Energiemonitoring

Situation

Monitoring- und Regelungsmechanismen sind zwei zentrale Bestandteile jedes Energieeffizienzprogrammes. Derzeit sind die meisten Gewerke und Maschinen im Sinne der Energieverbrauchsoptimierung ungeregelt. Antriebe werden meistens nur an- und abgeschaltet und laufen kaum in ihren optimalen Drehzahlbereichen, obwohl sie rund 60% des Energieverbrauchs ausmachen. Laut ZVEI besteht ein Energieeinsparungspotential durch Energiemonitoring und -steuerung von über 30%.

Problemstellung

Mittlerweile werden system -und herstellerabhängige Energiemonitoringkomponenten angeboten, die jedoch immer nur einen Teilbereich des Prozesses umfassen und somit kein Prozess umfassendes Energiemonitoring- und auditing ermöglichen. Die Datenmodelle der einzelnen Komponenten entsprechen dem jeweiligen Herstellerstandard und sind deshalb oftmals nicht interoperabel.

Zielsetzung

Zusammenführung aller Energie­verbrauchsdaten in ein herstellerunabhängiges Datenmodel und Speicherung der Daten in einer zentrale Datenbank auf der Prozessleitebene oder in ein separates IT-System.
Korrelation der Energiedaten mit den zeitsynchronen Prozessstati aus Steuerungen oder Gewerken, zur Identifizierung von Problempunkten im laufenden Produktions- oder Logistikprozess.
Bereitstellung der aggregierten Daten an ein übergeordnetes IT-System (ERP, BI, …) über Systemschnittstellen oder Reporting der Daten für ein eigen­ständiges Energie-Audit, erlauben eine detaillierte, zielgerichtete Analyse der Energieverbrauchssituation.

Basistechnologie

Fränz & Jaeger setzt seit 1997 die Technologie der Dezentralisierung und Verteilung von Steuerungs- und Anwendungsfunktionen durch Softwareagents (Software­dienste) durchgängig für seine Prozess­automa­ti­sierungs­projekte ein. Mittlerweile wurde dieses F&J-Konzept bei Kunden in Netzwerken von bis zu 450 Steuerungsknoten mit der Integration unterschiedlichster Gewerkearten erfolgreich und effektiv realisiert.

Wir verwenden eine spezielle Laufzeitumgebung auf den Steuerungsknoten (IPC) die es uns erlaubt alle Daten und Ergeignisse kontinuierlich zu speichern. Diese Technologie ermöglicht es uns nicht nur Gewerke zu überwachen und zu steuern, sondern auch der Energieverbrauch zu messen. Dies setzt jedoch eine entsprechende Funktionalität in den Gewerken und Schnittstellen vorraus.

EnergyDataCollector

Der F&J-EnergyDataCollector ist ein Software-Agent, der parallel zu den vorhandenen funtkionalen Modulen (Agents) auf dem Steuerungsknoten läuft (IPC) und bei vorhandenen Gewerkeschnittstellen Energieverbrauchsdaten zyklisch aufnimmt und loggt. Der Steuerungsknoten greift direkt oder über Bus-Systeme auf die speziellen Energiemonitoring-Module der jeweiligen Gewerke-Hersteller zu.
Die spezielle Herausforderung ist, das jeder Hersteller ein eigenes Datenmodel mit unterschiedlichstem Aufbau, Datentypen und Energiewerten verwendet. Deshalb sind immer individuelle, kundenspezifische Collector-Agent notwendig, die herstellerspezifischen Daten zeitaktuell in einem herstellerunabhägigen Format im Steuerungsknoten speichert.
Das F&J-Konzept beinhaltet eine Präsentationsschnittstelle, die Daten aus der Energie-Datenbank für ein externes SQL-Reportingtool, z.B. Chrystal Report oder Ähnliches bereitstellt.
Der Kunde kann auf der Basis des Reportingtools seiner Wahl, eigene individuelle Energieauditing-Reports erstellen oder diese von F&J erstellen lassen.

Export / Schnittstelle

Das F&J-Energiemonitor-Framework beinhaltet einen Agregator-Agent der Daten aus der Energielogging-Datenbank für eine kundenspezifische Weiterverarbeitung bereitstellt. Im einfachsten Falle werden die Energiedaten als CSV-Datei für eine Weiterverarbeitung zur Verfügung gestellt. Es besteht jedoch ebenfalls die Möglichkeit einer kundenspezifischen Erweiterung um eine Schnittstelle zu übergeordneten Systemen (ERP, BI, …) zu bilden.

Beratung

F&J unterstützt seine Kunden in der praktischen Suche nach möglichen Energieoptimierungspotenzialen und einer möglichen Anpassung des Prozesses und seiner Parameter zur weiteren Optimierung des Energieverbrauches.
Die Vorgehensweise beginnt mit einer Ist-Aufnahme der vorhandenen Systeminfrastruktur und vorhandener Energiemonitoring-Komponenten. Danach wird ein kundenspezifisches neutrales Datenmodell und die notwendigen Datenschnittstellen definiert.
Auf der Basis der Definitionen kann nun die zentrale Datenbank generiert und möglicherweise notwendige neue Systemschnittstellen implementiert werden.
Der letzte Schritt bildet die Definition und Umsetzung der Reporting-Funktionen oder die Übernahme in übergeordnete IT-Systeme.