Mit einem Jahresausstoß von über 3 Millionen hl Bier gehört Veltins in Deutschland zu den wichtigen Branchengrößen. Für den stetigen Ausbau und die Modernisierung der Produktionsanlagen sind genaue Betriebsdaten unerlässlich, insbesondere in Zeiten steigender Energiekosten. Dirk Bartmann, verantwortlich für die Prozessleittechnik bei Veltins, befasst sich schon lange mit dem Thema. „Bevor es Modbus gab, hatten wir in jeder Elektroverteilung eine SPS. Über die haben wir die Impulseingänge der Zähler aufsummiert und dem BDE-System, das heißt der Betriebsdatenerfassung, zugeführt. Die Direkterfassung kam erst später.“ Bertram Rösler, Leiter der Elektrowerkstatt, ergänzt: „Wir hatten schon digitale Zähler, allerdings ohne Displays und passende Schnittstellen. So suchten wir nach einer Alternative und wurden bei Janitza fündig. Erst rüsteten wir mit den Energiemessgeräten die Neuanlagen. Anschließend haben wir begonnen, die vorhandenen Zähler zu ersetzen und so nach und nach die gesamte Brauerei vollständig auf Janitza umzurüsten.“ Zunächst wurden Zähler mit Impulsausgang durch die Janitza Energieanalysatoren UMG 96S mit Profibus-Schnittstelle ersetzt, die gut zu der in der Automatisierung verbreitete SPS-Infrastruktur passte. Mit der Installation eines Ethernet-Netzwerkes stellte Veltins auf eine Direkterfassung per Modbus um.
Ausgeklügelte Messtechnik
Inzwischen sind rund 200 Messgeräte von Janitza bei Veltins im Einsatz. Zwei Typen sind besonders häufig zu finden: das UMG-509-PRO-Netzanalysegerät für die Trafo-Einspeisungen und zur Eingangswarenkontrolle der elektrischen Energie sowie das Multifunktionsmessgerät UMG 96RM-E für größere Abgänge und Anlagen. Mit dem UMG 509-PRO lassen sich kurzzeitige Netzanomalien erfassen und zeitliche Zusammenhänge mit der Produktion analysieren. Das UMG 96RM-E misst neben der Energie in beide Richtungen zum Beispiel auch Oberschwingungen bis zur 40. Harmonischen und Fehlerströme. Zudem kann es Lastprofile für Energiemanagementsysteme lückenlos aufzeichnen. Für viele RCM-Messungen, zum Beispiel zu Endverbrauchern, wird das UMG 20CM eingesetzt. Es beherrscht sowohl die Energiedatenerfassung als auch die Differenzstrommessung. Mit 20 Strommesskanälen kann es Oberschwingungen bis zur 63. Harmonischen erfassen. Durch Zusatzmodule lässt es sich auf bis zu 116 Kanäle erweitern.
Zusammenhänge erkennen
Die Anforderungen der verschiedenen Abteilungen – nicht nur bei Veltins – sind vielfältig. Während es in der Elektrowerkstatt hauptsächlich um Sicherheit, Kapazitätsplanung und Netzqualitätsparameter geht, liegt der Fokus bei der Prozessleittechnik auf Energiemanagement und der Zertifizierung nach ISO50001. Dafür bietet Janitza nicht nur Messgeräte mit offenen Schnittstellen für das hauseigene BDE-System an, sondern hat mit Gridvis auch eine zur Hardware passende, leistungsfähige Visualisierungssoftware. Während Zählerstände und Wirkleistung an das hauseigene BDE-System gehen, lassen sich mit Gridvis gleichzeitig weitere wertvolle Daten, etwa über die Netzqualität, gewinnen. Man kann sogar analysieren, ob eine Störung in der eigenen Anlage erzeugt wird oder aus dem Netz kommt. Dazu Bartmann: „Wir ziehen mehrfach Nutzen aus dem System, ganz konkret etwa bei der Energiesteuer-Rückerstattung. Die Kennzahlen bilden den Zusammenhang zwischen Energie und Produktionsmenge ab: wie effizient werden die Sude hergestellt, gibt es Trends oder Ausreißer. Hierfür liest unsere BDE die Zählerstände aus.“ Das hat gezeigt, dass beispielsweise bei der Lüftungsanlage in der Logistik Umgebungsbedingungen wie Feuchtigkeit und Temperatur eine Rolle spielen. Der Stromverbrauch steigt dann unabhängig vom Bierumsatz. Auch ein Produktwechsel in der Abfüllanlage braucht Strom, ohne dass produziert wird. All dies wird im Energiemanagement über die Regressionsanalyse in Form der sogenannten r²-Werte erfasst. Dazu Bartmann: „Idealerweise hat man einen linearen Zusammenhang zwischen Energieaufwand und Produktionsmengen. Das lässt sich aber in der Praxis nicht erreichen. Werte über 70 Prozent sind hier schon recht akzeptabel.“ Die Messungen sind so genau, dass sich Störungen und Abweichungen gut erkennen lassen. So konnte Bartmann bereits anhand eines steigenden Stromverbrauchs defekte Schwimmschalter an Entwässerungspumpen identifizieren. Ohne die Messungen wäre dies auf unbestimmte Zeit unentdeckt geblieben.
Nutzen durch Differenzstromüberwachung
Während die Umstellung noch im Gange ist, profitiert Veltins von einem Zusatznutzen der Janitza-Hardware: der Differenzstromüberwachung, kurz RCM (Residual Current Monitoring). Sie erleichtert die Anlagenüberwachung und sorgt zugleich für mehr Sicherheit. Vor allem macht sie die wiederkehrende Isolationsmessung nach DGUV Vorschrift 3 überflüssig. Hierfür ist die Anlage abzuschalten und jeder N-Leiter muss abgetrennt, gemessen und wieder angeschlossen werden. Das Verfahren ist nicht nur extrem zeitaufwändig, sondern auch fehleranfällig. Diese Isolationsmessung kann entfallen, wenn die Differenzströme kontinuierlich erfasst werden. Dazu Bernd Rösler: „Die Vorschriften zur Isolationsprüfung sind in der Praxis schwer zu erfüllen. Das ist jedem klar, der eine Anlage betreut. Mit Janitza haben wir eine dauerhafte RCM-Messung. Ich muss die Anlage nicht abschalten und erkenne Isolationsfehler schneller als mit einer Wiederholungsprüfung. Damit kommen wir auch den Versicherungen entgegen, da Brände häufig durch Isolationsschäden verursacht werden.“
