So wird Energie vom Kostenfaktor zum Erfolgsfaktor

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1 So wird Energie vom Kostenfaktor zum Erfolgsfaktor Mit einem ganzheitlichen Energiemanagement zu mehr Wirtschaftlichkeit siemens.de/energieeffizienz

2 Inhalt Der Energiemanagement-Prozess 04 auf einen Blick Das Portfolio für mehr 06 Energieeffizienz Gut beraten beim Thema 08 Energieeffizienz Energieeffizienz konkret: Beispiele aus der Praxis Effizient bewässern dank intelligent 10 geregelter Pumpstation Servoantrieb senkt Energiekosten 12 Bis zu 50 % effizienter 13 Autos effizient befördern 14 Roter Faden zu mehr Effizienz 16 Energiedaten unter Kontrolle 18

3 Energieeffizienz zahlt sich aus. Nachhaltig und auf Dauer. Knapper werdende Ressourcen, steigende Energiekosten sowie immer strengere Umweltauflagen verschärfen den Druck auf die Industrie, effizienter als bisher mit Energie umzugehen. Der Übergang zu einer Wirtschaft, die Energie und damit CO2 spart, ist eine der größten industriellen Herausforderungen heute und in Zukunft. Sie erfordert Veränderungen unterschiedlicher Größenordnung von Effizienzsteigerungen bei Einzelkomponenten über die Entwicklung energieeffizienterer Systemlösungen bis hin zur Neugestaltung ganzer Infrastrukturen. Siemens Ihr Partner für Energieeffizienz Als einer der weltweit führenden Technologieund Innovationsanbieter begleiten wir diesen Prozess und gestalten ihn nachdrücklich mit. Wir zeigen, wie nachhaltiges Wirtschaften in der Industrie funktioniert, also wie man Ökonomie und Ökologie in Einklang bringen kann. Anreize dafür gibt es viele: So zahlen sich Investitionen in Energieeffizienz häufig schon nach kurzer Zeit aus. Viele unserer Produkte leisten bereits heute einen nachhaltigen Beitrag zum Umweltschutz. Diese haben wir in unserem Umweltportfolio gebündelt, das mit energieeffizienten Produkten und Lösungen, erneuerbaren Energie- und Umwelttechnologien dazu beiträgt, dieser Herausforderung mit Nachdruck zu begegnen. Den konzeptionellen Rahmen hierfür bietet in der Industrie ein betriebliches Energiemanagement, mit dem ein optimales Zusammenspiel zwischen Technik und Organisation sichergestellt und eine kontinuierliche Verbesserung erzielt wird.

4 Der Energiemanagement-Prozess auf einen Blick Energiemanagement ist das brandaktuelle Thema in der Industrie. Nicht zuletzt vor dem Hintergrund einer gewünschten Zertifizierung nach der internationalen Energiemanagementnorm ISO Unterm Strich gibt es mehr als genug Gründe, die für ein betriebliches Energiemanagement in industriellen Anlagen sprechen. Es leistet einen entscheidenden Beitrag zur Steigerung der Produktivität von Anlagen und verbessert damit nachhaltig die Wettbewerbsfähigkeit eines Unternehmens unabhängig von der Branche. Identifizieren Energieeffizienzberatung entsprechend ISO Realisieren Evaluieren Systematisches Drei-Stufen-Konzept Siemens geht dieses Thema umfassend und systematisch an. Wir unterteilen betriebliches Energiemanagement in die drei Phasen Identifizieren, Evaluieren und Realisieren und unterstützen Sie in jeder Prozessphase für eine nachhaltige Effizienzsteigerung und Gewinnoptimierung. Das durchgängige Energiemanagementkonzept beginnt in der Feldebene bei den Antrieben, Schalt- und Analysegeräten oder der Automatisierung und reicht über die Leitebene bis hin zur Managementebene einer Anlage. ISO die Norm für mehr Energieeffizienz Mit zunehmender Bedeutung des Themas Energieeffizienz hält dieses immer mehr Einzug in die Normen, Richtlinien und Gesetze auf nationaler und internationaler Ebene. Für Energiemanagementsysteme gilt die internationale Norm ISO Ziel der Norm ist die kontinuierliche Verbesserung der energiebezogenen Leistung einer Organisation bzw. eines Unternehmens, damit Kosten eingespart sowie Treibhausgasemissionen und andere Umweltbelastungen vermindert werden. Abgestimmt auf Ihre Ausgangssituation und Ziele unterstützen wir Sie, die Anforderungen der Norm Schritt für Schritt umzusetzen und begleiten Sie bis zur erfolgreichen Zertifizierung. Identifizieren Energieflüsse unternehmensweit transparent machen Ein hoher Anteil bei der Optimierung von Produktionsabläufen liegt im Einsatz der Produktionsmittel. Eine systematische Erfassung von Verbrauchsdaten für Strom, thermische Energie, Druckluft oder Wasser ermöglicht ein langfristig erfolgreiches Energiemanagement. Nicht nur bei bestehenden Anlagen, sondern bereits in der Planungsphase lassen sich so aussagekräftige Vergleiche anstellen sowie sinnvolle und realistische Optimierungsmaßnahmen definieren. 4

