Aufzeichnung aktueller Energiegrößen nahezu in Echtzeit
Sterile Abfüllung in der Produktion von Boehringer Ingelheim. (Quelle: Boehringer Ingelheim)
Leistungsverlauf einer Prüfvakuumpumpe: Echtzeitüberwachung industrieller Prozesse (Quelle: Boehringer Ingelheim)
Die Erfassung der Energiewerte erfolgt über die Energiemessgeräte der Produktfamilie EMpro. (Quelle: Phoenix Contact)
Die Auswertung der erfassten Daten erfolgt im Edge-Device EPC 1522. (Quelle: Phoenix Contact)
Um keine Veränderungen an der zertifizierten Anlage durchführen zu müssen, wurden die Messgeräte und das entsprechende Framework während des laufenden Betriebs der Anlage in einem separaten Bereich des Schaltschranks installiert, der nicht mit der Anlagensteuerung in Verbindung steht. Für jede der drei Phasen einer Vakuumpumpe werden um die Kabel gelegte Messklemmen verwendet. So lassen sich die aktuell anliegenden Energiegrößen nahezu in Echtzeit aufzeichnen, ohne in die Elektroinstallation eingreifen zu müssen. Aufgrund der schnellen Abtastrate sind über die reine Energiemenge hinaus zeitliche Energieverläufe darstellbar. Die Erfassung der Energiewerte übernehmen zehn Energiemessgeräte EMpro von Phoenix Contact, an die die Messklemmen via Ethernet angeschlossen sind. Die eigentliche Auswertung der Daten erfolgt im kompakten Edge-Device EPC 1522 aus dem offenen Ecosystem PLCnext Technology. Für die Kommunikation zwischen EMpro und EPC 1522 wird das Modbus-Protokoll eingesetzt. Der komplette Aufbau nutzt zur eigenen Energieversorgung die im Schaltschrank der Prüfanlage existierende 230-V-Spannungsversorgung über eine separate Steckdose.
Die Verantwortlichen bei Boehringer Ingelheim, die schon in früheren Projekten gute Erfahrungen hinsichtlich der Kooperation mit Phoenix Contact gemacht hatten, äußern sich auch bei der derzeitigen Prüfanlage positiv. Dabei heben sie das umfassende Branchen-Know-how, die vertrauensvolle partnerschaftliche Zusammenarbeit sowie die schnelle Umsetzung der Anforderungen durch das Expertenteam von Phoenix Contact hervor. Die einzelnen Komponenten wurden optimal auf die besonderen Rahmenbedingungen und strengen Reglementierungen einer laufenden Pharmaproduktion zugeschnitten. Alle Ansprechpartner des Blomberger Automatisierungsspezialisten sind zeitnah verfügbar. Nicht zu vergessen die Offenheit der PLCnext Technology für Produkte anderer Hersteller – sei es durch die Unterstützung sämtlicher aktuellen und zukünftigen Übertragungsprotokolle oder die einfache Einbindung von Third-Party-Software. Bei Boehringer Ingelheim wird etwa über die Verwendung von Protokollen, wie NodeRed und MQTT, sowie neuer Datenbanken und Visualisierungslösungen nachgedacht.
Feststellung weiterer Einflussfaktoren auf den Energieverbrauch
Die gemeinsam realisierte Lösung zur Energiebedarfsanalyse hat einige überraschende ebenso wie wertvolle Erkenntnisse gebracht. Zum einen lässt sich 10 % an Energie einsparen, wenn sich die Anlage nach 15 min Stand-by-Betrieb automatisch abschaltet. Außerdem wurde durch die Messungen ein Leck der Vakuumleitung festgestellt, welches einen nicht unerheblichen Leistungsverlust verursacht hatte. Als drittes wichtiges Ergebnis zeigt sich, dass die Vakuumpumpen für den konkreten Anwendungsfall überdimensioniert sind, sodass sich hier ebenfalls Einsparpotenziale ergeben. Vor diesem Hintergrund sieht sich Boehringer Ingelheim mit Phoenix Contact als Partner gut aufgestellt, um die Unternehmensziele „Reduktion des Energieverbrauchs um 10 %“ sowie „Halbierung des CO2-Fußabdrucks bis 2030“ erfolgreich umsetzen zu können.
Offenes Ecosystem für aktuelle und zukünftige Automatisierungsanforderungen
PLCnext Technology ist das Ecosystem für die industrielle Automatisierung von Phoenix Contact. Es besteht aus offener Hardware, modularer Engineering-Software, einer globalen Community und dem digitalen Software-Marktplatz. Diese Kombination ermöglicht eine einfache Adaption an sich verändernde Anforderungen sowie eine effiziente Nutzung von vorhandenen und zukünftigen Softwarediensten, Schwarmintelligenz und Technologien.
Das passgenaue Design des offenen Automatisierungssystems erweist sich dabei als genauso wichtig wie eine flexible, modulare Erweiterung. Neben der SPS-Standardprogrammierung nach IEC 61131-3 ist mit den Steuerungen der Baureihe PLCnext Control auch die parallele Code-Erstellung sowie die Kombination von Programmiersprachen wie C/C++, C# oder Matlab Simulink in Echtzeit möglich. Mit der kostenlosen Basisversion der Engineering-Umgebung PLCnext Engineer lässt sich die Applikationsentwicklung beschleunigen. Durch die einfache Cloudintegration, Verwendung von Open-Source-Software und dem ständig wachsenden Know-how der PLCnext Community profitieren Anwender von neuen Formen der Zusammenarbeit. Die daraus resultierenden Solutions-Apps, Softwarebausteine, Runtime-Systeme und Funktionserweiterungen stehen im PLCnext Store zur Verfügung und sorgen für Zeit- und Kostenersparnis bei der Applikationsgenerierung.
www.plcnext-community.net
www.phoenixcontact.com/digitalfactory
phoe.co/data-driven-sustainability