Hier haben wir eine Zusammenstellung dessen, was industrielles Energiemanagement ist, wie wir mit Messgeräten umgehen sollten und welche Geräte wir bei der Gestaltung eines solchen Systems berücksichtigen können.

Was ist ein industrielles Energiemanagementsystem?

Ein Energiemanagementsystem (EMS) überwacht, steuert und optimiert die Energieeffizienz in einer Anlage. Das bedeutet, dass es die Erzeugung, die Übertragung und den Energieverbrauch misst. Es sollte auch helfen, Probleme wie Überverbrauch und Lecks in der gesamten Anlage zu diagnostizieren.

Elemente des industriellen Energiemanagements

Was brauchen wir, um ein Produkt zu schaffen? Wir brauchen Arbeitskräfte, Rohstoffe und Energie. In vielen Branchen können wir eine oder mehrere der Energien verwenden, die sich im Akronym WAGES verbergen.

  • Water (Water)
  • Air (Luft)
  • Gas (Gas)
  • Electricity (Elektrizität)
  • Steam (Dampf)

Um ein Produkt effizient herzustellen, benötigen wir daher ein industrielles Energiemanagementsystem. Dieses System wird die Prozesse überwachen und Daten über Energieverbrauch und Leistung einer Anlage liefern, um bei kritischen Entscheidungen zu helfen.

Entwicklung eines industriellen Energiemanagementsystems

Es gibt eine Reihe von Möglichkeiten, ein Energiemanagementsystem zu entwerfen und zu nutzen. Um einen effizienten Einsatz zu gewährleisten, müssen wir über drei Schlüsselfaktoren nachdenken:

  • Korrekte Installation: Wir müssen unser Gerät(en) so einstellen, dass Daten an den richtigen Stellen des Prozesses gesammelt werden.
  • Genauigkeit: Genauigkeit bedeutet, dass unser Gerät die richtigen Daten messen und sammeln muss.
  • KPI-Monitoring: Die Wahl des richtigen KPI und die genaue Überwachung anhand einer KPI-Plattform kann entscheidend für die Anlageneffizienz sein.

Alle Feldinformationen werden über ein GatewayFelddatenmanager oder speicherprogrammierbare Steuerung geliefert. So kann man die Informationen in ein System oder eine KPI-Plattform integrieren, um alle diese Daten zu analysieren. Dann ist es leicht, bessere Entscheidungen zu treffen und den Energieverbrauch Ihres Betriebes zu verbessern. Dies bringt uns zu den Standards für diesen Verbrauch, die ISO 50001.

Die ISO 50001

Die Internationale Organisation für Standardisierung hat eine Reihe von Normen für die Gesamtenergieeffizienz, die ISO 50001, geschaffen. Wenn wir in einem der 163 Mitgliedsländer leben, dann müssen wir die ISO 50001 kennen und befolgen.

Die ISO hat die 50001 geschaffen, um die Reduzierung des Energieverbrauchs und der Treibhausgasemissionen zu unterstützen. Im Wesentlichen hilft sie Unternehmen, industrielle Energiemanagementsysteme umzusetzen.

Die Instrumentierung industrieller Energiemanagementsysteme

Für industrielle Energiemanagementsysteme benötigen wir genaue Geräte, um den Verbrauch zu überwachen. Zum Glück können wir Produkte aus verschiedenen Unternehmen kombinieren, die die besten Optionen in verschiedenen Bereichen anbieten. Alle Daten aus dem Feld werden durch das Energiemanagementsystem fließen, um die Erkenntnisse zu liefern, die notwendig sind, um den Energieverbrauch und die Kosten in den Anlagen zu reduzieren.

Wassermessung

Wasser kann in einer Vielzahl von Orten in einem Prozess auftauchen. Zum Beispiel könnten wir den Verbrauch von Wasser selbst oder seine Verwendung in einem Kühlsystem haben. Daher benötigen wir für jede Anwendung unterschiedliche Lösungen und verschiedene Leistungsindikatoren (KPIs).

