Projekte

EPRONETZ

Zentrales Online Energiemanagement von Prozessen für vernetzte kontinuierlich und diskontinuierlich betriebene Produktionsmaschinen (EPRONETZ)

Programm: KMU-innovativ: Produktionsforschung
Bekanntmachung: KMU-innovativ (bis 2015)
Wettbewerb: 01. Runde, Stichtag 01.11.2007

Kurzbeschreibung:
Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines intelligenten Software- Werkzeuges. Mit diesem Tool sollen einerseits Energiepotentiale erfasst und online an einem zentralen Leitststand visualisiert werden. Andererseits soll man über dieses Tool aktiv in komplexe Prozessabläufe eingreifen und die Prozessparameter unter der Prämisse einer optimalen Energieausnutzung verändern können. Dieses Tool findet Anwendung in vernetzten kontinuierlich oder diskontinuierlich betriebene Prozessen , weil es die Energieeffizienz des Prozesses beurteilen kann. Gleichzeitig liefert das Tool einen Vorschlag, wie unter Berücksichtigung der vorhandenen Energiespitzen und des Gesamtenergieverbrauches ein optimaler Prozessablauf realisiert werden kann. Neben der Ermittlung der für Prozessablauf und Disposition wichtigen Sollzeiten kann nun auch die prozessbezogenen Sollenergie berechnet werden. Dadurch ist eine energieoptimierte Gestaltung der Prozessabläufe über ein übergeordnetes und vernetztes Regelinstrument möglich.

Projektdauer: 01.04.2008 − 30.09.2009

Projektkoordinator:
Dr. Frank Becker
setex schermuly textile computer GmbH
Telefon: +49 6476 91470
E-Mail: frank.becker@setex-germany.com

Ansprechpartner bei PTKA:
Jürgen Schelisch
Telefon: +49 351 463-31427
E-Mail: juergen.schelisch@kit.edu

Detaillierte Projektbeschreibung

1. Problemstellung
In vielen Bereichen der Textilveredlungsindustrie und verwandter Branchen ist der Energieverbrauch von einzelnen Produktionsmaschinen oder gar von Prozessteilschritten nicht bekannt. Lediglich autarke Strombegrenzer werden außerhalb der Produktion (Klimatisierung, Drucklufterzeugung etc.) beschränkt eingesetzt, so dass ihre Effizienz vergleichsweise be-scheiden ist. Der Einsatz im Produktionsbereich ist nicht möglich, da die unvernetzt arbeitenden Systeme einer geregelten Produktion im Wege stehen würden. Nach derzeitigem Kenntnisstand der Projektpartner sind auf dem Markt keine übergeordneten, vernetzten Systeme im Sinne des Projektes vorhanden.

2. Projektziele
Ziel des Projektes war die Entwicklung eines intelligenten Tools zur energetischen Analyse von sowohl kontinuierlichen als auch diskontinuierlichen arbeitenden vernetzen Produktionsmaschinen in der Textilveredlung bzw. in weiteren energieintensiven Sparten (z.B. Papier- oder Lebensmittelindustrie) .
Erstmalig sollte unter der Prämisse der optimalen Energieausnutzung und -einsparung ein übergreifender Lösungsansatz realisiert werden, bei dem es durch einen zentralen Eingriff möglich ist, Energiespitzen zu vermeiden und somit Energiekosten zu senken. Neben diesem leicht greifbaren, ökonomischen Anreiz können über das Tool und dessen
Eingriffsmöglichkeiten in die Prozessabläufe spezifische Energieeinsparpotenziale on-line visualisiert und realisiert werden. Dadurch können erstmals auch innerbetriebliche Querschnittstechnologien wie die Wärmerückgewinnung oder Heißwasserspeicherung energieeffizient eingesetzt werden.


3. Vorgehensweise
Das Projekt wurde in 3 Teilabschnitten bearbeitet. Projektabschnitt 1 beinhaltete alle Aktivitäten und Massnahmen zur Bestimmung des energetischen IST-Zustandes. Dazu war es u.a. notwendig, prozesstypische Energieströme datentechnisch zu erfassen, Prozesseingriffspunkte und situationsabhängige technologisch bedingte Energieanforderungen festzulegen.
Im Projektabschnitt 2 wurde ein frei konfigurierbares Anzeigetool für energetische Prozessabläufe und -zustände entwickelt. Dazu war es notwendig, Algorithmen zur Berechnung der Werte für die Prozesssteuerung und zur Beurteilung der Prozesseffizienz zu entwickeln.
Im Projektabschnitt 3 wurden neben dem Aufbau einer Integrationsplattform zum Austausch von Energiedaten auch praxisnahe Feldtests und Optimierungsmaßnahmen beim Anwender durchgeführt.

4. Ergebnisse und Anwendungspotenzial
Wichtigster Fokus der Energieanalyse war die Erfassung der energierelevanten Teilschritte in der Vorbehandlung, Färberei und Appretur/Beschichtung des Betriebes. Durch die messtechnische Erfassung der Stromaufnahme an mehreren Maschinen im Bereich Färberei und Appretur konnte ein guter Einblick in die Energiesituation gewonnen werden. Nach Abschluss der Messungen wurden alle Informationen zur abschließenden Beurteilung zusammengeführt und die entsprechenden Prozesseingriffspunkte definiert.
Um für die Produktion eine verbesserte Kosten und Termineffizienz zu erreichen, wurde das Tool als Subsystem in das existierende Maschinen- und Prozessleitsystem OrgaTEX von Setex implementiert. Das Tool besteht aus drei funktionellen Einheiten (Echtzeit-Visualisierung, Tool zur periodischen Abarbeitung und Analyse aller eingehender Daten und Aufbereitung durch applikationsspezifische Algorithmen, transparente Datendarstellung) .
Speziell im Hinblick auf einen breiten und universellen Einsatzbereich kann der Anwender variabel konfigurieren, Schwellenwerte anpassen oder ganze Formeln anpassen/erweitern. Das Tools entscheidet damit selbstständig ab wann Aktionen automatisch durchgeführt werden. Mit der energieeffizienten Produktion lassen sich spürbar Kosten einsparen,
Lebenszykluskosten verringern und im Endeffekt wirtschaftlich und ökologisch günstigere Produkte fertigen.

Projektträger

Projektträger Karlsruhe (PTKA)
Produktion, Dienstleistung und Arbeit
Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

Hermann-von-Helmholtz-Platz 1
76344 Eggenstein-Leopoldshafen

+49 (0)721 608-25281
+49 (0)721 608-992003

info@ptka.kit.edu
Standort Dresden
PTKA

Ansprechpartner

Sekretariat Karlsruhe

Susanne Zbornik

+49 (0)721 608-25281
susanne.zbornik@kit.edu

Sekretariat Standort Dresden

Heike Blumentritt

+49 (0)721 608-31435
heike.blumentritt@kit.edu