Total Energy Efficiency Management (TEEM)
Total Energy Efficiency Management (TEEM) innebär att integrera och utöka olika metoder för att planera och kontrollera fabriks- och produktionssystem och deras processer för energieffektivitet. För detta ändamål har Fraunhofer IPA utvecklat olika koncept med vilka den faktiska situationen i företaget kan kartläggas och utvärderas, potential för förbättringar kan identifieras och implementeringsåtgärder kan härledas. Arbetshjälpmedel stöder implementeringen av DIN EN 16001 och implementeringen av metodiken för energivärdeströmmen. På grundval av bestämningen av den processspecifika energivärdeströmmen, till exempel, fastställs energibehov, utvärderas med hjälp av nyckeltal och därefter uttömmes de identifierade besparingspotentialerna med beaktande av givna konstruktionsriktlinjer.
För att ge tekniskt stöd för hanteringsmetoden har ett analyssystem för optimering av användningen av energi i produktionen implementerats, med vilken energidata kan registreras och visualiseras holistiskt. Utgångspunkten för analysen är den så kallade energiovervakningen, i vilken nuvarande förbrukningsvärden loggas med mobil eller permanent installerad förbrukningsmätningsteknik, inklusive komponent- och mediespecifik inspelning av energiflöden. På grundval av de verkliga energidata simuleras sedan olika åtgärder för att förbättra energieffektiviteten för att illustrera effekterna på hela produktionsprocessen. Hela systemet dokumenteras i en applikationsguide, som fungerar som ett hjälpmedel för att genomföra åtgärder för att öka energieffektiviteten i företagens praxis och därmed belyser både tekniska och organisatoriska aspekter.
Som en del av ett första pilotprojekt kartlades en processkedja bestående av de tre produktionsstegen för formsprutning, målning och montering och kopplas samman med lämplig logistik. Ett formsprutningssystem från Kärcher och målningsboden vid Fraunhofer IPA har utrustats med mätinstrument för att kartlägga processstegen, som användes för att registrera motsvarande energikrav och produktionsdata. Realistiska scenarier implementerades för monterings- och logistikproduktionsstegen.
Den beskrivna produktionsprocessen simuleras i Plant Simulation. Energidata registrerade av formsprutningssystemet och målningsbåset fungerar som bas, kompletterat med data för montering och logistik. Användaren kan välja olika, fördefinierade optimeringsalternativ för energibesparing för de enskilda processstegen och effekterna på det totala energibehovet och på processkedjan kan visas. Simuleringsresultaten visualiseras sedan med nyckeltal och grafik och jämförs med varandra. Optimeringsalternativen inkluderar både nya processparametrar för systemen och organisatoriska förändringar i produktionsprocessen. I formsprutningsprocesssteget kan användaren ha effekterna på energiförbrukningen i systemet som visas genom att variera maskinparametrarna såsom att hålla tryck och längd på kylningsfasen, såväl som andra organisatoriska och mekaniska åtgärder. För målning och torkning simuleras och utvärderas optimeringsåtgärder såsom installation av värmehjul eller cirkulationsluftsdrift under hela torkningsprocessen. Olika optimeringsalternativ är också tillgängliga för montering.
På grundval av produktionsstegen i pilotprocessen blir det tydligt att TEEM-metoden kan tillämpas på en mängd olika produktionsområden - med hänsyn till de speciella egenskaperna. Systemet som analyseras i området "plastbearbetning" är till exempel ett formsprutningssystem för stora strukturer som används av Kärcher-företagets samarbetspartner. Ett korsbyggande energidatainsamlingssystem hade redan installerats på platsen för systemet, men hittills har detta endast utformats för långsiktig fakturering. Med utgångspunkt i den befintliga mät- och busstekniken identifierades ursprungligen viktiga energikonsumenter som kylvattenkretsar för verktyget och maskinens hydraulik och utrustades med snabbare nätverksmätningsteknik. Dessutom tillåter inspelade digitala signaler på maskinens status (stängning av verktyg, injektion etc.) energikraven tilldelas till enskilda processsteg. I praktiken spelas in och sparas signalerna var tionde sekund via en OPC-server. En ytterligare förkortning av mätnätet strävar fortfarande efter.
Den andra demoprocessen som analyserades är sprutboxen på Fraunhofer IPA. Målningsbåset har utrustats med ett komplett övervakningssystem bestående av värme- och vattenflödesmätare, mätanordningar för elektrisk kraft och utrustning för att bestämma temperaturen och fuktigheten i uteluften samt klimatet i sprutboxen, direkt och i frånluften. Mätningsdata registreras var femte minut via en M-Bus och vidarebefordras till ett motsvarande program.
Källa: Stuttgart [IPA]
