IPC So lassen sich Energieströme intelligent managen

Obwohl jeder Energie sparen will, haben Unternehmen oft Schwierigkeiten, Einsparpotenziale zu identifizieren. Wattics Sentinel ist ein selbstlernendes Energieanalyse-System, das dieses Problem löst. Es wurde nun mit einem wartungsfreien Box-PC von Kontron optimiert.

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Angesichts wachsender Energiekosten müssen Unternehmen ihren Energieverbrauch erheblich senken und Lösungen finden, um die Verschwendung und ineffiziente Nutzung von Energie aufzudecken. Herkömmliche kommerzielle Lösungen liefern häufig nur Übersichtstools, die „Big Data“ von all den verschiedenen Messgeräten zeigen, darunter Verbrauchsmesser, Gebäudemanagementsysteme sowie Strom-, Gas- und Wasserzähler. Leider fehlen den Benutzern in den meisten Fällen die Zeit und/oder das Wissen, um all diese Informationen so zu verarbeiten, dass Verbesserungspotenziale ersichtlich werden. Deshalb müssen intelligente Lösungen her, die automatisch diese Aufgabe unterstützen. Genau das verspricht das irische Unternehmen Wattics mit seinem Energieanalyse-System Sentinel: Basierend auf selbstlernenden Algorithmen identifiziert es automatisch Energieverschwendung sowie Möglichkeiten zur Kostenoptimierung für die Endbenutzer. Außerdem ist ein Überwachungsgateway für Cloud-Services enthalten, das autorisierten Benutzern rund um die Uhr Echtzeitinformationen liefert, auf die von überall aus zugegriffen werden kann.

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Selbstlernende Software-Lösung

Die Lösung arbeitet mit einer Software-Engine, die sofort nach Installation automatisch von den gesammelten Zählerablesungen zu lernen beginnt, um so Energieverbrauchsmuster zu bestimmen. Auf diese Weise überwacht sie den Energieverbrauch aller angeschlossenen Messstellen, vom Hauptstromverteiler bis hin zur Geräteebene. Sie optimiert laufend ihre Kenntnisse über den Betrieb von Geräten und Netzbereichen und erkennt so Wechselbeziehungen zwischen deren Nutzungsmodellen, so dass sie die Effizienz des Energieverbrauchs bestimmen kann. Nach anfänglicher Lernphase beginnt das System entsprechend den Einstellungen Gebietsleiter und Betriebspersonal zu benachrichtigen. Zentrale Energieaspekte werden über klare Textnachrichten kommuniziert, mit detaillierten und leicht verständlichen Informationen und Empfehlungen, die sich auf Geräten wie Smartphones, Tablets oder PCs anzeigen lassen.

Mit jeder bestehenden Infrastruktur kompatibel

Die in diesen Mitteilungen enthaltenen Informationen sind nicht datenzentriert, sondern auf Alarme und Aktivitäten ausgerichtet, mit Empfehlungen an die Benutzer, die vorgeschlagenen Maßnahmen umzusetzen. Letztlich führt dies zu höheren Energieeinsparungen, die auf effizientere Weise erzielt werden. Die generierten Mitteilungen und Empfehlungen sind nicht statisch, sondern werden laufend verbessert und anhand bewährter Verfahren, optimaler Verbrauchswerte, Standardkennzahlen und vergleichbarer Installationen angepasst.

Weiterer Vorteil von Sentinel ist ihre Kompatibilität mit jedem gängigen Messsystem, von der Standort- bis zur Geräteebene. Somit eine zukunftssichere Investition, und dank der Interoperabilität können die Kunden unabhängig von Messsystemanbietern bleiben. Hinzu kommt: für ein solches Analysesystem muss vor Ort lediglich in ein einziges Überwachungsgateway investiert werden. Weitere Kommunikationshardware ist nicht nötig.

Das zentrale Gateway zur Energieüberwachung

Dieses Gateway ruft die Zählerdaten über serielle und/oder Ethernet-Verbindungen ab und sichert die Datenkommunikation an die Cloud und das von Wattics gehostete System-Backend. Darüber hinaus verwaltet es die Vorabverarbeitung der gesammelten Daten, um Variationen bei den Leistungsmessungen zu analysieren. Es fungiert außerdem als lokales Backup für eine einfache Wiederherstellung bei einem Internetausfall sowie als Datenkompressor für die Reduzierung des Speicherplatzbedarfs in der Cloud. Verbunden ist das Gerät über das bestehende WLAN des Kunden oder einen drahtlosen 3G-Router.

