So wird Energie vom Kostenfaktor zum Erfolgsfaktor

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1 So wird Energie vom Kostenfaktor zum Erfolgsfaktor In ganzheitliche Energieeffizienzkonzepte investieren schneller profitieren siemens.de/energieeffizienz Answers for industry.

2 Inhalt Energieeffizienz auf ganzer Linie 04 In jedem Produktionsschritt 06 profitieren Gut beraten beim Thema 10 Energieeffizienz Energieeffizienz konkret: Beispiele aus der Praxis Effizient bewässern dank intelligent 12 geregelter Pumpstation Servoantrieb senkt Energiekosten 14 Bis zu 50 % effizienter 15 Autos effizient befördern 16 Roter Faden zu mehr Effizienz 18 Energiedaten unter Kontrolle 20

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 Schritt für Schritt und gestalten ihn mit einem ganzheitlichen Ansatz auf Basis unseres Energiemanagements. 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 In vestitionen 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.

4 Energieeffizienz auf ganzer Linie Energie ist einer der wichtigsten Kostenfaktoren in der Industrie. Betreiber können zwar immer wieder punktuell Einsparungen machen, doch das volle Potenzial der Energieeinsparung entfaltet sich nur durch einen ganzheitlichen Blick auf die gesamte Wertschöpfungskette einer Anlage. Als innovativer Partner bieten wir der Industrie mit Produkten und Dienstleistungen energieeffiziente Lösungen für alle Phasen entlang des Produktentwicklungs- und Produktionsprozesses. 4

5 In 5 Schritten zu mehr Energieeffizienz Unser Energieeffizienz-Konzept ist darauf ausgerichtet, kontinuierlich und umfassend den Energieverbrauch von Maschinen und Anlagen zu reduzieren, um die Wettbewerbsfähigkeit unserer Kunden zu erhöhen. Dafür begleiten wir als ein führender Technologie-Partner alle Phasen des Produktentwicklungs- und Produktionsprozesses vom Produktdesign über die Produktionsplanung und das Engineering bis hin zur eigentlichen Produktion und allen Services. Portfolio für Ihren Wettbewerbsvorteil Mit Siemens zahlen sich Ihre Investments in Energieeffizienz schneller aus. Zum einen bieten wir kontinuierlich Innovationen für die Energieeffizienz sowie ein sehr umfangreiches und durchgängiges Portfolio von energieeffizienten Antriebslösungen, Automatisierungstechnik und Services. Zum anderen haben wir langjähriges Knowhow bei der Umsetzung dieser Lösungen. So stellen wir sicher, dass sich Ihre Investition bezahlt macht. Schneller als Sie es vielleicht erwarten. Methodisches Vorgehen Wie gehen wir bei der Implementierung von energieeffizienten Lösungen vor? Gemeinsam mit unserem Kunden betrachten wir sowohl den Produktionsprozess als Ganzes als auch jeden einzelnen Produktionsschritt. Dabei prüfen wir jeden Bereich methodisch mit den drei Bausteinen identifizieren, evaluieren, realisieren. Identify Im ersten Schritt identifizieren wir verborgenes Energiesparpotenzial. Energieflüsse in der Anlage werden erfasst, visualisiert und analysiert. Evaluate Im zweiten Schritt werden die gesamten Lebenszykluskosten der Anlage auf Basis der Kennwerte ermittelt. Zudem wird das exakte Einsparpotenzial für die spezifischen Anwendungen und die Wirtschaftlichkeit möglicher Maßnahmen berechnet. Realize Im dritten Schritt werden die identifizierten und errechneten Energiesparpotenziale mit konkreten Maßnahmen umgesetzt. Dabei steht die Antriebstechnik im Fokus. Auf ihr Konto gehen rund zwei Drittel des industriellen Energiebedarfs. 5

6 In jedem Produktionsschritt profitieren Energieeffizienz in allen Schritten, allen Applikationen und allen Maßnahmen dafür steht unser umfassendes energieeffizientes Portfolio. Ziel ist es, die Produktivität der von Ihnen eingesetzten Energie kontinuierlich zu steigern. Dafür bieten wir Ihnen das umfangreichste Produkt- und Dienstleistungsspektrum auf dem Markt, das wir mit besonderem Verständnis für Ihre Anforderungen einsetzen. 6

