Wissen, was in einem steckt
Was der Pharmaindustrie ihre Packungsbeilage und Lebensmittelherstellern die Zutatenliste, sind den Gebäude- und Prozessautomatisierern vor allem gesammelte Daten. Wer eine Wirkung erzielen will, der muss schließlich wissen, was drinsteckt. Das gilt für Produkte des täglichen Lebens genauso wie für Fabrikhallen. Einer, der es bei Strom, Wärme und Kälte ganz genau wissen will, ist Dr. Till Potente. Der promovierte Elektrotechniker geht am Standort Bad Pyrmont zusammen mit dem Gebäudemanagement strukturiert auf die Suche nach solchen Inhaltsstoffen. Sein Blick fokussierte sich auf Maßnahmen, die das Zeug haben, dass Phoenix Contact effizienter arbeitet und damit die eigene Nachhaltigkeit weiter verbessert.
Strom, Wärme, Kälte – darum geht’s. Wenn diese drei Energieformen als Dreiklang verstanden werden, wird schnell klar, warum sich die Effizienz am besten im Verbund steigern lässt. Letztlich geht es darum, das zu nutzen, was am Ende eines Prozesses an Energie übrigbleibt. Das klingt vielleicht ein wenig esoterisch, wird anhand von Wärmeverlusten aber schnell greifbar.
Alles an Energie abgreifen
Produktionsprozesse verursachen aufgrund von Wirkungsgradverlusten der eingesetzten Technik stets Wärme. Und es gibt klassische thermische Herstellverfahren, die ebenfalls Wärme an ihre Umwelt abgeben – dann nämlich, wenn Komponenten nach einem energieintensiven Spritzguss oder Lötverfahren wieder abkühlen. Diese Energie will Till Potente zielgerichtet einsammeln und in bedürftige Bereiche überführen – also Räume und Verfahren mit Wärmebedarf. „Wir ernten Energie“, fasst Potente zusammen.
Die Welle ist grün – und sie hat Kraft
Gerade mit Blick auf den Ukraine-Krieg und die damit einhergehende Gasknappheit lohnt es sich immer mehr, auch kleine Wärmemengen zu ernten. „Wir sind irreversibel auf der grünen Welle unterwegs“, sagt Till Potente. Die Welle ist mächtig; und sie hat durch einen veränderten Blick auf die Abhängigkeit fossiler Brennstoffe mit entsprechend hohen Preisen enorme Kraft. Die Folge: Solarenergie wird im Vergleich zu fossilen Energieträgern immer wirtschaftlicher und die Motivation für die Rückgewinnung nimmt zu. Es lohnt sich immer mehr, einerseits in regenerative Energieformen zu investieren und andererseits auch die einmal erzeugte Energie so lange und so effektiv wie möglich im System zu halten.
Potente vergleicht dieses Ziel mit einem geschlossenen Ökosystem. Für die Ernte eignen sich aber nicht mehr die großen Systeme, beispielsweise zentrale Wärmerückgewinnungsanlagen. „Wir brauchen viele kleine Systeme direkt an der Linie.“ Diese neue Kleinteiligkeit für eine reichhaltige Energieernte braucht zudem mehr Vernetzung und Integration. „Wir haben es mit Zusammenhängen zu tun, die sich ohne Digitalisierung nicht beherrschen lassen.“
Gewohnte Abläufe auf den Prüfstand stellen
Apropos Zusammenhänge: Wer effizienter arbeiten will, tut gut daran, lieb gewonnene Fertigungsabläufe und das dafür eingesetzte Anlagenlayout kritisch zu analysieren. Für den Produktbereich des Steuerungssystems PLCnext Control hat sich Till Potente mit seinem Team vorgenommen, dafür „die ganze Fabrik umzukrempeln“. Der Zeitpunkt für eine umfangreiche Reorganisation ist aktuell günstig gewählt, da einige Produktverlagerungen anstehen. „Diese Chance nutzen wir, um beim Anlagenumbau ohne nennenswerte Zusatzkosten ein energetisches Re-Design zu erreichen.“ Die Grundlage für die Prozessveränderungen ist auch dieses Mal eine Datenbasis, die maximale Transparenz über Einzelabläufe, Energieflüsse und gegenseitige Wechselwirkungen schafft. Dafür setzt das Unternehmen auf eine nachrüstbare Lösung zum Einsammeln von Energiedaten.
