e-factory : Transparenz im Energiehaushalt

Die Vernetzung und Integration von Produktionssystemen ist ein wesentliches Merkmal der smart factory, die im Zentrum des inject 4.0 Programms von Engel steht. Mit seinem eigenen MES (Manufacturing Execution System) unterstützt der österreichische Maschinenbauer seine Kunden, die Produktivität und Effizienz durch Vernetzung zu steigern. Engel e‑factory ist auf die Anforderungen der Spritzgießindustrie zugeschnitten und stellt deshalb eine sehr tiefe vertikale Datenintegration bis auf die Ebene einzelner Kavitäten sicher. Das modular aufgebaute System wird kontinuierlich erweitert. Neu zur K 2016 präsentiert Engel das Modul Energy, das die detaillierte Darstellung, Auswertung und Optimierung von Energieverbräuchen erlaubt. Für eine vollständige Energiebilanz über den gesamten Betrieb lassen sich Maschinen unterschiedlicher Marken einbinden, außerdem können nicht ins MES integrierte Verbraucher manuell erfasst werden. Mit diesen Funktionen liefert das MES von Engel die Basis für eine Zertifizierung nach EMAS, dem Umweltmanagementsiegel der Europäischen Union.

Einen weiteren Nutzen stiftet das neue Modul durch die intelligente Verteilung vorgegebener Strommengen auf die einzelnen Verbraucher. Dieses Hallenmanagement zahlt sich vor allem dann aus, wenn zum Beispiel nach dem Wochenende oder einer Betriebsruhe der gesamte Maschinenpark auf einmal hochgefahren wird. Damit selbst dann keine Energiespitzen auftreten, werden im System für jeden einzelnen Verbraucher dynamische Verbrauchslimits definiert.

Um die Strommenge bedarfsgerecht zu verteilen, greift das Modul Energy auf die Daten des Energiemanagementsystems ecobalance zu, das zum Funktionsumfang der CC300 Steuerung der Engel Spritzgießmaschinen gehört. Innerhalb der Maschine bzw. Fertigungszelle ordnet ecobalance jedem Verbraucher sowohl für das Anfahren der Maschine als auch den laufenden Betrieb einen bestimmen Verbrauchswert und eine bestimmte Priorität zu. Dabei wird berücksichtigt, dass die Spritzgießmaschine beim Anfahren für das Aufheizen besonders viel Energie benötigt und während der Produktion das Plastifizieren des Kunststoffs sowie das Einspritzen die meiste Energie erfordern. Nach jedem Zyklus bestimmt das System die Verbrauchswerte und Prioritäten neu. So wird die Priorität jener Verbraucher, die im vorausgehenden Zyklus viel Strom bekommen haben, verringert und die Priorität jener Verbraucher, die keinen oder nur wenig Strom erhalten haben, erhöht.

Was ecobalance innerhalb einer Maschine bzw. Fertigungszelle leistet, übernimmt das Modul Energy für den gesamten Maschinenpark. Die Maschinen und Fertigungszellen können dafür beliebig gruppiert werden, um unterschiedlichen Hallen oder Hallenbereichen individuelle Verbrauchslimits zuzuordnen. Je mehr Verbraucher und Energiequellen zur Verfügung stehen, desto effektiver kann die Verteilung gestaltet werden.

Mit dem Modul Energy haben die Spritzgießbetriebe einen weiteren Hebel, ihre Stromkosten zu reduzieren. Vor allem die Energiespitzen schlagen in vielen Betrieben deutlich zu Buche. Selbst wenn der maximale Strombedarf nur selten erreicht wird, muss dieser konstant vom Stromversorger bereitgestellt werden. Wird der maximale Anschlusswert überschritten, müssen Strafen gezahlt werden.

Nach wie vor ist Energieeffizienz ein wesentlicher Schlüssel zu niedrigen Stückkosten. Während in der Vergangenheit zahlreiche Entwicklungen auf Seiten der Antriebstechnik dazu beigetragen haben, den Energieverbrauch einzelner Abnehmer zu reduzieren, geht es heute immer stärker um das intelligente Verteilen von Energie. Die im Rahmen von Industrie 4.0 voranschreitende Vernetzung der Maschinenparks eröffnet hier neue Chancen.