Energieversorgung

Andreas Mühlbauer,

Elektrische Energieverteilung im IoT

Vernetzte Fertigungsanlagen arbeiten automatisiert zusammen, erfassen Daten und überwachen Systeme. Möglich wird dies auch mithilfe von Systemen der elektrischen Energieverteilung, die sich nahtlos in digitale Umgebungen integrieren.

Mithilfe von Produkten und Systemen der elektrischen Energieverteilung lassen sich die betriebliche Energieeffizienz und Anlagenverfügbarkeit erhöhen, Betriebsabläufe und Wartung optimieren und der gesamte Wertschöpfungsprozess im Schaltschrank- und Anlagenbau vereinfachen. © Siemens

Energieeffizienz und Anlagenverfügbarkeit lassen sich damit erhöhen, Betriebsabläufe und Wartung optimieren sowie der Wertschöpfungsprozess im Schaltschrank- und Anlagenbau vereinfachen.

Wie das gesamte Energiesystem verändert sich auch die elektrische Energieverteilung, unter anderem beeinflusst durch veränderte Lastverhältnisse, eine wachsende Zahl an elektrischen Aufnehmern und insbesondere die zunehmende Vernetzung und Automatisierung in Industrieumgebungen, Gebäuden und Infrastruktur. Hinzu kommen strengere Normen und erhöhte Anforderungen an das betriebliche Energiemanagement. Die Folgen: Planung und Betrieb der elektrischen Energieverteilung werden komplexer und die technischen Anforderungen an die zugrundeliegenden Produkte und Systeme steigen – vor allem im Hinblick auf deren Flexibilität, Kommunikations- und Integrationsfähigkeit.

Um dynamische, vernetzte Produktionsumgebungen adäquat zu unterstützen, ist ein reibungsloses Zusammenspiel von Hard- und Software mit einem systematischen Datenmanagement notwendig. Dies beginnt bereits während der elektrotechnischen Planung, weit vor dem eigentlichen Bau eines industriellen Schaltschranks. Auf Basis digitaler Zwillinge lässt sich im Rahmen eines automatisierten, effizienten Schaltschrank-Engineerings das Zusammenspiel von Elektrifizierungs- und Automatisierungskomponenten simulieren und virtuell testen. Das trägt dazu bei, Fehler in der realen Welt von Anfang an zu vermeiden.

Anzeige

Ausfallsichere Stromversorgung

Über MindConnect-Komponenten lassen sich alle erfassten Energiedaten auch in MindSphere, dem Cloud-basierten IoT-Betriebssystem von Siemens, bereitstellen und stehen so für spezifische Auswertungen zur Verfügung. © Siemens

Wo alles miteinander verknüpft ist, wird die Verfügbarkeit von Anlagen und Komponenten wichtiger denn je. Fällt ein einziges Element im Fertigungsprozess aus, kann unter ungünstigen Umständen das gesamte System Schaden nehmen, und die gesamte Produktion steht still. Die elektrische Energieverteilung in automatisierten Umgebungen muss deshalb maximale Sicherheit mit größtmöglicher Flexibilität vereinen.

Wie leistungsfähige Schutzkomponenten die erforderliche Sicherheit und Flexibilität in digitalen Fabriken gewährleisten können, zeigen die Kompaktleistungsschalter 3VA. Sie schützen Leitungen, Geräte und industrielle Anlagen vor elektrisch verursachten Schäden und Ausfällen, indem sie den Strom bei Störungen wie Kurzschluss oder Überlast sicher abschalten. Daneben übernehmen sie immer mehr andere betriebsrelevante Aufgaben, zum Beispiel die Erfassung von Energie- oder Zustandsdaten. Sie schaffen somit die im Zeitalter von Industrie 4.0 besonders wichtige Transparenz über alle Bedarfswerte sowie kritische Anlagenzustände und legen die Basis für effiziente und verlässliche Produktionsprozesse.

Einbindung in die industrielle Automatisierung

Die technische Basis für die Einbindung der elektrischen Energieverteilung in automatisierte Umgebungen erfolgt über kommunikationsfähige Komponenten, wie die Kompaktleistungsschalter 3VA und Messgeräte 7KM PAC aus dem Sentron-Portfolio von Siemens. Die Kompaktleistungsschalter und Messgeräte sind direkt im TIA-Portal verfügbar. Die Elektrifizierung wird dadurch integraler Bestandteil der Automatisierungslösung.

Die technische Basis für die Einbindung der elektrischen Energieverteilung in automatisierte Umgebungen erfolgt über kommunikationsfähige Komponenten, wie zum Beispiel die Messgeräte 7KM PAC aus dem Sentron-Portfolio von Siemens. © Siemens

Standardisierte Schnittstellen sorgen für ein effizientes Zusammenspiel aller Komponenten im industriellen Kommunikationsnetz. Alle Daten für Kompaktleistungsschalter und Messgeräte stehen in der zentralen Engineering-Umgebung zur Verfügung. So lassen sich die Geräte direkt über das TIA-Portal parametrieren und in Betrieb nehmen. Das ermöglicht ein Engineering mit nur einem Tool und die intuitive Projektierung der Energieverteilung. Auch die Zustandsüberwachung und das Sammeln von Energie- und Diagnosedaten sind komfortabel möglich.

