DE102005057270A1

DE102005057270A1 - Produktionsdatenerfassungs- und -analysesystem

Info

Publication number: DE102005057270A1
Application number: DE200510057270
Authority: DE
Inventors: Silvio Esser
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-11-25
Filing date: 2005-11-25
Publication date: 2007-06-28

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Produktionsdatenerfassungs- und -analysesystem, umfassend mindestens eine maschinenbezogene mittels Messcomputern (Zähler) vorgenommene Erfassung von energiebezogenen Produktionsdaten, die Übermittlung der energiebezogenen Produktionsdaten zu einem Datenempfänger und deren Weiterleitung in Form bevorzugt drahtlos abrufbarer Daten an eine Zentrale, die mindestens die maschinenbezogenen Energiedaten in einem Zeit-Diagramm einzeln, in Gruppen oder in der Gesamtsumme (Einzelzählerverbrauch einem den energiebezogenen Gesamtproduktionsdaten zu einem gleichen Zeitpunkt entsprechenden Wert (Hauptzählerverlauf) gegenüberstellt, wobei die Messcomputer (Zähler) mindestens für drei einphasige als auch mindestens für eine dreiphasige Messung konfiguriert sind sowie mindestens eine S0-Schnittstelle für die Übermittlung der elektrischen Energiedaten und mindestens eine RS 485-Schnittstelle für die Übermittlung der Momentanleistung und aufsummierte Energiedaten als auch für die Einzelkomponenten (Strom, Spannung, Phasenverschiebung, Wirk-/Blind- und Scheinleistung) jeder einzelnen Phase oder gesamt verfügen (Fig. 1).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erfassung und Analyse insbesondere von Prozessdaten bezüglich des Energiebedarfs/-verbrauchs bei einer industriellen Produktion.
In Zeiten von steigenden Energiepreisen gilt es, besonders Energieflüsse und Produktionsprozesse zu erfassen, um die Themen Kostensenkung und Controlling erfolgreich behandeln zu können. Die Kostenoptimierung besteht energiebezogen darin, die Spitzenlast zu reduzieren und/oder die Einsatzplanung der Produktion zu optimieren.
Dabei muss berücksichtigt werden, dass bei den Energiepreisen neben dem eigentlichen Bedarfspreis (Summe der verbrauchten Energie) noch ein Leistungspreis (berechnet aus den Spitzenabnahmen) zu zahlen ist. Letzterer ist durch betriebswirtschaftliche und produktionsorganisatorische Maßnahmen beeinflussbar.
Um hier zu entsprechenden Ergebnissen zu gelangen, bedarf es einer Erfassung der energiebezogenen Daten der Produktionsmaschinen, einer Echtzeitermittlung deren Energiebedarfs/-verbrauches.

Auf dieser Grundlage lassen sich die Gesamtverbrauchszahlen detailliert erklären und können verändert werden. Dies ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung.

Diese Aufgabe wird gelöst mit den Merkmalen der Ansprüche 1 und 7, vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Produktionsdatenerfassung und -analyse umfasst mindestens eine maschinenbezogene mittels Messcomputern (Zähler) vorgenommene Erfassung von energiebezogenen Produktionsdaten, die drahtlose Übermittlung der energiebezogenen Produktionsdaten zu einem zentralen Datenempfänger und deren Weiterleitung in Form abrufbarer Daten an eine Zentrale, die mindestens die maschinenbezogenen Energiedaten in einem Zeit-Diagramm einzeln, in Gruppen oder in der Gesamtsumme (Einzelzählerverbrauch) einem den energiebezogenen Gesamtproduktionsdaten zu einem gleichen Zeitpunkt entsprechenden Wert(Hauptzählerverlauf) gegenüberstellt, wobei die Messcomputer (Zähler) sowohl für drei einphasige als auch für eine dreiphasige Messung konfigurierbar sind sowie über mindestens eine Kommunikations-Schnittstelle (z.B. RS485, S0) für die Übermittlung der Momentanleistung und aufsummierte Energiedaten als auch für die Einzelkomponenten (Strom, Spannung, Phasenverschiebung, Wirk-/Blind- und Scheinleistung) jeder einzelnen Phase oder gesamt verfügen. Separate Funkmodule empfangen die Daten mehrerer Zähler und übermitteln sie drahtlos zum zentralen Empfänger.