5 Evaluieren Einsparpotenziale exakt ermitteln Sind die Energieströme erfasst, ausgewertet sowie visualisiert und die großen Energieverbraucher identifiziert, müssen die konkreten Einsparpotenziale auf allen Ebenen der Fabrikautomation bewertet werden. Aus diesem Ergebnis lässt sich die Wirtschaftlichkeit möglicher Maßnahmen für den spezifischen Anwendungsfall ableiten. Realisieren Energieeffizienz steigern Nach Definition der passenden Maßnahmen auf Basis der Wirtschaftlichkeitsanalyse geht es darum, die ermittelten Einsparpotenziale mit konkreten Maßnahmen möglichst effektiv auszuschöpfen. Ein besonderes Augenmerk gilt dabei der Antriebstechnik: Auf ihr Konto gehen rund zwei Drittel des industriellen Energiebedarfs. Hier ist bei einzelnen antriebstechnischen Lösungen ein Einsparpotenzial von bis zu 70 % durchaus realistisch. Dies gilt sowohl für Neuanlagen als auch für Retrofit-Konzepte. 5

6 Das Portfolio für mehr Energieeffizienz Energiemanagement dient zur kontinuierlichen Überwachung des Energieverbrauchs Ihrer Anlage. So lassen sich Maßnahmen ableiten, die den Energieverbrauch reduzieren und damit die Umwelt schonen. Als Ihr Partner unterstützen wir Sie dabei. Ziel ist es, die Produktivität der eingesetzten Energie kontinuierlich zu steigern. Der Schlüssel hierzu liegt im perfekten Zusammenspiel energieeffizienter Produkte und Lösungen im Rahmen von Totally Integrated Automation, unserer offenen Systemarchitektur: Hard- und Software zur Erfassung, Visualisierung und Analyse der Energieströme Programme zur exakten Ermittlung der Einsparpotenziale in allen Ebenen der Fertigungs- und Prozessautomatisierung Produkte und Systeme, die den Energiebedarf dauerhaft senken Energieeffiziente Produkte im Portfolio Niemand bietet einen Ansatz, der das Thema Energiemanagement ähnlich umfassend und systematisch angeht wie Siemens. Und niemand bietet Ihnen ein vergleichbares Portfolio für mehr Energieeffizienz von der Technik über die Beratung bis hin zu Dienstleistungen sowie energiesparenden Produkten. Unsere intelligenten Hard- und Softwarelösungen ermöglichen es Ihnen, Ihre energetischen Ressourcen transparent zu machen, Ihre Einsparpotenziale zu berechnen und Ihren Energieeinsatz zu optimieren. Identifizieren Basis für ein effizientes Energiemanagement In dieser Phase unterstützen wir Sie mit einer methodischen Vorgehensweise und einer Systematik, die zeigt, wie die entscheidenden Leistungskennzahlen gebildet werden. Darüber hinaus beraten wir Sie beim Aufbau einer Messdatenerfassung, wie Auswertungen aussehen müssen und sich ein energieeffizientes Anlagenkonzept auch unter betriebswirtschaftlichen Gesichtspunkten umsetzen lässt. Produktbeispiele: Energiemanagementsystem B.Data SIMATIC powerrate: das Energiemanagementsystem für eine zielgerichtete Energieverbrauchsoptimierung. Software powermanager: die Energiemonitoringsoftware im Bereich der Niederspannungsenergieverteilung als Stand-alone-Lösung. SENTRON Schutz-, Schalt-, Mess- und Überwachungsgeräte: umfassendes Portfolio für eine sichere und intelligente Energieverteilung. PROFIenergy: auf PROFINET basierender Standard für die Messwerterfassung direkt am Verbraucher. SIRIUS Schalt- und Schutzgeräte: liefern kontinuierlich Energiewerte an ein übergeordnetes Energiemanagementsystem. Prozessinstrumentierung: Umfassendes Portfolio liefert kontinuierlich Informationen aus dem Prozess. 6

