist dabei modular aufgebaut, sodass sich über steckbare Kommunikationsmodule unterschiedliche Netzwerkstrukturen und Bussysteme umsetzen lassen. Auf diese Weise stehen die aufgenommenen Messwerte nicht nur direkt am Geräte-Display zur Verfügung, sondern können über die Kommunikationsnetze auch durch eine Steuerung oder per Fernzugriff abgefragt respektive ausgelesen werden.

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Je nach Geräteausführung sind verschiedene Funktionsmodule aufsteckbar, um neue oder geänderte Applikationsanforderungen zu erfüllen. Alle elektrischen Parameter wie Ströme, Spannungen, Leistungen und Leistungsfaktoren werden gemessen sowie der Energieverbrauch gezählt.

Die Produktfamilie EMpro besteht derzeit aus drei Gerätetypen:

Beim EEM-MA250 handelt es sich um ein kompaktes Energiemessgerät, das im Schaltschrank der Maschine oder Anlage direkt auf der Hutschiene montiert wird. Über die integrierte RS485-Schnittstelle (Modbus RTU) lassen sich sämtliche Messwerte aus den Registern durch eine Steuerung – beispielsweise aus der Familie der Inline Controller – auslesen und weiterverarbeiten.

In der Version EEM-MA200 ist das Energiemessgerät auch ohne Kommunikationsschnittstelle erhältlich. Die Messwerte werden dann nur auf dem Geräte-Display angezeigt. Über den Digitaleingang kann der Anwender einen Tag- und Nachttarifzähler aktivieren, der die Energiewerte entsprechend der Konfiguration mit Hilfe des jeweiligen Energiezählers erfasst. Der eingebaute Impulsausgang dient der Konfiguration eines Impulses nach Wertigkeit und Dauer. Außerdem lassen sich Schwellwerte als Alarmsignale ausgeben. Die maximale direkte Messspannung beträgt 500 V AC. Das EEM-MA250 nimmt die gesamte harmonische Verzerrung bis zur 51. Harmonischen Oberschwingung auf.

Funktionsmodule erweitern den Leistungsumfang

Das EEM-MA400 eignet sich als Universal-Energiemessgerät für den Fronttafel-Einbau oder die Integration in die Schaltschranktür. Wie die bereits beschriebenen Geräte erfasst es alle elektrischen Kenngrößen und kann durch ein RS485-Kommunikationsmodul (Modbus RTU) erweitert werden. Die maximale direkte Messspannung beläuft sich ebenfalls auf 500 V AC. Auch die gesamten harmonischen Verzerrungen werden bis zur 51. Harmonischen Oberschwingung aufgenommen.

Als drittes und hochwertigstes Energiemessgerät rundet das EEM-MA600 die Produktfamilie ab. Das High-End-Messgerät erlaubt den direkten Anschluss von bis zu 700 V AC ohne Spannungswandler. Die Oberschwingungen werden hier bis zur 63. Harmonischen Oberschwingung erfasst.

Es lässt sich durch verschiedene Funktionsmodule ausbauen:

Dazu zählt das digitale Erweiterungsmodul EEM-2DIO-MA600, das je zwei digitale Ein- und Ausgänge umfasst. Bis zu drei dieser Module können aneinandergereiht werden, sodass sechs zusätzliche Ein- und Ausgänge vorhanden sind. Während sich die Eingänge als Impulszähler für andere Medien anbieten, kann der Anwender die Ausgänge als Schwellwertparameter mit entsprechendem Alarm als Öffner oder Schließer konfigurieren.

Über das analoge Erweiterungsmodul EEM-2AO-MA600 werden die elektrischen Kenngrößen in Form der Normsignale 0 bis 20 mA oder 4 bis 20 mA ausgegeben. Insgesamt lassen sich zwei der Module kombinieren, also vier Analogausgänge schaffen.

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