Alle Ressourcen nutzen, um weniger zu verbrauchen dank zenon von Copa-Data

Das branchenübergreifende Know-how von Copa-Data unterstützt bei der ganzheitlichen Betrachtung der Energieströme eines Unternehmens.(Bild: AdobeStock 286447618)

Will ein Konzern den Energieverbrauch senken, muss er zunächst feststellen, wo im Unternehmen welche Mengen Energie benötigt werden. Je detaillierter die Erfassung erfolgt, desto präziser lassen sich Maßnahmen ergreifen und ihr Erfolg kontrollieren. Nur wenn Energieverbräuche zeitkontinuierlich und pro Bezugsquelle erfasst werden, können informativ hochwertige Quervergleiche gezogen und Wechselwirkungen untersucht werden. Deshalb muss der erste Schritt für Einsparungen sein, die Blackbox „Energieverbrauch“ zu öffnen. Dies ermöglicht, sich nach dem Top-down-Prinzip eine immer detailliertere Übersicht zu verschaffen, bei welchen Produktionsschritten und Verbrauchern welche Energie benötigt wird.

Den Überblick mit zenon: eine Software für Produktions- und Verbrauchsdaten.

Energieverbräuche eruieren

Um dies zu erreichen, ist es notwendig, die physische Welt digital nachzubilden und die notwendigen Informationen in dem Abbild zu hinterlegen. An diese Informationen in Form von Datenpunkten zu kommen ist nicht einfach. Am Beispiel einer Greenfield-Produktionsstätte stellt die Datenakquise meist kein Problem dar. Diese wird in der Planung häufig berücksichtigt, sei es in Form von Smart Metern oder in den neuen Anlagen selbst. Aber auch sehr viele Brownfield-Anlagen stellen die Datenpunkte theoretisch bereit. Diese werden jedoch nicht immer sinnvoll abgegriffen oder liegen beispielsweise nur analog vor. In diesem Fall – oder sollten die Daten punktuell fehlen – gibt es viele Anbieter von Messgeräten für Medien jeder Art. Diese lassen sich meist einfach integrieren und erhöhen somit die Transparenz für die Verbräuche einer Produktionsanlage.

zenon ist für zahlreiche, verschiedene Branchen und deren Optimierungen innerhalb des Produktionsprozesses einsetzbar.

zenons Stärken

Unabhängig von der Ausgangslage spielt zenon hier seine erste Stärke aus. Durch die Hardwareunabhängigkeit kann zenon sowohl in historisch gewachsenen, kürzlich nachgerüsteten als auch in neu geplanten Produktionsstätten zum Einsatz kommen. Da nahezu alle gängigen Kommunikationsprotokolle und Treiber unterstützt werden, können die vorhandenen Daten in die Softwareplattform eingespeist werden. Somit liegen die Daten nicht nur digital vor, sondern sind auch in einer zentralen Software gebündelt. Ein Vorteil, der selbst bei neuen Anlagen nicht immer berücksichtigt wird. Je weniger Systeme in einem Unternehmen zum Einsatz kommen, desto einfacher gestaltet sich die Handhabung. So müssen zum Beispiel weniger Programme und deren Schnittstellen gepflegt werden und es werden weniger Experten für die verschiedenen Anbieter benötigt.

Grafische Gestaltung toppt

Sind alle Datenpunkte erfasst, kommt eine zweite Stärke der Softwareplattform ins Spiel: Die grafische Gestaltung und die Verarbeitung sämtlicher Daten sind mit zenon auch ohne Programmierkenntnisse möglich. Verbrauchswerte können zum einen schnell in ein Dashboard integriert, aber auch weiterverarbeitet, archiviert oder zueinander ins Verhältnis gesetzt werden. Somit ist es möglich, zum Beispiel Wasser-, Strom- oder Druckluftverbräuche in Bezug zu unterschiedlichen Produktgruppen oder Prozesslinien zu setzen. Dadurch ist die Grundlage gegeben, sich ein Energiedatenmanagementsystem (EDMS) aufzubauen, das reine Messwerte so individualisiert aufbereitet, dass es einem Unternehmen leichtfällt, seine Energieflüsse zu verstehen und später zu verwalten. Dieses Verständnis über den aktuellen Stand ist die Basis, um energetisch kritische Prozesse zu identifizieren und sich dadurch geeignete Maßnahmen und Ziele für eine nachhaltigere Zukunft überlegen zu können.

Drei Kategorien

Häufig bestehen solche Maßnahmen aus drei verschiedenen Kategorien: neues Equipment für einen geringeren Verbrauch, angepasste Verfahren und Abläufe für eine bessere Effizienz oder Wechsel der Energiequelle für mehr Nachhaltigkeit und Geldersparnis. Nicht selten werden gleich mehrere Maßnahmen aus den verschiedenen Bereichen beschlossen. Das heißt, von einem EDMS wird maximale Flexibilität verlangt, um auf Veränderungen im Prozess, in der Ausstattung einer Produktionskette oder der Skalierung eines Projekts reagieren zu können. Hier kommt eine dritte Stärke von zenon zum Vorschein – ein gut durchdachtes modulares Konzept. Neben dem modularen Aufbau der Plattform selbst können auch Projekte modular gestaltet und miteinander ergänzt werden. So ist es problemlos möglich, ein EDMS-Projekt mit Informationen und Daten aus bereits bestehenden zenon-Projekten, wie beispielsweise eines Line-Managements, mit aufzubauen. Oder es können innerhalb des Projekts jederzeit weitere Komponenten eingefügt werden.

