Energiesparen: Möglichkeiten und Erfahrungsaustausch

Thomas_v2.1

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Es ist halt schwierig ohne günstige und wirklich groß dimensionierte Energiespeicher. Ich bin viel im Abwasserbereich unterwegs, und da werden jetzt auch vermehrt PV-Anlagen installiert. Als Unterstützung im Notstrombetrieb ist PV hier beispielsweise nicht zu gebrauchen, weil wenn wegen einer dicken Wolke in ein paar Sekunden 100 kW wegfallen, dann schafft das BHKW es nicht in dieser kurzen Zeit auszugleichen, zumindest nicht die kleinen auf Gasbetrieb.

Und da hatte ich mir auch mal ein paar Gedanken gemacht, man könnte ja wenn man zumindest am Vorabend / Nachts wüsste wie die Sonneneinstrahlung am nächsten Tag ist, nachts das BHKW hochfahren und den Gasspeicher leerfahren, und dann bei Sonnenschein stehen lassen um den Gasspeicher zu füllen. Es gibt ja solche Prognosen, aber wie zuverlässig sind diese? Außerdem produziert das BHKW gleichzeitig auch noch Wärme die benötigt wird (auch im Sommer, hier zwar weniger).

Das ist selbst bei kleinen Anlagen schon schwierig zu managen, und wenn man sich alleine mal den Energiebedarf der chemischen Industrie anschaut, dann wird einem schwindelig. Da ist mit PV und Windkraft nichts zu reißen, das geht nur mit Deindustrialisierung und zurück zum Agrarstaat.
 

rostiger Nagel

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Das ist selbst bei kleinen Anlagen schon schwierig zu managen, und wenn man sich alleine mal den Energiebedarf der chemischen Industrie anschaut, dann wird einem schwindelig. Da ist mit PV und Windkraft nichts zu reißen, das geht nur mit Deindustrialisierung und zurück zum Agrarstaat.
Dann ist ja gut das ich auf den Land wohne und in
meiner Jugend in der Landwirtschaft mein Taschengeld
verdient habe, somit bin ich wahrscheinlich die Fachkraft
von morgen.
 

s_kraut

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Kommt halt drauf an, wenn die Anlage eh nie so richtig ausgelastet wird, dann macht es mit Sicherheit Sinn, die Zeit der Aktivität dem Energiepreis umgekehrt proportional zu takten.

Dabei mal schauen ob halt das Personal auch immer zu den Solar-Peaks am Start ist. Oder ob ihr es halt echt ohne schafft!

Gute Idee im Prinzip.

Große Aufgabe wird sein, die Verbraucher einstmals einzutakten. Damit die Waschmaschine losgeht wenn es günstig ist, aber halt doch nicht alle gleichzeitig...damit der Karren lädt und speißt wenn es günstig ist.

Spannendes Thema bei so einem dummen Netz.
 

Blockmove

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Die Idee mit den sonnenhungrigen Robotern ist ja ein wenig schwarz/weiß.
Seit Jahren gibt es ja genügend „Berater“, die einem erzählen, dass durch Anpassung der Beschleunigungrampen und Geschwindigkeiten an die Produktionsprozesse 50% und mehr Energie gespart werden kann. Über die Zahlen lässt sich streiten, aber der Sachverhalt ist richtig. Nur ist der Programmieraufwand dahinter ganz erheblich und bei verketteten Anlagen schafft man sich schnell unstabile Zustände. Wenn die Energiepreise wirklich so steigen, wie prognostiziert, dann rechnet sich aber der Aufwand schon.
 

ducati

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Seit Jahren gibt es ja genügend „Berater“, die einem erzählen, dass durch Anpassung der Beschleunigungrampen und Geschwindigkeiten an die Produktionsprozesse 50% und mehr Energie gespart werden kann. Über die Zahlen lässt sich streiten, aber der Sachverhalt ist richtig.
Ich hab jetzt zwar wenig Ahnung von Maschinenbau, aber ich dachte immer es kommt auf jede Sekunde Taktzeitverkürzung an. Also höchste Prio hat kürzeste Taktzeit, komme was wolle?