7 Evaluieren Sichere Entscheidungen auf jeder Ebene Über alle Ebenen der Anlage hinweg liefern Ihnen unsere Softwaretools zur Evaluierung aussagekräftige Ergebnisse. Die getroffenen Maßnahmen zur Steigerung der Energieeffizienz unterstützen wir durch professionelles Energiemanagement-Consulting und mit unseren Finanzierungslösungen. Denn wie investiert man intelligent in energieeffiziente Lösungen? Eine Antwort gibt hier beispielsweise Green Financing. Das heißt: Eine Finanzierung ist aus den laufenden Einsparungen möglich. Produktbeispiele: B.Data: umfassendes Werkzeug für effektives Energiemanagement auf Unternehmensebene. SIMATIC powerrate: Energiemanagementlösung für die Kontroll- und Leitebene. SIZER: Berechnung des Energieverbrauchs bereits in der Projektierungsphase. SinaSave: Softwaretool zur Berechnung der Amortisationszeit energieeffizienter Motoren und Umrichter. Energy Health Check: ganzheitliches Servicepaket zur energietechnischen Optimierung von Gesamtanlagen. Siemens Financial Services: Finanzierungs- und Leasingmöglichkeiten für Investitionen zur Steigerung der Energieeffizienz. Realisieren Optimierungspotenziale ausschöpfen Im Rahmen unseres umfassenden Portfolios bieten wir Ihnen die passenden Produkte, Systeme und Technologien, um die möglichen Einsparpotenziale voll auszuschöpfen höchst effiziente Hebel, die zu einer er - heblichen Senkung des Energiebedarfs in Ihrer Anlage beitragen. Wie zum Beispiel eine effiziente Prozess - gestaltung durch intelligentes Lastmanagement. Produktbeispiele: SIMOTICS Motoren: umfassendes Spektrum an energieeffizienten Motoren für den weltweiten Einsatz. SINAMICS Frequenzumrichter: umfangreichstes An gebot am Markt mit Energierückspeisung und viel fältigen Energiesparfunktionen. SIRIUS Motorstarter und Sanftstarter: zur Reduzierung von mechanischen und elektrischen Spitzen - belastungen. Customer Support: Unterstützung beim Um- und Hochrüsten vorhandener, nicht mehr ökonomischer Antriebssysteme. SIMATIC powerrate: Lastmanagement; Senkung der Energiekosten durch Einhaltung der Leistungsgrenzen. 7

8 Gut beraten beim Thema Energieeffizienz Wie effizient ist die Energieversorgung Ihres Unternehmens? Wie können Sie die Treibhausgas-Emissionen Ihres Unternehmens senken? Sicher ist: Steigende Energiepreise und verschärfte Umweltgesetze machen den Energiebedarf Ihres Unternehmens zum Top-Thema. Energieeffizienz und die Einhaltung von Umweltstandards sind entscheidende unternehmerische Erfolgsfaktoren. Als kompetenter Partner bietet Siemens Ihnen mit Energy & Environmental Services maßgeschneiderte Beratungsleistungen. Wir unterstützen Sie bei der Identifizierung von Einsparpotenzialen im Gesamtbetrieb und in Anwendungen ebenso wie bei der Konzeption und Umsetzung technischer und organisatorischer Maßnahmen. Energieeffizienz zahlt sich aus: Die Erhöhung von Energieeffizienz führt in Unternehmen schnell zu Energiekosteneinsparungen von 20 Prozent und mehr bei Amortisationszeiten von oftmals weniger als zwei Jahren. Es lohnt sich also, über die effiziente Nutzung von Energie und weiteren Ressourcen nachzudenken. 8

9 Ein Portfolio für Ihre Anforderungen Zum optimalen Einsatz von Energie bieten wir Ihnen maßgeschneiderte Beratungs- und Implementierungsleistungen. Wir unterstützen Sie bei Ihren Vorhaben, Transparenz zu schaffen, Energieeinsparmaßnahmen zu identifizieren und so Energiekosten zu reduzieren. Dafür haben wir ein umfangreiches Portfolio an Lösungskonzepten für Management- und operative Aufgaben entwickelt, bei dem Ihre Geschäftsziele im Mittelpunkt stehen. Gemeinsam mit Ihnen analysieren und bewerten wir systematisch die Anlagen und Produktionsprozesse auf ihre Energieeffizienz von der Einzelanlage bis zum gesamten Werk, Produktionsanlagen ebenso wie Nebenanlagen. Wir begleiten Sie von der Analyse des Status quo und Ermittlung von Einsparpotenzialen über die detaillierte Ausarbeitung von Maßnahmen bis zur Umsetzung technischer und organisatorischer Lösungen. Auf Wunsch begleiten Sie unsere Experten darüber hinaus bei Vertragsverhandlungen mit Ihren Versorgern und optimieren so die Energiebezugskonditionen. Unser Portfolio umfasst im Einzelnen: Energiemanagement gemäß ISO / DIN EN Energie- und Umweltdatenmanagement Technische Optimierung von Energiesystemen Standortübergreifende Energieeffizienz- und Nachhaltigkeitsprogramme Weitere Informationen zu Energy & Environmental Services unter: Energieeffizienz konkret: Beispiele aus der Praxis Welches Sparpotenzial unsere Produkte, Systeme und Lösungen in konkreten Anwendungen entfalten können und wie schnell sich eine Investition in zukunftsweisende Technik amortisiert hat, zeigen die folgenden Appli - kationen. 9