Auf diese Weise wird es möglich, genau festzustellen, wo die Ursachen für Energieverbrauchsspitzen liegen. Dadurch lassen sich Betriebsprozesse optimieren und Lastspitzen reduzieren.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist neben der maschinenbezogenen Energie-Produktionsdaten-Erfassung die weiterer energieverbrauchender Einrichtungen wie Licht, Heizungen, usw. vorgesehen. Auch diese werden dem Datenempfänger bevorzugt drahtlos übermittelt.

Über die energiebezogenen Produktionsdaten ist auch die Nutzungsdauer der einzelnen Maschinen beschreibbar, so dass sich im Ergebnis Auslastungsdaten betriebswirtschaftlich auswerten lassen.

Die Analyse insbesondere der vorab genannten Produktionsdaten kann nicht nur zu Anweisungen an das bedienende Personal führen. Vorgesehen ist in einer weiteren Ausgestaltung, die Zentrale direkt oder über Zwischenstationen mit einem oder mehreren Ein- bzw. Ausschaltvorrichtungen für die Maschinen zu koppeln, derart, dass von der Zentrale übermittelte Daten die Inbetriebnahme zeitlich vorziehen oder verzögern.

Einmal installiert kann der Datenempfänger auch als Sammler und Weiterleiter für weitere drahtlos übertragene Messwerte von Überwachungssensoren ausgebildet sein und die der Zentrale übermittelten Daten bei vorgegebenen Normabweichungen z. B. eine Alarmauslösung bewirken.

Das Produktionsdatenerfassungs- und -analysesystem soll anhand der Zeichnungen erläutert werden. Es zeigen:
1: den prinzipiellen Aufbau und
2: eine entscheidende Systemkomponente.
1 zeigt, dass mittels Messcomputern 1, 2 eine maschinenbezogene Erfassung von energiebezogenen Produktionsdaten erfolgt. Neben den maschinenbezogenen Energieproduktionsdaten werden weitere energieverbrauchende Einrichtungen wie Licht, Heizungen, usw. gemessen und in einem Schaltcomputer 5, vorzugsweise einem pro Raum, zusammengeführt.
Die Übermittlung der energiebezogenen Produktionsdaten sowie der Daten weiterer Einrichtungen erfolgt drahtlos zum Datenempfänger (3) und deren Weiterleitung in Form abrufbarer Daten dann an eine Zentrale (4). Hier werden die maschinenbezogenen Energiedaten in einer Datenbank gespeichert und in einem Zeit-Diagramm einzeln, in Gruppen oder in der Gesamtsumme (Einzelzählerverbrauch) einem den energiebezogenen Gasamtproduktionsdaten zu einem gleichen Zeitpunkt entsprechenden Wert(Hauptzählerverlauf) gegenüberstellt und stehen für die Auswertung direkt oder individuell an PC's (6) zur Verfügung.
2 zeigt als eine entscheidende Systemkomponente den Messcomputer (1, 2) mit einer Konfiguration für drei einphasige als auch für eine dreiphasige Messung sowie mit mindestens einer Kommunikations-Schnittstelle für die Übermittlung der Momentanleistung und aufsummierte Energiedaten als auch für die Einzelkomponenten (Strom, Spannung, Phasenverschiebung, Wirk-/Blind- und Scheinleistung) jeder einzelnen Phase oder gesamt dar.
Diese Systemkomponente gestattet den Einsatz eines Typs von Messcomputer (1, 2) und die Zusammensetzung des Systems nach dem Baukastenprinzip.
In diesem Sinn kann der Messcomputer (1, 2) selbst aus 3 Modulen zusammengesetzt sein, einem Zählmodul, einem Funkmodul und einem Umsetzer. Der Zählmodul ist so kombinierbar mit weiteren Sensoren, deren Messergebnis als Sequenz des Übertragungsprotokolls mitgeführt werden. Dabei weist das Übertragungsprotokoll von vornherein freie Plätze auf, die dann durch beliebige andere Messergebnisse belegbar sind.

