Wirtschaftliche Funklösung schafft notwendige Transparenz

Energiemanagement ohne zusätzliche Verkabelung mit dem Funksystem Radioline

Produktionsstätte der Walter Mester GmbH  Co. KG  

Die Walter Mester GmbH & Co. KG produziert rund 14 Millionen geschmiedete Rohlinge pro Jahr

Um von den Steuervergünstigungen für energieintensive Betriebe zu profitieren, muss der Energieverbrauch transparent erfasst werden. Der Aufbau eines entsprechenden Managementsystems erweist sich allerdings dann als kostenträchtig, wenn zahlreiche Leitungen zur Anbindung der Messgeräte verlegt werden müssen.

Die Schmiede Walter Mester GmbH & Co. KG greift deshalb auf eine Funklösung von Phoenix Contact zurück.

Anwendung

Die 1908 gegründete Walter Mester GmbH & Co. KG produziert aus Standardstahl, hoch legierten Stahlsorten oder Nichteisenmetallen rund 14 Millionen geschmiedete Rohlinge pro Jahr. Zur deren Herstellung benötigt das Unternehmen etwa fünf Millionen kWh Strom pro Jahr, die hauptsächlich für die Wärmeprozesse genutzt werden.

Die Energieflüsse sollen nun aus zwei Gründen transparent ermittelt werden: Zum einen wollte man die Herstellungskosten der Werkstücke nicht mehr mit ungenauen Umlagen, sondern auf Basis der Energiekosten pro Fertigungsschritt an den Maschinen berechnen. Zum anderen erlaubt das Stromsteuergesetz eine Steuervergünstigung für energieintensive Betriebe. Vor diesem Hintergrund sind die Wärmeprozesse mit einem Energieerfassungs- und Managementsystem auszustatten.

Die ersten Angebote, die dem Geschäftsführer Ralf Mester unterbreitet wurden, waren aufgrund des hohen Verkabelungs- und Installationsaufwands nicht akzeptabel.

Lösung

Schaltkasten mit Funkmodul und Energiemessgerät  

Das Energiemessgerät EMpro und das Radioline-Funkmodul im Schaltkasten

Als Spezialist für Applikationslösungen in der Gießerei- und Schmiedetechnik entwickelte die Isertech GmbH der Schmiede einen funkbasierten Lösungsvorschlag. Mit der drahtlosen Vernetzung der Energieerfassungsgeräte lassen sich die relevanten Daten jetzt schnell und wirtschaftlich übertragen.

Der Ansatz setzt auf den Funkmodulen der Produktfamilie Radioline von Phoenix Contact auf, die mit der Trusted-Wireless-Technologie arbeiten. Der Wireless-Standard, der im lizenzfreien 2,4-GHz-ISM-Frequenzband funkt, kann Distanzen bis 5.000 Meter zwischen den einzelnen Stationen überbrücken.

Ferner werden intelligente Energiemessgeräte der Produktfamilie EMpro von Phoenix Contact verwendet, welche sämtliche elektrische Kenngrößen erfassen.

Raue Umgebungsbedingungen in der Schmiede  

Raue Umgebungsbedingungen in der Schmiede: starke Vibrationen und hohe Temperaturen

Zuverlässiger Betrieb selbst in rauer Umgebung

„Zunächst hatten mein Kunde und ich Bedenken“, berichtet Thomas Besbes, der im Vertrieb der Isertech GmbH tätig ist. „Wir waren uns nicht sicher, ob die drahtlose Kommunikation unter den rauen Umgebungsbedingungen einer Schmiede stets zuverlässig funktioniert."

Doch die elektromagnetischen Belastungen durch Trafos und Induktionsöfen sowie die hohen Temperaturen und ständigen Vibrationen der Hämmer stellen weder für die Radioline-Funkmodule noch für die EMpro-Energiemessgeräte ein Problem dar.

Bei der Realisierung in der Warsteiner Schmiede wurde die gesamte Produktionskette vom Vormaterial bis zum hochwertig geschmiedeten Rohling betrachtet und an den notwendigen Stellen mit Energiemessgeräten und Funksystemen ausgestattet.

Zentrale Verarbeitung und Speicherung der Daten

Nach dem Abkühlen müssen die Rohlinge vereinzelt werden. Weil der Energiebedarf der hier eingesetzten modernen Excenter- und Hydraulikpressen vergleichsweise gering ist, sind die Pressen messtechnisch an einer EMpro-Komponente zusammengefasst worden, die zentral in der Energieverteilung des Stanzraums montiert ist. Aufgrund der Funkkommunikation über die Radioline-Module musste hier lediglich eine kurze Kabelstrecke verlegt werden.

Nach der Inbetriebnahme des Energiemanagement-Systems zeigt sich schnell, dass die Schmiede aus den Messergebnissen weitere Rückschlüsse ziehen kann. Geschäftsführer Ralf Mester erläutert: „Jetzt können wir die Effizienzunterschiede zwischen den alten, analog geregelten und den modernen, digital gesteuerten Öfen genau erkennen. Auf Basis dieser Informationen lässt sich der Zeitpunkt für die Anschaffung eines neuen Ofens exakt festlegen.“

Die gesammelten Daten werden in einer zentralen Steuerung verarbeitet. Dort liegen dem Anwender jederzeit Auswertungen auf einem Webserver vor. Außerdem werden die Daten in einer SQL-Datenbank abgelegt, um einen Nachweis gegenüber der Steuerbehörde erbringen zu können.

Fazit

Ralf Mester und Thomas Besbes  

Überzeugt von der Energiemanagementlösung: Geschäftsführer Ralf Mester und Thomas Besbes

Die bei der Walter Mester GmbH & Co. KG umgesetzte Lösung zeigt, wie sich der Energieverbrauch mit systematisch an den energetischen Brennpunkten verbauten Messgeräten in Kombination mit einer zuverlässigen Funkübertragung transparent ermitteln lässt.

Mögliche Energiesparpotenziale können mit geringem Installationsaufwand detektiert und die Auslastung der Anlagen optimiert werden. Darüber hinaus erhält die Schmiede Daten für eine genaue Kalkulation der Herstellkosten, die vorbeugende Wartung und den zeitgerechten Austausch von Maschinen sowie den Nachweis des Verbrauchs im Rahmen von energieintensiven Prozessen.

PHOENIX CONTACT
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