10 Effizient bewässern dank intelligent geregelter Pumpstation Energiesparendes und anlagenschonendes Antriebssystem Fördermenge an Wasserbedarf anpassen Hohe Sommertrockenheit prägt die Region Alentejo im Süden Portugals. Eine gewinnbringende Landwirtschaft ist hier nur möglich dank einer großflächigen Bewässerung durch die Empresa de Desenvolvimento e Infra-Estruturas do Alqueva (EDIA). Ihre wichtigste Anforderung an die Pumpenantriebe: Sie müssen in der Lage sein, die Fördermenge ständig an den aktuellen Wasserbedarf anzupassen, der je nach Temperatur, Bodenfeuchte und Wuchsstadium der Pflanzen variiert ohne Energie zu verschwenden. Großes Einsparpotenzial bei Pumpen Insbesondere bei Strömungsmaschinen wie Pumpen ist Energieverschwendung ein großes Thema, weil ihre Leistungsaufnahme exponentiell zur Drehzahl zunimmt. Bei herkömmlichen mechanischen Regelkonzepten tritt im Teillastbetrieb also dann, wenn nicht die maximal mögliche Fördermenge benötigt wird ein besonders hoher Energieverlust auf. Denn der Motor läuft hierbei immer mit maximaler Drehzahl, während das überschüssige Wasser mit mechanischen Stellgliedern weggedrosselt wird. Ein drehzahlvariables System mit Frequenzumrichter hingegen passt die Drehzahl immer exakt der aktuell benötigten Fördermenge an und nimmt somit nur so viel Energie auf, wie gerade wirklich erforderlich ist. Drehzahlvariables Antriebssystem für Brinches Laje Die EDIA entschied sich vor diesem Hintergrund, für die Pumpstation Brinches Laje drehzahlvariable Antriebssysteme einzusetzen. Diese auf 3m 3 /s ausgelegte Pumpstation sorgt für die Bewässerung von ha. Installiert wurden insgesamt 10 Niederspannungsmotoren, deren Drehzahl SINAMICS Frequenzumrichter regeln. Identifizieren Um das passende Antriebskonzept für Pumpen, Lüfter und Kompressoren auszuwählen, ist es wichtig, das Lastprofil zu kennen. Welches sind die wichtigen Größen: Ist es der Druck, sind es die Dynamik und Genauigkeit, oder kann ein Speicher ausreichend Kapazität bieten? Mit Ultraschall- Durchflussmessgeräten in Verbindung mit Druck- und Temperatursensoren können die relevanten Werte erfasst und ausgewertet werden. Im Betrieb werden nicht nur früh Leckagen in Rohrleitungen erkannt, sondern auch Verunreinigungen und Blockaden. Hierbei spielen sowohl der Verlust von wertvollen Rohstoffen in der Pipeline als auch Umweltaspekte bei Verunreinigungen der Umgebung und die Effizienz der Pumpe bei einer blockadefreien Leitung eine wichtige Rolle. Mit einem präventiven Condition Monitoring System kann somit die Energieeffizienz deutlich erhöht werden. Die Verwendung von Clamp-on-Durchflussmessgeräten bietet den Vorteil, dass bestehende Anlagen einfach und kostengünstig nachgerüstet werden können. 10 Applikation: Pumpen, Lüfter, Kompressoren

11 Niederspannungsumrichter aus der SINAMICS Familie passen die Motordrehzahl ständig an die aktuell erforderliche Fördermenge an. Dies spart Energie im zweitstelligen Prozentbereich. Applikation: Pumpen, Lüfter, Kompressoren Evaluieren Anhand individueller Betriebscharakteristika sowie anlagenspezifischer Parameter kalkuliert das webbasierte Tool SinaSave den Energiebedarf verschiedener Antriebsprodukte bzw. -systeme. Darüber hinaus informiert SinaSave, wie schnell sich eine Investition in eine energieeffiziente Antriebslösung auszahlt. Realisieren Je nach Applikation versprechen die 2-Punkt-Regelung, Drehzahlregelung mit Frequenzumrichter und teil- oder vollgeregelte Kaskaden ein enormes Energiesparpotenzial gegenüber einer mechanischen Drosselung. Der Energieverbrauch von Antrieben für Strömungsmaschinen lässt sich so im Extremfall um bis zu 70 % reduzieren. Und davon profitiert auch die Umwelt: Denn ein energetisch optimiertes Antriebssystem trägt nachhaltig zur Senkung von CO2-Emissionen bei. Kundenvorteile im Überblick: Energieeinsparungen im zweistelligen Prozentbereich durch hohe Motorenwirkungsgrade und drehzahlvariablen Betrieb Ressourcenschonung durch exakte, flexible Prozessführung Hohe Anlagenverfügbarkeit dank zuverlässiger, perfekt abgestimmter Komponenten Passgenaue Komplettlösung für die kundenund projektspezifischen Anforderungen des Bewässerungsprojekts 11