7 1Product Design 2Production Planning Mit speziellen Softwaretools wird schon in der Pro - jek tierungsphase einer Maschine der Energieverbrauch berechnet. Alternative Maschinendesigns werden getestet und die wirksamsten Maßnahmen definiert. Mechatronic Support: Entwicklung von Maschinen mit geringem Energieverbrauch Maschinenanalyse: energieeffizienter Betrieb, Transparenz von Maschinen und Anlagen SIZER: Berechnung des Energieverbrauchs bereits in der Projektierungsphase Product Lifecycle Management: leistungsstarkes Instrumentarium für die energie- und ressourcensparende Planung, Entwicklung und Herstellung von Produkten Im Vorfeld wird die gesamte Produktion simuliert, um die Anlage komplett virtuell zu planen und im Hinblick auf Effizienz und Produktivität zu optimieren. Danach fällt die Entscheidung für die energieeffizienteste Lösung. Plant Simulation: Modellierung, Simulierung, Visualisierung und Optimierung des Energieumsatzes in Produktionsanlagen SinaSave: webbasiertes Tool zur Berechnung von Energiesparpotenzialen gegenübergestellter Antriebsprodukte bzw. -systeme Ergebnis: die energieeffizienteste Maschine Ergebnis: mehr Planungssicherheit in Sachen Energieeffizienz 5Services Unterstützung mit finanz-, produkt-, system- und applikationsnahen Services von der Planung bis zur Installation einer Anlage. Financial Services: Angebot individueller und rentabler Finanzierungsmodelle Mechatronic Support: mechanische Maschinenund Anlagenoptimierung

8 3Production Engineering 4Production Konfiguration der Anlage nach größtmöglicher Energieeffizienz. Dazu werden unter anderem Einzelsysteme für reibungslose Kommunikation miteinander vernetzt. SIMATIC powerrate: Energiemanagementlösung für die Kontroll- und Leitebene SIMATIC B.Data: umfassendes Werkzeug mit flexiblen Schnittstellen für effektives und profes - sionelles Energiemanagement auf Unternehmensebene für eine uneingeschränkte Transparenz Antriebsstrang: applikationsorientierte Beratung hinsichtlich der energieeffizientesten Antriebslösung TIA Portal: optimale Antriebskonfiguration Control Energy Funktionen, wie z. B. Motor Staging, Rückspeisung, Energieausgleich im Mehrachs betrieb, Bypass-Modus, ECO-Modus und SINUMERIK Ctrl-E SIRIUS Schalt- und Schutzgeräte: industrielle Schalttechnik mit energieeffizientem Portfolio zum Schalten, Schützen und Messen bei Festdrehzahlantrieben SENTRON: Hard- und Software für die Einführung des betrieblichen Energiemanagements gem. ISO Schaltschrankoptimierung: energieeffizienter, kostenoptimierter Schaltschrankaufbau Optimierung bestehender Anlagen durch die Verwendung energiesparender Komponenten und Lösungen. Einsatz von integrierten Automatisierungslösungen, effizienten Motoren, Getrieben, Schalttechnik und Umrichtern. SIMATIC powerrate: Erfassung von Energie- und Leistungsmittelwerten, Kappung von Leistungsspitzen SIMATIC B.Data: Erschließen von Optimierungspotenzialen durch exakte Prognose des Energiebedarfs PROFIenergy: Messwerteerfassung direkt am Verbraucher SIMOTICS: umfassendes Spektrum an effizienten Motoren bis 100 MW SINAMICS: applikationsspezifisches Frequenzum richter-portfolio SIRIUS Sanftstarter: zur Reduzierung von mechanischen und elektrischen Spitzenbelastungen SIMOCODE pro: Motormanagement-System für die Einbindung in übergeordnetes Energiemanagement und automatisches Lastmanagement SINUMERIK und SIMOTION: energieeffiziente Motion Control Steuerung für Betrieb und Überwachung von Maschinen und Anlagen SENTRON: Energiemonitoringsoftware powermanager für Transparenz der Energieflüsse und hohe Anlagenverfügbarkeit Prozessinstrumentierung: kontinuierlicher Informationsfluss aus dem Prozess SITOP Stromversorgung: Netzgeräte mit hohem Wirkungsgrad und geringen Leerlaufverlusten Ergebnis: die optimale Konfiguration für einen energiereduzierten Betrieb Ergebnis: bis zu 70 % Energieeinsparungen z. B. durch den Einsatz innovativer Antriebstechnik Energy & Environmental Services: durchgängiges Portfolio an Dienstleistungen für eine verbesserte Transparenz und gezielte Umsetzung von energieeffizienten Maßnahmen Ergebnis: maßgeschneiderte energie - effiziente Lösungen für jede Produktion