Dazu können wir die folgenden KPIs betrachten:

  • Effizienz des Kühlsystems
  • Leckagen des Systems
  • Spezifischer Energieverbrauch

Magnetisch-induktiver Durchflussmesser

Für einfache Durchflussmessung können wir einem magnetischen Durchflussmesser einsetzen. Es bietet gute Genauigkeit, Wiederholbarkeit und Benutzerfreundlichkeit in dieser Anwendung. Wir müssen jedoch sicherstellen, dass wir auf die vorgeschlagenen Fehlermargen achten, wenn wir die Geräte überprüfen.

Endress+Hauser
Picomag Smartes magnetisch-induktives Durchflussmessgerät mit drahtlosem Fernzugriff
in the shop from 494 €
DMA15/20/25/50

Für Kondensat können wir keinen magnetisch-induktiven Durchflussmesser verwenden, da der Flüssigkeit die benötigte elektrische Leitfähigkeit fehlt. Stattdessen können wir einen Ultraschall-Durchflussmesser oder einen Wirbel-Durchflussmesser ausprobieren.

Hier sollten wir jedoch sichergehen, dass wir außschließlich Kondensat im Prozess haben. Wir haben Mischungen von Dampf und Flüssigkeit gesehen, die Probleme in der Durchflussmessung verursacht haben. 

Mehrpunkt-Temperaturtransmitter

Um ein Kühlsystem zu überwachen, müssen wir die Temperatur während des gesamten Prozesses messen. Je nach Entfernung zwischen den Punkten kann ein Multipoint-Transmitter die Kosten dieser Überwachung verringern.

GF Piping Systems
Ultraflow U1000 Kompaktes Clamp-On Ultraschalldurchflussmessgerät
in the shop from 2142 €
U1000

Luft-Messung (verdichtet)

Hier sollten wir uns auf die Analyse von Angebot und Nachfrage konzentrieren und folgen den üblichen KPIs:

  • Verdichtereffizienz
  • Systemausgleich und Leckage
  • Spezifischer Energieverbrauch

Wärmeflußmesser

Die meisten Druckluftanwendungen haben eine geringe Geschwindigkeit, daher sollten wir einen thermischen Durchflussmesser versuchen. Er bietet eine gute Genauigkeit von niedrigen bis hohen Durchflussraten. Wir können auch einen eintauchbaren thermischer Durchflussmesser verwenden, um die Installation zu vereinfachen.

Endress+Hauser
Proline t-mass B 150 Thermischer Massendurchflussmesser zur kostengünstigen Messung und problemlosen Überwachung von Gebrauchsgasen
in the shop from 1426 €
t-mass B 150

Drucktransmitter

Im gesamten System müssen wir den Druck auf Lecks oder hohen Verbrauch überwachen. Wir brauchen nicht viel Genauigkeit, nur ein Minimum, um die Lösung auf hohem Niveau zu halten. Wir müssen auch den Luftfilter instandhalten, was sehr einfach ist. Wenn wir ein Problem mit dem Filter haben, dann machen wir ihn entweder sauber oder ersetzen ihn.

Elektrische Sender

Es ist wirklich wichtig, die Kompressorleistung zu überwachen, wir können einen elektrischen Sender in Betracht ziehen. Er kann die Spannung, Strom und Leistungsbewertung von Kompressoren auf dem Feld überprüfen.

Gasmessung

Ein gutes Beispiel hierfür ist eine Heizanwendung, in der wir den Verbrauch von Brenngas überwachen müssen. Wir müssen eventuell auch den Wasserverbrauch oder die Temperatur messen.

Dazu können wir diese KPIs betrachten:

  • Systemeffizienz
  • Spezifischer Energieverbrauch

Wärmeflußmesser

Der thermische Durchflussmesser bietet die größten Kostenvorteile, mit guter Genauigkeit und einfacher Montage. Wir können einen Coriolis-Durchflussmesser betrachten, aber der Preisunterschied macht es zu einer teuren Wahl.