12 Servoantrieb senkt Energiekosten Hydraulische Spritzgießmaschinen mit neuem Antrieb Höchste Energieeffizienz ist ein Kriterium, das bei der Optimierung von hydraulisch angetriebenen Achsen, wie zum Beispiel an Spritzgießmaschinen, mehr und mehr an Bedeutung gewinnt. Höchste Effizienz auf ganzer Linie Die optimale Lösung bieten energieeffiziente, elektrische Servoantriebe für Hydrauliksysteme. Die hochdynamische SINAMICS Servopumpe erhöht den Maschinenausstoß und spart bis zu 50 % an Energie. Gemeinsam mit den Umrichtern aus der Antriebsfamilie SINAMICS und dezentraler Peripherie erhält man eine energieeffiziente Lösung für hydraulische Spritzgießmaschinen, wie das Beispiel Häfner zeigt. Hier reduzieren Zahnradpumpen mit geregeltem Servoantrieb den Stromverbrauch der Hydraulik bewährter Spritzgießmaschinen um rund die Hälfte. Neue Technik für bewährte Maschinen bei Häfner Die Firma Häfner & Krullmann GmbH gehört zu den führenden Herstellern von Kunststoffspulen. Um die technologische Kompetenz des Unternehmens und gleichzeitig die Kostensituation zu verbessern, wurden Einsparpotenziale im Rahmen der Modernisierung genutzt. Dazu wurden zwei mechanisch noch gut erhaltene, aber steuerungs- und antriebstechnisch nicht mehr zeitgemäße Spritzgießmaschinen mit neuer Technik ausgestattet. Identifizieren In einem ersten Schritt wurden die tatsächlichen Energiekosten der Spritzgießmaschinen ermittelt. Evaluieren Zur Erfolgskontrolle wurde über PROFIBUS ein Leistungsmessgerät eingebunden. Dieses unterstützt auch den Einrichter, der damit unmittelbar die Auswirkungen bestimmter Maschineneinstellungen nachvollziehen und so ein Gespür für energieeffizienteres Spritzgießen entwickeln kann. Realisieren Neue, prozessgerecht geregelte Servomotoren ersetzen die nicht mehr zeitgemäßen Schwenk- und Konstantpumpen mit Asynchronmotoren. Betrieben werden die 46 Servomotoren über je einen Umrichter der Antriebsfamilie SINAMICS mit einer Control Unit. Die modernisierten Systeme verbrauchen generell nur so viel Energie, wie es der Spritzgießprozess in den verschiedenen Phasen erfordert. Kundenvorteile im Überblick: Höhere Anlagenverfügbarkeit Reduzierung Öl-Tank-Volumen durch weniger Wärmeeintrag Entfall Hydraulikspeicher Geringere Abhängigkeit von der Öltemperatur Geräuscharm gegenüber konventioneller Hydrauliklösung 12 Applikation: Servopumpe

13 Bis zu 50 % effizienter Antriebe, die Bremsenergie zurückspeisen Applikation: Servopumpe Applikation: Heben, Bremsen, Senken In Hebeanwendungen, Zentrifugen oder an Förderbändern müssen Antriebe häufig große Massen abbremsen. Hier entsteht eine hohe Bremsenergie, die herkömmliche Antriebssysteme über Bremswiderstände vernichten. Frequenzumrichter mit Energierückspeisung sorgen hier für eine deutliche Reduzierung des Energiebedarfs. Realisieren Durch Einsatz rückspeisefähiger Umrichter lassen sich z. B. in Hebeanwendungen bis zu 50 % an Energie einsparen. Weitere positive Nebeneffekte: Auf Komponenten wie Bremswiderstände kann verzichtet werden, und die benötigte Stromaufnahme sinkt um ca. 20 %. Energieausgleich in Mehrachssystemen Die SINAMICS Frequenzumrichter bieten über die Möglichkeit der Rückspeisung hinaus noch den sogenannten Energieausgleich in Mehrachssystemen bei Motion Control Applikationen. Hierbei können frei werdende Energien beim Bremsen bzw. Herunterfahren von einer oder mehreren Achsen durch Energieausgleich über den gemeinsamen Zwischenkreis im Antriebssystem für die Achsen bzw. Antriebe genutzt werden. Bis zu 10 % Energie lassen sich abhängig vom Lastzyklus hierdurch einsparen. Gut gerüstet für den Notfall Die Zwischenkreisenergie kann auch für ein kostengünstiges Notausfallkonzept genutzt werden. Die DC 600 V werden von der Stromversorgung effizient in DC 24 V gewandelt, die auch bei Netzausfall der Elektronik noch eine Zeit lang zur Verfügung stehen. Das ermöglicht z. B. einen koordinierten Notrückzug der Achsen. Weniger Blindleistung weniger Kosten Der Einsatz von Active Line Modules (ALM) ermöglicht beim SINAMICS System die automatische Kompensation kapazitiver und/oder induktiver Blindleistung der gesamten Maschine. Das reduziert die Kosten für separate Kompensationseinrichtungen. Bis zu 100 % Blindleistungskosten lassen sich hierdurch einsparen. Kundenvorteile im Überblick: Energieeinsparungen durch Rückspeisung im generatorischen Betrieb des Motors Wegfall von Bremswiderstand und Brems-Chopper Kostengünstiges Netzausfallkonzept und Blindleistungskompensation Applikation: Heben, Bremsen, Senken 13