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10 Gut beraten beim Thema Energieeffizienz Wie effizient ist die Energieversorgung Ihres Unternehmens? Wie können Sie die Treibhausgas-Emissionen in Ihrer Produktion 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 Dienstleistungen im Rahmen von Energie- und Ressourceneffizienz. Wir unterstützen Sie, indem wir Transparenz schaffen und Einsparpotenziale im Gesamtbetrieb identifizieren. Diese Informationen stellen wir Ihnen als Entscheidungsgrundlage für konkrete Optimierungsmaßnahmen zur Verfügung und begleiten Sie auf Wunsch auch während der technischen Umsetzung. 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. 10

11 Ein Portfolio für Ihre Anforderungen Zum optimalen Einsatz von Energie bieten wir Ihnen maßgeschneiderte Beratungs-, Service- und Lösungsdienstleistungen. Wir unterstützen Sie bei Ihren Vorhaben, Trans parenz zu schaffen, Energieeinsparmaßnahmen zu identifizieren und so Energiekosten zu reduzieren. Dafür haben wir ein umfangreiches Portfolio an Dienstleistungen entwickelt, bei dem Ihre Geschäftsziele im Mittelpunkt stehen. Gemeinsam mit Ihnen analysieren und bewerten wir systematisch die Anlagen und Produktionsprozesse auf ihre Energie- und Ressourceneffizienz. 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. Unser Portfolio umfasst im Einzelnen: Bewusstsein: Energie-Effizienz-Management-Workshop, Einführung eines Energiemanagementsystems, Begleitung zur Zertifizierung (z. B. ISO 50001) Transparenz: Analyse zur Datentransparenz, Entwickeln eines Datenmanagement-Konzepts, Implementierung eines Energiedatenmanagementsystems Effizienz: technische Energieanalyse, technisches Konzept und Design-Studie, Implementierung technischer Optimierungsmaßnahmen 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. 11

12 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 3 m 3 /s ausgelegte Pumpstation sorgt für die Bewässerung von ha. Installiert wurden insgesamt 10 Niederspannungsmotoren, deren Drehzahl SINAMICS Frequenzumrichter regeln. Lastprofil ermitteln 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. 12 Applikation: Pumpen, Lüfter, Kompressoren

13 Niederspannungsumrichter aus der SINAMICS Familie passen die Motordrehzahl ständig an die aktuell erforderliche Fördermenge an. Dies spart Energie im zweistelligen Prozentbereich. Applikation: Pumpen, Lüfter, Kompressoren Evaluieren mit SinaSave 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. Energieverbrauch senken Je nach Applikation versprechen die 2-Punkt-Regelung, Drehzahlregelung mit Frequenzumrichter über teil- oder vollgeregelte Kaskaden ein enormes Energieeinsparpotenzial gegenüber einer mechanischen Drosselregelung. Eine Kombination aus Sanftstartern und / oder Frequenzumrichtern stellt hier einen effizienten Betrieb sicher. Der Energieverbrauch von Antrieben für Strömungsmaschinen lässt sich somit im Extremfall um bis zu 70 % reduzieren. Davon profitiert auch die Umwelt: Denn ein energetisch optimiertes Antriebssystem trägt nachhaltig zur Senkung von CO2-Emissionen bei. Für welche Lösung man sich letztendlich entscheidet, bestimmt das Lastprofil. 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 13

14 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. Servomotoren für geregelten Betrieb 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. PROFIBUS im Einsatz 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. Kundenvorteile im Überblick: Höhere Anlagenverfügbarkeit Reduzierung Öl-Tank-Volumen durch weniger Wärmeeintrag Entfall Hydraulikspeicher Geringere Abhängigkeit von der Öltemperatur Geräuscharm gegenüber konventioneller Hydrauliklösung 14 Applikation: Servopumpe

15 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. Energie zurückspeisen 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 15

16 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. Den Verbrauch im Blick Wer Energie sparen will, muss genau wissen, was er verbraucht. Das Energiecontrolling von Seat hat mit dem Energiemanagementsystem SIMATIC B.Data den Überblick. Über die Verbrauchszuteilung nach dem Verursacherprinzip lassen sich dazu unternehmensintern Anreize für Energiesparmaßnahmen setzen. Umfassend zu produktiven Prozessen 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. Daten im Fluss 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 SIMATIC B.Data kontinuierlich mit den benötigten Informationen. 16 Applikation: Fördertechnik

17 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 17

18 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. Energieströme erfassen 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 18 Applikation: Energiemonitoringsoftware, Messgeräte

19 Die Energiemonitoringsoftware powermanager analysiert die Energieflüsse beim weltweit größten Acrylfaserhersteller und zeigt Einsparpotenziale auf. Energieflüsse visualisieren 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 Kontinuierlich Energie sparen 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 19

