Der Rohstoff Energie wird zunehmend teurer. Eine Kostenreduktion für Primär- und Sekundärenergieträger gewinnt also immer mehr an Bedeutung bei der Optimierung der Herstellkosten.

Energiemanagementsysteme ermöglichen den produzierenden Unternehmen vorhandene Potenziale zur Verbesserung der Energieeffizienz zu erkennen und umzusetzen. So können Schwachstellen erkannt und Energiekosten deutlich gesenkt werden.

Schritt für Schritt zum Energiemanagementsystem

Der Aufbau eines Energiemanagementsystems ist ein kontinuierlicher Prozess mit den folgenden Schritten:

• Aufbau eines durchgängigen Netzwerks zur Erfassung aller Energieverbrauchszähler
• Verbrauchsanalysen unter Anwendung verschiedenster Parameter mit Detailanalyse kritischer Apparate oder Anlagen und Spitzenlastanalysen
• einfaches Energiemanagement mit automatischem, aber nicht mit dem Prozess koordiniertem Lastabwurf
• integriertes Energiemanagement mit automatischem und technologisch koordiniertem Lastabwurf

Die ideale Lösung - Integration des Energiemanagements in das Prozessleitsystem

Durch die Integration des Energiemanagement-Tools in das Prozessleitsystem werden Erfassung, Analyse und Optimierung auf der gleichen Plattform wie die Prozesssteuerung ausgeführt. Das hat viele Vorteile:

• durchgängig und einheitliche Datenbestände
• bekannte Anlaysetools
• prozessorientierte, verbrauchsoptimierte Parametrierung aller Aggregate
• gleiche Bedienoberfläche für Prozessführung und Energiemanagement

Ausgangspunkt jeden Energiemenagements bilden die Informationen, die vom Prozessleitsystem aus dem Prozess geliefert werden. Mit der Einbindung des Energiemanagements in das Prozessleitsystem existiert eine automatische Verknüpfung mit allen online erfassten Verbrauchsdaten. Vor allem bei bestehenden Anlagen sind meist nicht alle Energiezähler an das Prozessleitsystem angebunden, sondern müssen offline erfasst werden.

Grundsätzlich sind alle Verbrauchszähler für

• Primärenergieträger (Strom, Öl, Gas, Wasser)
• Sekundärenergieträger (z. B. Heizdampf, Sterildampf, Heißwasser)

zu erfassen. Zusätzlich müssen die Verbräuche weiterer Medien wie z. B. Kältemittel oder CO2 erfasst und in den gemeinsamen Datenbestand integriert werden.

Um diese umfassende Verbrauchserfassung auch in bestehenden Anlagen zu realisieren, stellt ProLeiT ein Erfassungssystem mit modernen PDAs zur Verfügung.
Die Kennung der Offline zu erfassenden PDAs erfolgt über Barcode-Label mittels Scanner. Die manuelle Eingabe wird vor dem Speichern auf Plausibilität überprüft.

Die erfassten Verbrauchsdaten können mit der Energiemanagement-Software nach unterschiedlichen Gesichtspunkten analysiert werden:

• die Abnahme beim Versorger
• die Einspeisungen mit den höchsten Verbräuchen
• die Bereiche mit den höchsten Verbräuchen
• Detailanalyse kritischer Anlagen und Aggregate
• Spitzenlastanalyse

Anhand dieser Analysen und in Kombination mit den Planungsdaten aus den Produktionsplänen ist es möglich

• Tageseinsatzpläne mit Laufzeiten, An- und Abfahrzeitpunkten für versorgungstechnische Anlagen und Hilfsbetriebe zu erstellen
• energiekritische Aggregate oder Prozessstufen zu erkennen
• den energetischen Zustand der versorgungstechnischen Anlagen zu überprüfen

So wird langfristig eine energieoptimierte Fahrweise von Prozessen ermöglicht.

Über die Verbrauchsanalysen lassen sich Strategien zur Vermeidung wiederkehrender Lastspitzen und zur Lastreduzierung entwickeln:

• Verbraucher, die dauernd laufen, werden auf diese Notwendigkeit hin überprüft
• Verbraucher, die zeitgleich hohen Energiebedarf haben, aber nichts von einander wissen, werden miteinander in Kommunikation gebracht
• Leistungsanpassung, z. B. über teilweises Abschalten von mehrsträngigen Anlagen
• gezieltes Abschalten - und koordiniertes Wiedereinschalten - von definierten Verbrauchern

Das reine lastorientierte Abschalten, das strategisch immer so ausgelegt sein sollte, dass auf keinen Fall die Produktion gestört wird, ist dennoch ein „hartes“ Lastabwerfen. Wesentlich weicher erfolgt das Lastabwerfen beim technologieorientierten und koordinierten Abschalten.

Einfaches Energiemanagement - lastorientierte Abschaltung

In diesem Fall ist die Energiedatenerfassung kommunikationstechnisch mit den Steuerungen der Hilfsbetriebe gekoppelt. Dadurch ist ein automatisierter Lastabwurf möglich. Da der Lastabwurf nicht mit dem Prozess koordiniert ist, sind technische Probleme möglich.

Integriertes Energiemanagement - koordinierte Abschaltung

In diesem Fall ist das Energiemanagement in das Prozessleitsystem integriert. Damit ist ein automatischer und technologisch koordinierter Lastabwurf möglich. So wird das Auftreten technologischer Probleme vermieden.

Das integrierte Energiemanagement ist mit der Plant iT Softwarefamilie ideal umsetzbar, denn hier ist die komplette Anlagenstruktur mit allen Verbrauchern bis hin zu Aktoren und Sensoren parametrierbar. Für jedes Aggregat können die relevanten Parameter definiert werden, so dass prozessbedingte Notwendigkeiten bis hinein in die lastbedingten automatisierten Abschaltstrategien berücksichtigt werden können. 

Dabei erfolgt das Energiemanagement auf der gleichen Bedienoberfläche wie die Prozessführung. Hinweise an den Anlagenführer, dass Lastspitzen bald erreicht sein könnten und definierte Anlagenteile vorübergehend stillgelegt werden, erfolgen in der gleichen Darstellung wie die Informationen zum Prozess selbst.