14 Autos effizient befördern Optimierung der Energieeffizienz in der Produktion In der Fördertechnik entscheidet vor allem die durchgängige Produktivität über den Erfolg. Einen wichtigen Beitrag leistet hier ein intelligentes Energiemanagement. Denn der Weg zu umfassender Energieeffizienz im In - dustriebetrieb führt über ganzheitliche Systeme und Lösungen, wie das Seat-Stammwerk in Martorell beweist. Lösungen aus einer Hand Für die Audi Q3-Produktionslinie liefert Siemens eine schlüsselfertige Förderanlage. Die Anlage umfasst modernste Technologie auf Basis des TIA- (Totally Integrated Automation) Konzepts, das als neuer Standard für Seat- Produktionslinien verwendet wird. In der neuen Hightech- Produktionshalle für den Audi Q3 zeigt sich, welche Beiträge Siemens zur Energieeffizienz leisten kann. Identifizieren Wer Energie sparen will, muss genau wissen, was er verbraucht. Das Energiecontrolling von Seat hat mit dem Energiemanagementsystem B.Data den Überblick. Über die Verbrauchszuteilung nach dem Verursacherprinzip lassen sich dazu unternehmensintern Anreize für Energiesparmaßnahmen setzen. Realisieren In der Produktionshalle fahren die Karosserien selbstständig und automatisch gesteuert über zwei Etagen von einer Position zur nächsten. Energieeffiziente Motoren aus unserem Umweltportfolio treiben die Transportbänder und Aufzüge an. Für das materialschonende und energiesparende Hochfahren zur Soll-Drehzahl sorgen SIRIUS Sanftstarter, und über SINAMICS Frequenzumrichter wird ein Teil der verbrauchten Energie beim Bremsen der Fördertechnik zurückgewonnen und wieder ins Netz eingespeist. Auch bei der Schalt- und Schutztechnik setzt Seat auf SIRIUS: Die Eigenverluste der Geräte sind gering. Sie erwärmen sich im Betrieb weniger als vergleichbare Lösungen. Dadurch konnte unter anderem die Kühlung der Schaltschränke kleiner ausgelegt werden dies reduziert den Energieverbrauch und die Anlageninvestition. Wärme und Energie spart Seat auch bei der 24-V-Einspeisung. Kompakte SITOP Stromversorgungen mit hohem Wirkungsgrad über den gesamten Lastbereich versorgen die Schaltschränke sehr effizient mit geregelter Gleichspannung. Evaluieren Sind die Verbrauchswerte erfasst, muss exakt bewertet werden, wann und wo eingespart werden kann. Die Messdatenerfassung ist bei den eingesetzten SIRIUS Schaltgeräten bereits onboard und unterstützt das System B.Data kontinuierlich mit den benötigten Informationen. 14 Applikation: Fördertechnik

15 Volkswagen arbeitet nicht nur daran, die umweltfreundlichsten Fahrzeuge zu entwickeln, sondern sie auch so nachhaltig wie möglich zu bauen. Deshalb haben wir uns vorgenommen, die Produktion des Volkswagen Konzerns bis 2018 um 25 Prozent umweltfreundlicher zu machen. Dr. Martin Winterkorn SINAMICS auch im Hochregallager und der Lackiererei Die SINAMICS Umrichter kommen zudem im automatisierten Hochregallager für Motoren zum Einsatz. Sie speisen die Energie, die beim Bremsen der Hubantriebe der Regalbediengeräte gewonnen wird, zurück ins Netz. Dadurch lässt sich der Energieverbrauch erheblich reduzieren. Das gilt auch für den Einsatz der Umrichter in der Lackiererei. Traditionell fallen hier rund 45 Prozent des Energieverbrauchs der Automobilproduktion an. Zur Verbesserung der Effizienz hat Seat die elektrischen Antriebe der großen Lüfter mit SINAMICS Systemen nachgerüstet. Gegenüber mechanischen Regelungen sind Energieeinsparungen von bis zu 60 Prozent und mehr möglich. Bei Seat lässt sich so viel Strom sparen, dass sich der Einsatz der Umrichter nach kurzer Amortisationszeit auch finanziell rechnet. Die Autofabrik wird zur Stromfabrik Weniger Energieverbrauch ist gut. Noch besser ist es, wenn die Energie von erneuerbaren Energieträgern kommt oder besonders effizient produziert wird. In Martorell generiert Seat deshalb einen Teil seines Stroms selbst über Photovoltaik-Anlagen mit SINVERT Wechselrichtern und einer Siemens Gasturbine. Applikation: Fördertechnik Kundenvorteile im Überblick: Zertifizierung nach der internationalen Norm ISO Energieeinsparung durch abgestimmtes Portfolio energieeffizienter Produkte und Lösungen 15

