IoT-basert energistyring med EMpro-enheter og EMMA Service

Gjør det enkelt å overholde alle lovbestemmelser, samtidig som du avdekker sparepotensialer

Høyere energikostnader og strenge lovbestemmelser gjør at det nå er viktigere enn noen gang for bedriftene å måle og analysere forbruket sitt. For å håndtere disse oppgavene finnes det nå IoT-løsninger, som helt enkelt installeres med Plug-and-Play og som kan brukes med minimale forkunnskaper. To eksempler fra produksjonen viser hvordan bedrifter kan dra nytte av dette.

Tidligere spilte statistikkene over energiforbruket i de daglige maskindataene en heller underordnet rolle. Det endret seg i det øyeblikket CO₂-fotavtrykk ble relevante variabler og energikostnadene klatret til nye høyder på stadig kortere varsler. Nå må samtlige bransjer som forbruker høye energimengder, gjøre alle relevante data måle- og evaluerbare samt dokumentere kontinuerlig reduksjon i energirelatert ytelse. Spesielt små og mellomstore bedrifter (KMU), som så langt ikke har brukt noen eller bare en rudimentær energiovervåking, drar nytte av bedre datatransparens. Dette fordi det gjør det enklere å overholde standarder og lovbestemmelser, og man får en mer detaljert oversikt over energiforbruket i de enkelte prosessene, maskinene eller anleggene. Ved hjelp av denne informasjonen avdekkes sparepotensial, som igjen kan bidra til mer effektiv energibruk og reduserte energikostnader.

De ansvarlige for bedriftens energistyring står likevel foran problemet med å klare å samle inn nødvendige forbruksdata korrekt og på en praktisk måte. Digitale strømmålere, som for eksempel er montert på maskiner og anlegg, kan generelt kobles til IT-infrastrukturen via kommunikasjonsprotokoller. De trenger likevel også ytterligere lagringsmuligheter og lange Excel-lister eller et egnet analyseprogram, som, i beste tilfelle, også kan være til hjelp som informativ visualisering. Kort fortalt: Så langt har en viss innsats og mye kunnskap vært nødvendig for å koble til mange forskjellige enheter, ta opp og analysere nødvendige data og på bakgrunn av dette avlede smarte konklusjoner av resultatene.

For energimanagere, som må arbeide med begrensede midler og ofte på forskjellige steder, er dette en stor utfordring.

Plug-and-Play-tilkobling til skyplattformen

Dette scenariet virker som skapt for et energistyresystem på IoT-basis. Faktisk kan en slik løsning implementeres med bare få IT-ressurser. En forutsetning er bruk av IoT-egnede målere i de forskjellige automasjonskapene eller i maskinen/anlegget, tilkobling av disse til en ruter samt en konto hos en skytjeneste. Som eksempel kan nevnes kombinasjonen av IoT-egnede EMpro-energimålere og EMMA Service på IIoT-plattformen Proficloud.io, som ble klargjort av Phoenix Contact. EMMA står for Energy Monitoring, Management and Analytics. Smart Service, som er enkel å betjene, visualiserer elektriske energi- og ytelsesdata fra de tilkoblede enhetene. Med den skybaserte løsningen får energimanagere tilgang til disse dataene, og det helt uavhengig av hvor målerne er installert.

Med informasjonen som oppnås på denne måten, kan riktige tiltak defineres og implementeres. EMMA Service hjelper energimanagerene i PDCA-syklusens kontrolltrinn (Plan Do Check Act) etter den internasjonale standarden ISO 50001:2018 (Energy management systems – Requirements with guidance for use).

De IoT-egnede EMpro-energimålerne kobles direkte til IIoT-plattformen Proficloud.io via Plug-and-Play gjennom et Ethernet-grensesnitt og den TLS-krypterte MQTT-protokollen. I skyomgivelsene kan energimanagere integrere målerne i et nytt eller et eksisterende system via den gratis Device Management Service. Valgte måleverdier blir deretter automatisk overført og lagret. Via EMMA Service får energimanagere nå tilgang til disse dataene, som kan brukes direkte. Omstendelige konfigureringer av klassiske industrielle nettverk – som Modbus eller PROFIBUS – er ikke lenger nødvendig.

Ytterligere fordeler ved kontinuerlig innsamling av energidata

Kontinuerlig innsamlet informasjon om energibruk fra maskiner, anlegg og prosesser er selve fundamentet for energistyring i bedriften. De danner grunnlaget for følgende, ytterligere fordeler:

• Utnyttelsen av anlegget optimaliseres gjennom intelligent kobling av anleggsdeler, jevn nettbelastning og reduksjon av harmoniske bølger.
• Topplast kan reduseres med intelligente beregninger av trender og en laststyring.
• Den kontinuerlige overvåkingen av anleggsparameterene reduserer anleggsstillstand til et minimum.