Handhabung von Kosten und Ausfallsicherheit

Das Gateway ist entscheidend für die allgemeine Verfügbarkeit der Energieanalyselösung sowie für die kosteneffiziente Installation in den Anlagen, Fertigungsbereichen und Gebäuden. Daher muss es hochgradig ausfallsicher sein. Bei Installationen, die eine lange Lebensdauer erfordern, wie bei den Wattics-Lösungen, spielen die Wartungsanforderungen eine besonders wichtige Rolle. Denn verteilte Lösungen treiben häufig die Kosten so weit in die Höhe, dass diese mitunter die Investitionen für das gesamte Gateway-System aufwiegen oder sogar übersteigen.

Selbst kleinste Ausfälle schlagen zu Buche. Wenn zum Beispiel das Gateway-Betriebssystem Probleme bereiten würde oder das System aus irgendeinem Grund abstürzte, wäre mindestens ein manueller Neustart erforderlich. Außerdem müsste der Kunde eine Reihe von Überprüfungen durchführen, um den Fehler zu identifizieren und zu analysieren. Ausgehend von den Ergebnissen wäre dann vielleicht eine Inspektion vor Ort erforderlich und die Hardware müsste eventuell gewartet werden, was mit einem erhöhten Arbeitsaufwand und zusätzlichen Kosten verbunden wäre. Bei einem verteilten Nutzungsmodell mit landes- oder gar weltweiten Installationen gilt es, solche Ausfälle unbedingt zu vermeiden, um einen wirtschaftlichen Betrieb sowie zufriedene Kunden zu gewährleisten.

Mit dem Kontron Box-PC KBox-A101 hat Wattics eine Plattform gefunden, die diese Anforderungen erfüllt. Er bietet in Deutschland gefertigte wartungsfreie Qualität, so dass Wattics nun seine Wartungskosten senken und seinen Kunden eine langlebige Lösung bieten kann.

Wartungsfreie Systemdesigns

Um Wartungsfreiheit zu erreichen, müssen Industrierechner ohne rotierende Bauteile gefertigt werden. Denn diese nutzen sich ab, sind anfällig für Stöße und Vibrationen und müssen bei Langzeitinstallationen regelmäßig ausgetauscht werden. Wartungsfreie Systeme sind ohne Lüfter gebaut und verwenden modernste energieeffiziente Prozessortechnologie. Anstelle von HDDs werden schnelle Solid-State-Drives, mit denen mechanische Ausfälle ausgeschlossen sind, verwendet.

Ein weiterer kritischer Faktor ist das Netzteil. Einige der zuvor installierten fielen bei Wattics bereits nach zweijährigem Betrieb aus. Hochwertige Netzteile, die haltbar und während des gesamten Lebenszyklus verfügbar sind, bilden eine entscheidende Voraussetzung für wartungsfreie Designs. Darüber hinaus können diese häufig auch mehrere Millisekunden andauernde Stromausfälle kompensieren. So ist ein Neustart vermeidbar, was wiederum die Systemverfügbarkeit verbessert.

Wartungsfreie Systeme benötigen keine herkömmlichen Knopfzellen-Batterien, um den BIOS- oder den EFI-Speicher sowie die interne Takteinrichtung kontinuierlich zu versorgen, die dann alle zwei oder drei Jahre ausgetauscht werden müssen. Sie verwenden stattdessen verschleißfreie Doppelschicht-Kondensatoren – so genannte Gold-Caps –, die nicht ausgewechselt werden müssen und somit wartungsfrei sind.

Neben diesen „inneren Werten“ sind wartungsfreie Systeme außerdem mit einem robusten und staubgeschützten Gehäuse versehen. Dies erhöht die Ausfallsicherheit der gesamten Installation noch weiter, selbst in rauen industriellen Umgebungen.

Alle diese Merkmale tragen zu einer hohen mittleren störungsfreien Zeit (Mean Time Between Failure, MTBF) und somit zu einem wartungsfreien Design der Anwendung bei – vorausgesetzt dass die MTBF auf die erwartete Lebensdauer der Anwendung abgestimmt ist. Der für den Wattics Sentinel-Gateway eingesetzte Kontron Box-PC weist eine MTBF von 158.000 Stunden auf. Das entspricht einem ununterbrochenen Betrieb von bis zu acht Jahren oder einem Einzelschichtbetrieb von bis zu 24 Jahren – wartungsfrei.

„Für Wattics gaben die hohe MTBF in Kombination mit dem vernünftigen Preis und der langfristigen Verfügbarkeit der Box-PCs von mindestens fünf Jahren den Ausschlag für unsere Entscheidung für einen Industrierechner aus der wartungsfreien Serie von Kontron. Außerdem passt die globale Verfügbarkeit der Technologien und Services perfekt zu unserer langfristigen Strategie. Wir sind überzeugt, mit dem Kontron-System eine wirklich zukunftssichere Lösung gefunden zu haben“, freut sich Anthony Schoofs, CTO bei Wattics.

* Sandra Korsinek, Marketing Manager bei Kontron

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