16 Roter Faden zu mehr Effizienz Umfassendes Energiemonitoring in der Textilproduktion Der Weg zu umfassender Energieeffizienz im Industriebetrieb führt über ganzheitliche Systeme und Lösungen. Ausgeklügelte Energiemonitoringsysteme leisten vor allem im produzierenden Gewerbe einen entscheidenden Beitrag zur Produktivität und Wettbewerbsfähigkeit der Betriebe. Fasern spinnen Energie sparen Die türkische Aksa Gruppe ist der weltweit größte Acrylfaserproduzent Tonnen Fasern werden hier jährlich produziert. Entsprechend hoch sind die technischen Anforderungen an die Produktion im Hinblick auf Zuverlässigkeit, Qualität und vor allem Energieeffizienz. Das Unternehmen begegnet den wachsenden Anforderungen an eine effiziente Produktion mit der Realisierung eines übergreifenden Energiemonitoringsystems. Identifizieren Wenn in der Produktion bei Aksa die Maschinen auf Hochtouren laufen, ist auch die Erfassung der Energieströme im gesamten Betrieb in vollem Gange. Insgesamt erfassen 425 Messgeräte aus dem SENTRON Portfolio präzise und zuverlässig die Energieverbrauchsdaten der Anlagen sowie Spannungen, Ströme und Leistungen. Sowohl die Werte der Energiehauptverteilungszentrale, die die weit verzweigten Produktionslinien des Betriebs versorgt, als auch die Verbrauchsdaten der verschiedenen und zum Teil unabhängig voneinander agierenden Einzelmaschinen werden kontinuierlich erfasst und zwischengespeichert. Darüber hinaus liefern sie wichtige Messwerte zur Beurteilung des Anlagenzustandes und der Netzqualität. Siemens begleitet uns Schritt für Schritt auf dem Weg zu mehr Energieeffizienz und leistet damit einen wichtigen Beitrag zur Steigerung unserer Produktivität. Levent Arabacıoğlu, Projektleiter bei der Aksa Gruppe 16 Applikation: Energiemonitoringsoftware, Messgeräte

17 Die Energiemonitoringsoftware powermanager analysiert die Energieflüsse beim weltweit größten Acrylfaserhersteller und zeigt Einsparpotenziale auf. Evaluieren Mittels Ethernetanbindung werden die Daten der übergeordneten PC-basierten Energiemonitoringsoftware powermanager bereitgestellt. Sie visualisiert die Energieflüsse der Anlage, zeichnet sie auf und archiviert die Daten. Diese intelligente Softwarelösung sorgt für Transparenz und bietet damit eine stabile Entscheidungsgrundlage für die Realisierung von Einsparpotenzialen. Kundenvorteile im Überblick: Aufeinander abgestimmte Hard- und Software- Komponenten zur Realisierung eines Energiemonitoringsystems Transparenz der Energieflüsse zeigt Einsparpotenziale Höchstmögliche Verfügbarkeit der Energieversorgung Optimale Energieausnutzung Realisieren Bei der Herstellung von Acrylfasern herrscht ein Zusammenspiel komplexer Prozesse, die eine effiziente und damit ressourcen- und kostenschonende Antriebstechnik erforderlich machen. Stillstände sind beim Faserspinnen per Schmelzverfahren fatal. Stoppen die Antriebe, können die Spinndüsen austrocknen und müssen ausgetauscht oder gereinigt werden. Dies bedeutet Produktionsausfall, Zeitverlust und hohe Kosten. Durch den Einsatz von SIMOTICS Energiesparmotoren in Kombination mit SINAMICS Wechselrichtern auf einer Gleichspannungsschiene wird zweierlei erreicht. Zum einen wird auch bei Spannungseinbrüchen ein kontinuierlicher Betrieb ermöglicht und die Gefahr eines Stillstandes minimiert. Zum anderen kann durch den Energieaustausch zwischen dem treibenden und bremsenden Antrieb eine größere Energiemenge zurückgewonnen werden. Das spart Energie und somit Kosten. Die Maschinen arbeiten dank der eingesetzten Motoren, die dem International Efficiency Standard (IE2) entsprechen, rund 25 bis 30 % sparsamer als herkömmliche Antriebe in der Textilfaserproduktion. Applikation: Energiemonitoringsoftware, Messgeräte 17