Brukseksempler fra praksis

Følgende to eksempler beskriver hvordan EMMA Service fungerer:

• Kjølelager

Snacksprodusent A ønsker en bedre transparens og oversikt over energibruken, da de ønsker å oppnå CO₂-nøytral produksjon samt å redusere energikostnadene på en bærekraftig måte. For å kunne identifisere nødvendige tiltak med mål om å oppnå mer effektiv energibruk og klare trinnene som kreves for å redusere energiforbruket måtte bedriften ha oversikt over to ting: Hvilken energimengde som trengs for å kjøle ett tonn poteter som ligger lagret på kjølelagrene, og energiforbruket pr. kilo for produktene som produseres. Den tidligere, månedlige avlesningen av målerne samt analyse via Excel-lister var tidkrevende, og ga ikke den transparensen og oversikten som var nødvendig for at bedriften skulle nå begge målene sine.

De IoT-egnede EMpro-energimålerne og EMMA Service, som lot seg ettermontere raskt og enkelt, gir nå en ukomplisert og detaljert dokumentasjon av energidataene. Ved hjelp av innsiktene man oppnådde, har bedriften forbedret kjølingen med utgangspunkt i lagret mengde poteter, og har også optimalisert produksjonsprosessen. Som en bieffekt får energistyringsteamet tilgang til de internasjonale lokaliseringene med tilhørende energidata, da disse også er tilkoblet Proficloud.io.

• Flaskefylling

Drikkevareprodusent B har satt seg som globalt mål å redusere CO₂-utslippet sitt i hele bedriftskonsernet med 25 % innen 2025. Som utgangspunkt for dette skal forbruket i energibærerne strøm, vann, varme og trykkluft måles og håndteres på en optimal måte. For dette formålet installerte drikkevareprodusenten måleutstyr på identifiserte hovedforbrukere, som overfører måledataene direkte til Proficloud.io. Her kan energimanageren visualisere og analysere forbruket i sanntid, raskt og enkelt via dashboards.

Bedriftsledelsen, som har sitt sete i USA, har som prioritet å gjøre samlet energiforbruk i samtlige av bedriftskonsernets energibærere tilgjengelig på et globalt dashboard samt vise detaljert informasjon i lokale, stedsspesifikke dashboards. Nettopp denne fordelen gir IIoT-plattformen Proficloud.io, gjennom EMMA Service. Med User Management Service gir Proficloud.io i tillegg en mulighet til å håndtere medarbeideres autorisasjoner og roller innenfor en organisasjon. Time Series Data Service fra Proficloud.io har også vist seg som nyttig, her kan ytterligere data evalueres via dashboards som kan konfigureres etter ønske.

Tilgang til nylig implementerte funksjoner

I begge tilfeller tilbyr Phoenix Contact, som komplettleverandør, maskinvarekomponenter som åpner for tilkobling til skyen – som kontrollere, Gateways og energimålere. De IoT-kompatible energimålerne i produktserien kobles til IIoT-plattformen Proficloud.io samt dennes standardiserte og skalerbare Smart Services, som EMMA-Service er en del av. Med Smart Services retter Phoenix Contact sitt blikk mot Best-Practice-løsninger som er enkle å betjene, og som vokser kontinuerlig i takt med kundens behov – helt i tråd med kravene i praksis fra dag til dag. Nye egenskaper og rask feilretting oppstår gjerne i dialog med brukerne. De setter også pris på den generelle fordelen ved skybaserte Services: Eksisterende kunder får direkte tilgang til nylig implementerte funksjoner og ytelser straks disse går live.

Smart Services for små og mellomstore bedrifter

Phoenix Contact Smart Business GmbH er kompetansesenteret til Phoenix Contact for industrielle skybaserte Smart Services og Data Analytics. Et stadig voksende team i Bad Pyrmont og Berlin utvikler standardiserte og skalerbare Software-as-a-Service-løsninger, såkalte Smart Services. På den måten kan mindre og mellomstore bedrifter dra nytte av fordelene ved digitaliseringen og Industrial IoT.

Ved hjelp av skybaserte Smart Services med utgangspunkt i Industrial IoT-teknologier får brukerne en oversikt over enhetenes og anleggenes status – fra hvor som helst, til enhver tid. Ved å ta i bruk skytjenestene for prognoser samt ved å optimalisere og styre applikasjoner administrerer brukerne av Proficloud.io og Smart Services drifts- og vedlikeholdsprosesser mest mulig effektivt. Ved hjelp av Smart Services reduserer de ved hjelp av Remote Monitoring nedetider, og de forbedrer redundante/manuelle arbeidsforløp. Med sin kombinasjon av maskin- og programvareløsninger er automatiseringsspesialisten Phoenix Contact dermed en komplettleverandør for Industrial IoT-anvendelser.