IIoT-Applikation für optimal ausgesteuertes Wärmemanagement in der Produktion
Projektüberblick zusammengefasst
Projekt Entstehungsdatum
05/2021
Projektdauer
N/A
Branche
General Industrie, Lebensmittelindustrie
Technologie-Einsatz
Automation, IIoT, SPS-Programmierung, Anlagenmodernisierung
Die Anforderungen
Für das Echtzeit-Monitoring der Produktionsprozesse sollten die Maschinen vernetzt und ein passgenaues, jedoch skalierbares IIoT aufgebaut werden. Dieses Portal sollte die Maschinendaten aufbereiten, um den Energiekonsum ihrer Maschinen in Echtzeit transparent widerzuspiegeln. Daraus wollte das Horn-Management Energieeinsparpotenziale in Ruhephasen sowie beim Hochfahren der Fertigung erschließen. Untersucht wurde:
- Wo die optimale Temperatur der zentralen Heizanlage in kurzen - Ruhephasen liegt, also nachts oder am Wochenende.
- Ab wann es sich lohnt, Aggregate in den Standby-Modus zu schicken oder sogar auszuschalten.
- Inwieweit sich die besonders teuren Lastspitzen kappen lassen, wenn Aggregate bei Produktionsstart gestaffelt hochfahren.
- Wie welche Vorgehensweise Geräteverschleiß und CO²-Fußabdruck beeinflusst.
Die Lösung
Heute steuert und überwacht das Unternehmen Horn die Soll- und Ist-Werte für die Vor- und Rücklauftemperatur seiner Maschinen über sein IIoT-Portal.
Temperatur und Energieeinsatz präzise steuern
Der für das Wärmemanagement hinterlegte Kalender steuert die aktiven Produktionszeiten des Wärmeträgers und damit seine Ruhezeiten an Wochenenden, Feiertagen und in den Betriebsferien. Auf Basis echter Prozessdaten war die optimale Standby-Temperatur für kurze Betriebspausen bald ermittelt, so dass das zentrale Heizsystem heute bei Betriebsstart exakt die benötigte Wärmeenergie liefert. Schnell sind die Maschinen auf Betriebstemperatur, ohne auch nur annähernd so viel Energie zu ziehen wie beim Kaltstart. So gelang es Horn seine Wärmeverluste außerhalb der Betriebsphasen um bis zu 60% zu senken.
Temperatur-Monitoring und Alarm-Management
Abweichungen außerhalb der vorgegebenen Temperaturtoleranzen werden mittels E-Mail gemeldet, und zwar je nach Problemtyp an die jeweiligen Experten. Bei geringer Abweichung wird der Schichtleiter informiert, bei höheren Abweichungen technisches Fachpersonal, da es sich um einen technischen Defekt handelt kann.
Berichte und Überblick
Die per Diagramme im IIoT veranschaulichten Temperaturverläufe zeigen Ungereimtheiten frühzeitig an, so dass die Instandhaltung Störungen durch geeignete Maßnahmen verhindern kann. Über Nacht erzeugt das IIoT-System aus den protokollierten Temperaturwerten automatisch einen Bericht bezogen auf den Vortag und die jeweils zurückliegende Woche. Bei Bedarf lassen sich die Werte zur weiteren Verwendung als CSV-Datei auslesen.
Nutzen für unseren Kunden: Was sind die positiven Ergebnisse?
Die Fertigung der Heizelemente erfordert einen hohen Wärmeeinsatz. In Zeiten des Klimawandels und immens hoher Energiekosten galt es beides, CO2-Fußabdruck und die Kosten, deutlich zu reduzieren. Dank einfacher Integration von Heizanlage und Maschinen in das IIoT-System, zeigten die realen Prozessdaten sehr schnell die Stellschrauben für mögliche Energieeinsparungen auf. Heute überwacht das Horn-Team sämtliche Produktionsparameter nebst Limits kontinuierlich. Dafür bietet die Web-Applikation einen orts- und zeitunabhängigen Zugriff über mobile Endgeräte.
Trotz instabiler Lieferketten durch die Pandemie, haben wir das Projekt zusammen mit unserem Bauteilehandel zeitnah umgesetzt.
Der Nutzen, den wir unseren Kunden verschafft haben
- Kleine Investition in die Steuerung der Produktionsprozesse per IIoT mit schnellem ROI
- Bis zu 60% reduzierte Wärmeverluste in Ruhephasen
- Kontinuierliches Monitoring der Soll- und Ist-Temperatur
- Meldesystem im Fall etwaiger Störungen verhindert Ausfälle
Nächste Schritte
Derzeit steht die energieintensive Druckluftversorgung der Produktionsmaschinen auf dem Prüfstand, danach die Steuerung des Gerätebetriebs.
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Walid Majid
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