Energiemanagement (ISO 50001): Einführung beim energiein ... / 2.2 Datenübertragung

Messintervalle sinnvoll wählen

Für die Übertragung und Verarbeitung der Messsignale spielt die zeitliche Auflösung eine entscheidende Rolle. Während in der Energieversorgung Viertelstundenmittelwerte üblich sind, können diese Intervalle für die Steuerung von Produktionsprozessen und die Ermittlung von Schwachstellen deutlich zu lang sein. Um beispielsweise die Rasselsteiner Produktionsprozesse energetisch zu verstehen, sind – in Abhängigkeit von den Zykluszeiten der Produktionsprozesse – Messintervalle im Minuten- und teilweise sogar im Sekundenbereich erforderlich. Leistungsmessungen im Minutenraster erlauben z. B. Aussagen zu energiesparenden Fahrweisen von Produktionsbereichen und -anlagen. Die Messung im Sekundenraster dient u. a. der Bestimmung des Zyklusbedarfs der Fertigungsanlagen und kann für energetische Vergleiche von alternativen Anlagenkomponenten oder Materialien herangezogen werden (s. Abb. 5).

Abb. 5: Datenkopplung bei der Energieerfassung<

Für die Übertragung der Messdaten an die Monitoring-Software stehen unterschiedliche Lösungsmöglichkeiten zur Auswahl. Eine unternehmensweite, einheitliche Lösung für die Übertragung der Messdaten ist dann sinnvoll, wenn noch keinerlei Infrastruktur vorhanden ist und diese komplett neu aufgebaut werden muss.

I. d. R. sind bereits geeignete Netzwerke und Datenkanäle verfügbar, so dass diese aus Kostengründen auch genutzt werden sollten. Bei ThyssenKrupp Rasselstein wurde aufgrund der unterschiedlichen Gegebenheiten an den einzelnen Anlagen jede Hauptanlage getrennt betrachtet und unter Berücksichtigung der vorhandenen Infrastruktur die jeweils beste Lösung von insgesamt 3 ermittelten geeigneten Varianten umgesetzt.

• Variante 1: Datenübertragung via FLS-System (Fertigungsleitsystem):

  Die erste der 3 Varianten nutzt die bereits bestehenden Infrastrukturen. Messwerte werden nach wie vor mithilfe der bereits installierten Zähler (soweit diese elektrisch eingelesen werden können) über die Anlagen-SPS (Speicherprogrammierbare Steuerung) in das Anlagenleitsystem eingespeist. Die Zähler übertragen in Form eines Puls- oder mA-Signals i. d. R. einen Momentanverbrauch. Dieser kann jedoch stellenweise durch die Anlagen-SPS zu einem Gesamtverbrauch aufaddiert werden. Fehlende Zähler können nachgerüstet und auf dieselbe Art und Weise eingebunden werden.

• Variante 2: Datenübertragung via M-BUS:

  Der M-Bus ("Meter Binary Unit System") ist ein europäisch genormter Zweidrahtbus (DIN EN 1434-3) für Verbrauchsmessgeräte bzw. Energiezähler. "M" (engl. "meter") steht für Messgerät/Zähler. Es handelt sich hierbei um einen speziell auf die Übertragung von Zählerständen spezialisierten Bus. Für die Datenübertragung ist keine bestimmte Netzwerktopologie (Verbindungsstruktur eines Computernetzwerkes) erforderlich. Durch Strommodulation und eine eindeutige Adressierung wird höchste Übertragungssicherheit gewährleistet.

• Variante 3: Datenübertragung via OPC-Schnittstelle:

  OPC ("OLE for Process Control" – OLE steht hierbei für "Object Linking and Embedding", engl. Objekt-Verknüpfung und -Einbettung) ist eine standardisierte Softwareschnittstelle und zum einheitlichen Datenaustausch zwischen Anwendungen unterschiedlicher Hersteller geeignet. Hierfür stellt ein OPC-Server die benötigen Daten der Feldgeräte (Zähler, Sensoren, Regler und Steuerungen, usw.) bereit. An jeder Anlage wird hierfür ein eigener OPC-Server installiert (falls nicht bereits vorhanden). Ein OPC-Client kann die bereitgestellten Daten über das Firmennetzwerk via TCP/IP abrufen und weiterverarbeiten bzw. der Monitoringsoftware bereitstellen. Diese Variante ist im Vergleich zur Variante 2 stellenweise mit weniger Aufwand verbunden (keine Umsetzer, IP-Koppler, kein Verdrahtungsaufwand). Etwas höher als in Variante 2 ist jedoch der Programmieraufwand, da die notwendigen Daten dem OPC-Server durch den Anlagentechniker bereitgestellt werden müssen.