Energieverbräuche sichtbar machen
Es gilt die These: Zieh aus gesammelten Daten gewinnbringende Informationen. Daten schaffen Transparenz und zeigen die Wechselwirkungen innerhalb von verketteten Teilprozessen mit gegenseitigen Abhängigkeiten auf. Phoenix Contact nutzt für die Datenerfassung in seiner PLCnext Fabrik in Bad Pyrmont die eigenentwickelte Data Collection Box. Die Lösung funktioniert so gut, dass das Unternehmen sie mittlerweile in unterschiedlichen Funktionsausprägungen zur Messdatenerfassung verkauft. Kernaufgaben der Data Collection Box: Messung, Aufzeichnung, Analyse und grafische Aufbereitung von Energieströmen. Anwender erhalten auf diese Weise aufbereitete Informationen, die sich aufgrund transparent verdichteter Daten für zielgerichtete Effizienzmaßnahmen nutzen lassen.
Das Sammeln der Energiedaten erfolgt in der praktischen Umsetzung minimalinvasiv im Bereich der Energieeinspeisung von Maschinen oder Handarbeitsplätzen. „Die Box wird quasi nur zwischengesteckt“, sagt Daniel Fiedler, Manager Test Engineering in Bad Pyrmont. Dieses Detail bei der Installation führt am Ende des Tages dazu, dass keine Zertifizierung – beispielsweise die CE-Kennzeichnung – in Mitleidenschaft gezogen wird. Die nachrüstbare Datenbeschaffung eröffnet die Chance, vor allem auch Maschinen älterer Baujahre aus dem Blickwinkel der Energieeffizienz heraus zu bewerten. Phoenix Contact hat zum Beispiel in der Elektronikfertigung eine ältere Lötanlage damit ausgestattet, um Energieströme entlang der Zeitachse zu ermitteln. Die gewonnenen Daten eignen sich im Weiteren als Grundlage für Investitionsentscheidungen, wann etwa die Zeit reif ist, in energieeffizientere Betriebsmittel zu investieren. Sie eignen sich ebenfalls als Entscheidungshilfe für ein wirksames Lastmanagement. Das Herzstück der Box bildet PLCnext Control mit dem IoT-Framework. Der Controller ist mit einem Cloud-Server verbunden. Die gesammelten Daten werden dort erfasst, analysiert und stehen den Nutzerinnen und Nutzern visualisiert auf unterschiedlichen Devices zu Verfügung.
Mehr auf Strom setzen
Gerade in puncto Wärme wird die Arbeit in Bad Pyrmont richtungsweisend für das gesamte Unternehmen sein. Auf dem Weg zu mehr Klimaschutz und CO2-Neutralität ist das Verbrennen von Erdgas keine wirkliche Lösung. Diese Aussage findet darin Bestätigung, dass die gasbetriebenen Blockheizkraftwerke in Bad Pyrmont nach Auskunft von Frank Schröder als Chef des Gebäudemanagements sukzessive vom Netz gehen werden. „Die bekommen dann den Status einer Notfallreserve und helfen uns als Redundanz dabei, komplett auf eine eigene klimaneutrale Energieversorgung umzustellen.“ Schröder denkt hier vor allem an Strom aus PV-Anlagen und der Beteiligung an örtlichen Windparks.
Bei allen ambitionierten Maßnahmen für mehr Nachhaltigkeit in der Produktion: „Die Prämisse des wirtschaftlichen Handelns bleibt bestehen“, merkt Till Potente an. Wie entwickelt sich das wirtschaftliche Handeln angesichts des Klimaschutzes, begrenzter Energieressourcen und kriegsbedingter Knappheit von Gütern weiter. „Das ist aktuell eine ganz spannende Frage.“
Täglich ein bisschen „Die Sendung mit der Maus“. Das betrachte ich seit mehr als 20 Jahren Fachredaktion und Fotografie immer noch als echtes Geschenk. Wo habe ich sonst die Gelegenheit, in so viele industrielle Anwendungsgebiete mit ganz viel Neugier hineinschauen zu können? Das Beste: die Recherchegespräche mit Menschen, die für ihre Sache und ihren Beruf lichterloh brennen. Bei Phoenix Contact haben wir noch viel vor mit dem Erzählen spannender Geschichten – vor allem, wenn es um zukunftsweisende Themen wie Klimaschutz und Nachhaltigkeit geht.
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