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Energiemanagement nach DIN EN ISO 50001

Bild. Durchgängige Lösung für den PDCA-Zyklus

Energiekosten werden zu einem immer wichtigeren Faktor für Unternehmen. Um die Energieeffizienz zu erhöhen und Herstellungskosten zu senken, bedarf es Energiemanagementsystemen (EnMS). Die deutsche Bundesregierung beabsichtigt, kurzfristig zu entscheiden, ob die Erstattung von Strom- und Energiesteuer für das produzierende Gewerbe an die Einführung eines EnMS gebunden wird.

Die bisherige DIN EN 16001:2009 wurde am 24.04.2012 zugunsten der DIN EN ISO 50001 zurückgezogen. Grundlage dieser Normen ist der PDCA-Kreislauf (Plan-Do-Check-Act), der den Rahmen für kontinuierliche Verbesserungen von Prozessen oder Systemen bietet. Er stellt ein dynamisches Modell dar, bei dem die Ergebnisse eines Durchlaufs die Ausgangsbasis für den nächsten bilden. Diese Struktur ermöglicht es, den aktuellen Energieverbrauch immer wieder neu zu bewerten, zu optimieren und schrittweise Kosten zu senken.

Im Bild sind die vier Schritte eines PDCA-Zyklus zu erkennen. Im dritten Teil „Check“, der die Maßnahmen hinsichtlich ihrer Zielwirksamkeit kontrolliert und bewertet, werden unter anderem die Energie- und Prozessdaten erfasst. Für diese Erfassung steht eine durchgängige Lösung zur Verfügung: von den Embedded-PC bis zu speziellen Messtechnik- oder auch Kommunikationsklemmen, beispielsweise zur Integration von M-Bus-Zählern. Mit einem Embedded-PC, also einem modular aufgebauten und kompakten Hutschienen-PC, wird es möglich, die aus dem IT-Bereich bekannten Techniken im industriellen Umfeld, sprich in den Schaltschränken der Energieverteilungen und direkt in den Maschinensteuerungen, zu realisieren. Für ein Benchmarking werden die erfassten Energiedaten in ein Verhältnis zu den Prozessdaten gesetzt. So können Vergleichsdaten, wie Energieverbrauch pro Produktionseinheit, gebildet werden. Die dazu benötigten Prozessdaten können, wie die Energiedaten auch, über eigenständige IO-Systeme aus dem Feld und über eine Datenanbindung vom ERP-System gelesen werden. Die Embedded-PC ermöglichen es, eine Vielzahl von Datenanbindungen gleichzeitig an einer Feldstation zu realisieren. So können, neben einem EnMS, auch die MES-Lösung, das ERP-System und die Gebäudeleittechnik an die Feldebene angebunden werden. Hierfür bietet die Automatisierungssoftware Twincat entsprechende Kommunikationsschnittstellen, wie OPC. Auch ein Datenaustausch über den Embedded-PC hinweg als Gateway ist möglich. Damit könnten Verbrauchsdaten aus dem Gebäudeleitsystem im ERP-System zu einer Kostenstelle verrechnet werden. Das EnMS wird sich zukünftig weiterentwickeln und sich dann auch um die Steuerung der Eigenerzeugung (Kraft-Wärme-Kopplung, Photovoltaik, Spitzenlastkraftwerk) und der tarifabhängigen Speicherung (Wärmespeicher über Wärmepumpe, Eisspeicher) von Energie kümmern. Es wird zur Zentrale für die Teilnahme des Unternehmens am Smart Grid.

Aufgrund der Energiewende wird der Verbraucher zum Energiekunden werden, er wird aktiver Marktteilnehmer. Diese Veränderung wird dazu führen, dass sich die Unternehmen in den nächsten Jahren als Teilnehmer in einem Smart Grid wiederfinden werden, dem Internet der Energie. Die Kommunikationsschnittstellen und die damit verbundenen Sicherheitsprotokolle sind zum Teil noch in einer frühen Phase der Normung. Aufgrund der Komplexität und der länderübergreifenden Vernetzung eines Smart Grid wird diese Normungsphase noch eine gewisse Zeit in Anspruch nehmen. Absehbar ist hier jedoch der Einsatz von Embedded-Geräten, die schon jetzt mit Standardprotokollen aus dem Energiebereich, wie der Normenreihe IEC 61850, erfolgreich in den Energienetzen genutzt werden. Steuerungen von Beckhoff sind schon heute durch das Twincat-System „Smart Grid Ready“ und lassen sich an zukünftige Anforderungen eines intelligenten Strommarkts durch den Einsatz entsprechender Softwarebausteine anpassen.

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Autor: Thomas Kaiser ist Vertriebsingenieur bei der Beckhoff Automation GmbH.