18 Energiedaten unter Kontrolle Hohe Transparenz durch Energiemanagement mit SIMATIC powerrate und B.Data Ein sehr hoher Energieverbrauch und ein starker Automatisierungsgrad sind typisch für die Prozess- und Fertigungsindustrie. Was liegt da näher, als Energiema - nagement in die bestehenden Systeme einzubinden? Mit SIMATIC powerrate für WinCC und PCS 7 bringen Sie Transparenz und Kontrolle in Ihre Energieverteilung und -kosten. B.Data bietet Ihnen darüber hinaus eine effektive Energie- und Kostensteuerung für alle relevanten Bereiche vom Einkauf über die Planung bis zum Controlling. Flexible Schnittstellen garantieren eine reibungslose Einbindung in bestehende Systemumgebungen. Potenziale in der Faserproduktion nutzen Das Unternehmen Lenzing ein weltweit agierender Hersteller von Cellulosefasern war auf der Suche nach einer Lösung, um die Vielzahl von Daten unterschiedlicher Energieflüsse systematisch auszuwerten. Das Ziel: den Effizienzgrad aller Prozesse von der Energieerzeugung bis zu den einzelnen Produktionsprozessen bis ins letzte Detail auszunutzen. Aus diesem Grund entschied man sich für die Einführung eines softwarebasierten Managementsystems. Damit bekommt man einen noch detaillierteren Einblick in die Produktionsabläufe. Für eine transparente Energiebilanz Die Wahl fiel auf das Energiemanagementsystem B.Data. Mit B.Data bieten wir ein umfassendes Werkzeug für effektives Energiemanagement auf Unternehmensebene, das alle drei Phasen im Energiemanagement-Prozess abdeckt. Dieses gibt es neben der bei Lenzing eingesetzten Stand-alone-Lösung auch als Option für das Visualisierungssystem WinCC. Identifizieren Ob Strom, Dampf, Wasser, Heißwasser, Druckluft, Kälte, Schutzgas oder Vakuum B.Data erfasst Energieströme lückenlos und visualisiert sie unternehmensweit. Damit können die erfassten Verbrauchsmengen den einzelnen Produktionsprozessen gezielt zugeordnet werden. Bei Lenzing lassen sich nun sämtliche Messstellen in Echtzeit beobachten und auswerten sowie für die monatliche Energiebilanzierung nutzen. 18 Applikation: Energiemanagementsystem

19 Ein wichtiger Aspekt der Entscheidung für B.Data war, dass das System mit seiner offenen Systemarchitektur einfaches Modellieren, flexible Variablenzuweisung und somit eine praxisgerechte Applikationserstellung bietet. Karl Eder, Ingenieur bei Lenzing Evaluieren Weiterer Vorteil von B.Data: Es bietet eine offene Systemarchitektur plus einfaches Datenhandling. Die gewonnenen Energiedaten aus vorhandenen Zählern, Schaltfeldern und Anlagen bilden die Basis für die Abrechnung der Energiemengen und die Ermittlung der Kennwerte. Sie werden bei Lenzing über eine dezentrale Peripherie gebündelt, per PROFIBUS in das Leitsystem SIMATIC PCS 7 übertragen und von dort an das Echtzeit-Datenerfassungssystem weitergeleitet. Darüber hinaus unterstützt die mobile Datenerfassung von B.Data die manuelle Zählerablesung. Realisieren Durch den Einsatz von B.Data realisiert Lenzing zudem eine Fehlerdiagnose der Maschinen. Beispielsweise wird der Wirkungsgrad eines Dampferzeugungskessels in Echtzeit überwacht. Sollte nun die Menge des Outputs außerhalb eines definierten Ergebnisses liegen, ist das ein Indiz für einen Fehler im Kessel bzw. im weiteren Produktionsprozess. So erzielt Lenzing einen doppelten Vorteil: mehr Energieeffizienz und bessere Fehlerdiagnose. Und damit eine höhere Produktivität. Kundenvorteile im Überblick: Transparenz bzgl. der aktuellen Energiemengen und -kosten über alle Energiedaten von Gas, Dampf, Wasser und Strom Überleitung der Energieverbräuche in übergeordnete ERP-Systeme Modellrechnungen und genauere, optimierte Planungen Senkung der Energiekosten 19 Applikation: Energiemanagementsystem

20 siemens.de/energieeffizienz Siemens AG Industry Sector Postfach NÜRNBERG DEUTSCHLAND Änderungen vorbehalten 04/12 Bestell-Nr.: E20001-A140-M117 Dispostelle WÜ/40859 GD.GC.EE.XXXX WS Gedruckt in Deutschland Siemens AG 2012 Die Informationen in dieser Broschüre ent halten lediglich allgemeine Beschreib ungen bzw. Leistungs merk male, welche im konkreten Anwendungsfall nicht immer in der beschriebenen Form zutreffen bzw. welche sich durch Weiterentwicklung der Produkte ändern können. Die gewünschten Leistungs merkmale sind nur dann ver bindlich, wenn sie bei Vertrags schluss ausdrück lich ver einbart werden. Alle Erzeugnisbezeich nungen können Marken oder Erzeugnis namen der Siemens AG oder anderer, zu liefern der Unternehmen sein, deren Benutzung durch Dritte für deren Zwecke die Rechte der Inhaber verletzen kann.