20 Energiedaten unter Kontrolle Hohe Transparenz durch Energiemanagement mit SIMATIC powerrate und SIMATIC B.Data Ein sehr hoher Energieverbrauch und ein starker Automatisierungsgrad sind typisch für die Prozess- und Fertigungsindustrie. Was liegt da näher, als ein Energiemanagement in die bestehenden Systeme einzubinden? Mit SIMATIC powerrate für WinCC und PCS 7 bringen Sie Transparenz und Kontrolle in Ihre Energieverteilung. SIMATIC 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: Einblick in die Produktionsabläufe von der Energieerzeugung bis zur Energieverteilung der einzelnen Produktionsbereiche zu erhalten und in der Folge den Effizienzgrad zu erhöhen. Aus diesem Grund entschied man sich für die Einführung eines softwarebasierten Management systems. Damit bekommt man einen noch detaillierteren Einblick in die Produktionsabläufe. Für eine transparente Energiebilanz Die Wahl fiel auf das Energiemanagementsystem SIMATIC B.Data. Mit SIMATIC B.Data bieten wir ein umfassendes Werkzeug für effektives Energiemanagement auf Unternehmensebene. Dieses gibt es neben der bei Lenzing eingesetzten Stand-alone-Lösung auch als Option für das Visualisierungssystem WinCC. Verbrauch zuordnen Ob Strom, Dampf, Wasser, Heißwasser, Druckluft, Kälte, Schutzgas oder Vakuum SIMATIC B.Data erfasst Energieströme lückenlos und visualisiert sie unternehmensweit. Damit können die erfassten Verbrauchsmengen den einzelnen Produktionsprozessen gezielt zugeordnet werden. Rund 2200 Variablen werden dafür im Werk Lenzing standardisiert eingelesen. 95 % dieser Daten gelangen über ein Echtzeit-Datenerfassungssystem automatisch in SIMATIC B.Data, lediglich 5 % der Werte erfordern eine manuelle Eingabe. Während bisher einige Energiemanagement-Lösungen, basierend auf Tabellen und Listen genutzt wurden, um die monatliche Energiebilanzierung vornehmen zu können, lassen sich nun sämtliche Messstellen in Echtzeit beobachten und auswerten. Eine solche Online-Übersicht des Energieverbrauches versetzt Lenzing in die Lage, den für Optimierungen wichtigen Zeitaspekt mit zu berücksichtigen. 20 Applikation: Energiemanagementsystem

21 Ein wichtiger Aspekt der Entscheidung für SIMATIC B.Data war, dass das System mit seiner offenen Systemarchitektur einfaches Modellieren, flexible Variablenzuweisung und somit eine praxisgerechte Applikationserstellung bietet. Wolfgang Hemetsberger, Energy Optimisation & Controlling Business Unit Energy Daten gewinnen und auswerten Weiterer Vorteil von SIMATIC 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 SIMATIC B.Data die manuelle Zählerablesung. Überwachung in Echtzeit Durch den Einsatz von SIMATIC B.Data erhält Lenzing die erforder lichen Informationen, um eine fundierte Fehlerdiagnose durchführen zu können. 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. Die Energie-Norm für Unternehmen Die neue international gültige DIN EN ISO stellt den Energieverbrauch und die Energiepolitik Ihres Unternehmens in den Mittelpunkt. Die wichtigsten Bestandteile der DIN EN ISO sind die Planung des Energieeinsatzes und Energieprogramms, deren Umsetzung und das Controlling des Energieverbrauchs. SIMATIC B.Data ist ein vom TÜV Süd geprüftes Energiedatenerfassungssystem und erhielt am das Prädikat Zertifiziertes Energiedatenmanagement. Kundenvorteile im Überblick: Transparenz bzgl. der aktuellen Energiemengen und -kosten über alle Energiearten von Gas, Dampf, Wasser und Strom Überleitung der Energieverbräuche in übergeordnete ERP-Systeme Modellrechnungen und genauere, optimierte Planungen Senkung der Energiekosten Einfache Erweiterbarkeit für unternehmensweite Transparenz 21 Applikation: Energiemanagementsystem

22 siemens.de/energieeffizienz Siemens AG Industry Sector Postfach NÜRNBERG DEUTSCHLAND Änderungen vorbehalten 03/13 Bestell-Nr.: E20001-A140-M117-V1 Dispostelle WÜ/45441 GD.GC.EE.XXXX WS Gedruckt in Deutschland Siemens AG 2013 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.