Wir können einen thermischen Durchflussmesser in verschiedenen Gasarten oder sogar ein Mischgas anwenden. Wir müssen nur die Lieferantenliste der vom Zähler unterstützten Gase überprüfen und den Anteil jedes Gases in unserer Zusammensetzung festlegen.

Mehrpunkt-Temperaturtransmitter

In einer Heizanwendung müssen wir die Effizienz während des gesamten Prozesses überwachen. Wir können entweder Sensoren im Feld haben, jeweils mit einem Sender, oder alle Sensoren in einem Sender konzentrieren. Wenn wir die zweite Option wählen, kann ein Multipoint die Installations- und Bauteilkosten reduzieren.

Ultraschall-Durchflussmesser

In einem Heizsystem müssen Sie das Wasser, das durch den Kessel geht, messen und ein anklemmbarer Ultraschall-Messer kann dies am einfachsten erledigen. Außerdem brauchen Sie das Rohr nicht zu schneiden, um den Messer zu installieren, und seine +-1 Prozent Genauigkeit reicht für die Anwendung aus.

Strommessung

In einem elektrischen System möchten wir die Effizienz des Systems im Allgemeinen sowie für bestimmte Geräte wie Motor, Kompressor und mehr kennen. Sie benötigen möglicherweise diese KPIs:

  • Elektrische Effizienz
  • Tatsächliche Leistungskompensation
  • System- und Phasenlast

Elektrische Sender

Dieses Gerät überwacht ständig die Effizienz der Systemkomponenten. Diese kabellose Lösung mit einfacher Installation bietet eine der besten Optionen. Wir müssen nicht einmal mit einer Batterie umgehen, weil das Gerät die gleiche Stromversorgung wie die Feldkomponente nutzt.

Messung der Dampfströmung

In einem Dampfsystem müssen wir die Effizienz des Kessels sowie die gesamte Verteilung messen. Wir müssen auch die Qualität des Dampfes und der Dampffallen überprüfen. Dazu können wir folgende KPIs verwenden:

  • Spezifischer Energieverbrauch
  • Effizienz des Kessels

Wirbel-Durchflussmesser

Der Wirbel-Durchflussmesser bietet heute die beste Lösung für die meisten Dampfanwendungen. Er kann sowohl den Fluss als auch die Qualität Ihres Dampfes messen. Wir können diese Lösung als Schlüsselspieler im Überwachungsprozess finden.

Akustischer Sensor

Wir können einen akustischen Sensor verwenden, um Ihre Dampffallen zu überwachen. Dieser Sensor wird außerhalb des Rohres installiert und sendet Daten drahtlos, so dass wir es vermeiden können, Ihren Prozess zu restrukturieren und Zeit beim Einbau zu verschwenden.

Datenmanagement

Sobald alle Geräte auf dem Feld installiert sind, senden sie Informationen an ein Energiemanagementsystem. Danach können wir unsere KPIs überwachen und analysieren. Es gibt eine Vielzahl von Optionen, in der Regel mit offenen Protokollen, die nahtlose Integration über verschiedene Marken hinweg bieten.

Das Feldgerät wird mit einem Gateway verbunden sein. Wenn wir beispielsweise beschließen, drahtlos zu gehen, können wir OPC oder EtherNet-IP verwenden, um Daten an ein Archiv und ein Energiemanagementsystem gleichzeitig zu senden.

Endress+Hauser
Memograph M RSG45 Advanced Data Manager zur Organisation von Prozesswerten
in the shop from 1335 €
RSG45

Schlussfolgerung

Wir haben das Spektrum industrieller Energiemanagementlösungen angesprochen, die je nach Anwendungsfall nötig sein können. Welches Gerät jedoch genau gewählt werden sollten, hängt von den Details unseres Prozesses, des Budgets und anderer Variablen ab.

Um mehr über Lösungen für Energiemanagement zu erfahren, you can get in touch with our engineers!

Empfohlene Artikel