Claims

Produktionsdatenerfassungs- und -analysesystem umfassend mindestens eine maschinenbezogene mittels Messcomputern (Zähler) vorgenommene Erfassung von energiebezogenen Produktionsdaten, die Übermittlung der energiebezogenen Produktionsdaten zu einem Datenempfänger und deren Weiterleitung in Form bevorzugt drahtlos abrufbarer Daten an eine Zentrale, die mindestens die maschinenbezogenen Energiedaten in einem Zeit-Diagramm einzeln, in Gruppen oder in der Gesamtsumme (Einzelzählerverbrauch) einem den energiebezogenen Gasamtproduktionsdaten zu einem gleichen Zeitpunkt entsprechenden Wert (Hauptzählerverlauf) gegenüberstellt, wobei die Messcomputer (Zähler) sowohl für drei einphasige als auch für eine dreiphasige Messung konfigurierbar sind sowie mindestens eine Kommunikations-Schnittstelle für die Übermittlung der Momentanleistung und aufsummierte Energiedaten als auch für die Einzelkomponenten (Strom, Spannung, Phasenverschiebung, Wirk-/Blind- und Scheinleistung) jeder einzelnen Phase oder gesamt verfügen.
Produktionsdatenerfassungs- und -analysesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass neben den maschinenbezogenen Energie-Produktionsdaten weitere energieverbrauchende Einrichtungen wie Licht, Heizungen, usw. gemessen und dem Datenempfänger übermittelt werden
Produktionsdatenerfassungs- und -analysesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die maschinenbezogenen Energie-Produktionsdaten zur Feststellung der Nutzungsdauer der Maschinen verwendet werden können.
Produktionsdatenerfassungs- und -analysesystem nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentrale direkt oder über Zwischenstationen mit einem oder mehreren Ein- bzw. Ausschaltvorrichtungen für Maschinen gekoppelt ist, derart, dass von der Zentrale übermittelte Daten die Inbetriebnahme zeitlich vorziehen oder verzögern oder unterbrechen.
Produktionsdatenerfassungs- und -analysesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Datenempfänger als Sammler und Weiterleiter für weitere drahtlos übertragene Messwerte von Überwachungssensoren ausgebildet ist.
Produktionsdatenerfassungs- und -analysesystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die der Zentrale übermittelten Daten bei vorgegebenen Normabweichungen eine Alarmauslösung bewirken.
Vorrichtung zur Produktionsdatenerfassung und -analyse bestehend aus maschinenbezogen angeordneten Messcompu tern (1, 2) zur Erfassung von energiebezogenen Produktionsdaten, einer Funkübertragung zur Übermittlung der energiebezogenen Produktionsdaten zu einem Datenempfänger (3) und einer Datenverbindung zur Weiterleitung der Daten an eine Zentrale (4), die mindestens die maschinenbezogenen Energiedaten in einem Zeit-Diagramm einzeln, in Gruppen oder in der Gesamtsumme (Einzelzählerverbrauch) einem den energiebezogenen Gasamtproduktionsdaten zu einem gleichen Zeitpunkt entsprechenden Wert (Hauptzählerverlauf) gegenüberstellt, wobei die Messcomputer (1, 2) für drei einphasige wie auch für eine dreiphasige Messung konfigurierbar sind sowie mindestens eine Kommunikations-Schnittstelle für die Übermittlung sowohl der Momentanleistung und aufsummierte Energiedaten als auch für die Einzelkomponenten (Strom, Spannung, Phasenverschiebung, Wirk-/Blind- und Scheinleistung) jeder einzelnen Phase oder gesamt verfügen.
Vorrichtung zur Produktionsdatenerfassung und -analyse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet dass neben den maschinenbezogenen Energieproduktionsdaten bei weiteren energieverbrauchenden Einrichtungen wie Licht, Heizungen, usw. der Energieverbrauch gemessen wird, wobei diese Daten vorzugsweise in einem Schaltcomputer (5) pro Raum zusammengeführt werden und von hier drahtlos dem Datenempfänger (3) und weiter der Zentrale (4) übermittelbar sind.
Vorrichtung zur Produktionsdatenerfassung und -analyse nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungsprotokoll über freie Sequenzen verfügt, die durch Messergebnisse von weiteren Sensoren belegbar sind.
Vorrichtung zur Produktionsdatenerfassung und -analyse nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentrale (4) direkt oder über Zwischenstationen mit einem oder mehreren Ein- und/oder Ausschaltvorrichtungen für Maschinen gekoppelt ist, derart, dass von der Zentrale (4) übermittelte Daten die Inbetriebnahme zeitlich vorziehen oder verzögern oder unterbrechen.