Die erfassten Daten zu Strom, Spannung und Energie lassen sich für detaillierte Auswertungen und ein systematisches Management von Prozessen in der Fertigungsautomatisierung nutzen. Störungen in der Anlage werden frühzeitig identifiziert, Ausfälle präventiv vermieden und der Betrieb insgesamt energieeffizienter gestaltet. Mithilfe der Energiedaten lassen sich unter anderem der Anlagenzustand und die Netzqualität beurteilen sowie Energieaufnahme und Auslastung optimieren. Als Basis für Energieeffizienzmaßnahmen wird beispielsweise die Energieaufnahme pro Tag, Schicht, Linie oder Produktionseinheit ermittelt. So gibt beispielsweise die Auswertung des Energiebedarfs in der Produktionszeit im Vergleich zur Nicht-Produktionszeit erste Hinweise auf Einsparpotenziale. Vergleiche mit anderen Anlagen, für Verfahren oder Prozesse, in einer Fabrik oder über alle Standorte hinweg führen zur Aufdeckung weiterer Potenziale. Die präzise, reproduzierbar und zuverlässig ermittelten Messwerte bilden die Grundlage für ein systematisches Energie- und Anlagenmonitoring. Dies eröffnet enorme Einsparpotenziale für Unternehmen und ist die Grundlage für ein nachhaltiges betriebliches Energiemanagement.

Datenmanagement in der Cloud

Die Systemschränke Sivacon 8MF kommen im Maschinen und Anlagenbau, in Leit- und Steuertechnik, Windkraft, Photovoltaik und vielen weiteren Branchen zum Einsatz. © Siemens

Über MindConnect-Komponenten schließlich lassen sich alle erfassten Energiedaten auch in MindSphere, dem Cloud-basierten IoT-Betriebssystem von Siemens, bereitstellen und stehen so für spezifische Auswertungen zur Verfügung. Die daraus folgenden Handlungsempfehlungen können Fertigungsanlagen fortlaufend – beispielsweise hinsichtlich ihres Energiebedarfs oder ihrer Verfügbarkeit – optimieren. Für eine vorausschauende Wartung ist es zudem möglich, potenzielle Probleme in einem sehr frühen Stadium zu erkennen, sodass die richtigen Entscheidungen zum richtigen Zeitpunkt getroffen werden können. Unternehmen können so die Produktivität und Effizienz ihres gesamten Betriebs erhöhen. Sie profitieren von geringeren Ausfallzeiten, einer erhöhten Produktion, effektiveren Nutzung ihrer Anlagen und einer insgesamt höheren Wettbewerbsfähigkeit.

Automatisierte, vernetzte Produktionsanlagen stellen neue Anforderungen an die elektrische Energieversorgung. Intelligente Komponenten wie kommunikationsfähige Kompaktleistungsschalter und Messgeräte passen sich diesen Anforderungen an. Sie schaffen Transparenz, gewährleisten eine optimale Anlagenverfügbarkeit und minimieren nicht zuletzt den Engineering-Aufwand. Damit leisten sie einen wesentlichen Beitrag zur sicheren, effizienten Umsetzung digitaler Industrie-4.0-Anwendungen.

Jochen Ziegner, Produktmanager für Energiemonitoring- und Cloud-Lösungen bei Siemens Energy Management

Anzeige

Das könnte Sie auch interessieren

Anzeige
Anzeige

So einfach kann Automation sein

Die item item linear motion units® bieten Lineareinheit, Motor, Getriebe und Steuerung plus Software für Konfiguration & Inbetriebnahme. Jetzt im Factsheet informieren!

mehr...

Dezentrale Verteilerbox

Mehr Leistung im Feld

EtherCAT-Box-I/O-Module in IP 67 nutzen für die Stromversorgung typischerweise M8-Steckverbinder, die sich allerdings laut Steckverbinder-Norm nur für maximal 4 A Strom eignen. Eine weitere Einschränkung betrifft die Leitungen: Die M8-Steckverbinder...

mehr...
Anzeige

Systemlösungen

Mit Sinn und Verstand

sorgt Rittal für effiziente Lösungen bei der Energieverteilung, Automatisierung, Gebäudeinstallation und IT-Infrastruktur und bietet mit seinem intelligenten Infrastruktur-Baukastensystem alles aus einer Hand.

mehr...
Anzeige

Energieverteilsysteme

Eine besondere Rolle

für das Gebäudemanagement spielt die Energieverteilung, und hier speziell die Ausfall- und Bediensicherheit. Das Unternehmen Eaton Elek bietet mit seinem typgeprüften Energieverteilersystem Elatis ein bis 8000 A einsetzbares Baukastensystem für...

mehr...