Prozesse anpassen und mehr

Viel Energie kann beispielsweise mit einem geringeren Druckluftverbrauch eingespart werden. Hierfür neu erworbene Geräte lassen sich leicht in ein bestehendes Gesamtprojekt integrieren. Die neuen Daten können in Relation zu alten Verbrauchswerten gesetzt werden und erlauben so eine schnelle Übersicht über eingesparte Energie und finanzielle Mittel. Ausgaben können in ihrer Effektivität überprüft und die Amortisierung kann nachverfolgt werden. Die gewonnenen Daten lassen sich auch nutzen, um Prozesse anzupassen oder dynamisch zu beeinflussen. Um Energie und insbesondere Geld einsparen zu können, ist es sinnvoll, Spitzenlasten zu vermeiden. Zum einen kann beispielsweise das zenon-Modul „Last-Management“ Verbraucher dynamisch zu- und abschalten, um Spitzenlasten zu mindern. Zum anderen können eine Software für Produktions- und Verbrauchsdaten mittels „zenon logic“ – eine Soft-SPS, die ein nativer Teil der Softwareplattform ist – Prozesse aufeinander abgestimmt werden, um zum Beispiel Aufheizphasen zu entzerren.

Je nach Situation ist es von Vorteil, die automatische Reinigung auf energieintensive Produktions- prozesse zeitlich aufeinander abzustimmen, um einen gleichmäßigen Energiebedarf zu gewährleisten. Ebenfalls lassen sich mit zenon Verriegelungen und Triggerpunkte implementieren, damit niemand Prozesse versehentlich in Gang setzen kann.

Das branchenübergreifende Know-how von Copa-Data hilft bei der ganzheitlichen Betrachtung der Energieströme eines Unternehmens. Mit zenon werden nicht nur relevante Standards für die Produktionmunterstützt, sondern auch jene aus der Gebäudeleittechnik (GLT) und der Energiewirtschaft und Infrastrukturbranche. Neben der Produktion können somit auch andere Verbraucher, genauso wie Energiequellen miteinbezogen werden. Denn mehr und mehr Produzenten nehmen die Energieerzeugung teilweise oder ganz in die eigene Hand.

OT und IT

Früher noch streng getrennt, verläuft die Grenze zwischen OT und IT mittlerweile fließend. Stellvertretend dafür steht zenon. Als Softwareplattform ist zenon genauso im OT-Bereich zu Hause wie im IT-Bereich und als Schnittstelle dazwischen. Die IIoT-Services von zenon helfen, Daten zu bündeln und über verschiedene Netzwerke zu verteilen, um anschließend interpretiert zu werden. So können nicht nur einzelne Bereiche oder Standorte bewertet, sondern standortübergreifend Kennzahlen ermittelt und verglichen werden. zenon kann in diesem Szenario nicht nur als OPC UA Client fungieren, sondern auch als Server. Messwerte können so standardisiert sowie projekt- und standortübergreifend transportiert werden. Reports helfen bei der Auswertung der Daten. Mittels Report Engine können gesammelte Daten nachvollziehbar und individualisiert aufbereitet werden.

Langzeitanalysen lassen sich mittels Jahresreports oder produktgruppenspezifischer Reports problemlos durchführen, was für eine Zielkontrolle unerlässlich ist. Gerade Zusammenhänge und Wechselwirkungen innerhalb der verschieden Energieflüsse lassen sich somit deutlich besser bewerten. Zusätzlich besteht die Möglichkeit, Daten an Drittsysteme oder überlagerte Programme zum Beispiel im MES- oder ERP-Bereich zu übermitteln. Gewonnene Erkenntnisse lassen sich somit in die Produktionsplanung einbinden. Livedaten können ebenfalls einen Einfluss nehmen, insbesondere auf die Detailplanung. Wie bereits erwähnt, können Umwelteinflüsse durchaus eine sinnvolle Anpassung des Produktionsplans nach sich ziehen. Der Prozess, seine Daten zu bündeln, auszuwerten, daraus Schlüsse zu ziehen und Maßnahmen zu ergreifen, ist ein agiles, iteratives Vorgehen. Es kommt dabei zu Beeinflussungen und Anpassungen entlang des Prozesses. Und wenn die ersten Meilensteine erreicht sind, ergeben sich daraus neue Möglichkeiten und Zielsetzungen.

Flexibilität

Ähnliches sieht auch der ISO-50001-Standard vor, der Anforderungen an die Entwicklung, Umsetzung und Aufrechterhaltung eines systematischen Ansatzes für den Energieverbrauch festlegt. Er gibt keine fixen Ziele, geschweige denn konkrete Kennzahlen vor, sondern setzt einen Standard für eine gute Umsetzung. Das liegt auch daran, dass jedes Unternehmen anders ist, mit ungleichen Startbedingungen und unterschiedlichem Verbesserungspotenzial. Wenn also Ziel und Start variieren, braucht es eine Softwareplattform, die sich stets anpassen kann und sich für die spezifische Aufgabenstellung konfigurieren lässt. Mit zenon ist diese Flexibilität gegeben. Die Plattform kann Unternehmen vom Beginn der Datenerhebung im OT-Bereich über die Zielsetzung und Umsetzung bis hin zur standortübergreifenden Erfolgskontrolle unterstützen. Somit kann eine Firma in ihrem direkten Einflussbereich – Scope 1 und 2 (wie im Greenhouse-Gas-Protokoll definiert) – das Projekt Energieversorgung und -verbrauch unmittelbar angehen,um für die Zukunft gut gerüstet zu sein.