PS: In solchen Situationen schieb ich den Oberschlaumeiern, ähhh "Beratern" mal gern meinen Laptop rüber und sag "dann mach doch mal eben schnell" 🤣
 
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Blockmove

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Ich hab jetzt zwar wenig Ahnung von Maschinenbau, aber ich dachte immer es kommt auf jede Sekunde Taktzeitverkürzung an. Also höchste Prio hat kürzeste Taktzeit, komme was wolle?

Kann man pauschal so nicht sagen. Wenn du eine verkettete Fertigung hast, dann gibt es als Basis einen kalkulierten Takt, bei dem die geplante Stückzahl in der geplanten Zeit erreicht wird. Da aber Rüsten, Materialzuführung, Störungsbeseitigung, ... in den Fertigungsfluss eingehen, müssen Anlagen schneller sein. Dazu kommt noch die Varianz mit verschiedenen Produkten. Bei einer Sorte hast du z.B. 2 Bohrungen, bei einer anderen 8 Bohrungen. Die Geschwindigkeiten der Roboter / Achsen bleiben aber gleich. Es gibt also durchaus genügend Stellschrauben.
Und ich würd mal sagen, dass der Aufwand exponentiell zur Energieeinsparung und zur Anzahl der Beteiligten Planer steigt :)
 

Matze001

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Es geht hier ganz klar um den "Marketing-Faktor" - Nicht nur rechnerisch CO2 Neutral zu sein, sondern es wirklich zu tun.
Die Anlage ist nach aktueller Planung zu 70% ausgelastet, daher lässt sich in diesem Stadium dieses Gedankenspiel sehr gut realisieren.

Außerdem wird die Autonomie der Anlage bei ca. 60 Stunden liegen, d.h. ich brauche kein Personal wenn die Sonne scheint. Die können auch nachts um 3 kommen und die Maschine rüsten / befüllen, das wäre vollkommen egal.

Bissle NodeRed usw. kann ich mir sparen, ich hab eh eine C#-Anwendung für die Kopplung zum ERP-System. Auf diesem Weg kann ich ebenfalls eine Kopplung an den Wechselrichter / das Energiemanagement vornehmen.

Gestern hatte ich ebenfalls ein Gespräch bezüglich dem Stromverbrauch. Hier ging es aber um die Peak-Leistung, da der Kunde mit seinem Stromanschluss am Anschlag ist, und für Peaks richtig fett Kohle zahlt. Sein Ziel ist es das der Roboter die Maschine nur startet, wenn dies keinen Peak auslösen würde der teuer wird. Er nimmt somit eine Verzögerung von bis zu 15min in Kauf, was sich aber in Summe für ihn sofort wieder rechne.

Ich glaube das Thema wird immer interessanter, und wir werden immer mehr solche "Spielchen" treiben dürfen, um die Energie die zur Verfügung steht sinnvoller zu nutzen.

Die Rampen vom Roboter sind schön und gut, aber wenn ich 5 Maschinen mit je 20kW Spindeln beschicke, muss ich mir über die 5kW die der Roboter mal kurz zieht erstmal noch nicht die großen Gedanken machen, aber es auch nicht vollkommen ignorieren.

Grüße

Marcel
 

Matze001

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Kann man pauschal so nicht sagen. Wenn du eine verkettete Fertigung hast, dann gibt es als Basis einen kalkulierten Takt, bei dem die geplante Stückzahl in der geplanten Zeit erreicht wird. Da aber Rüsten, Materialzuführung, Störungsbeseitigung, ... in den Fertigungsfluss eingehen, müssen Anlagen schneller sein. Dazu kommt noch die Varianz mit verschiedenen Produkten. Bei einer Sorte hast du z.B. 2 Bohrungen, bei einer anderen 8 Bohrungen. Die Geschwindigkeiten der Roboter / Achsen bleiben aber gleich. Es gibt also durchaus genügend Stellschrauben.
Und ich würd mal sagen, dass der Aufwand exponentiell zur Energieeinsparung und zur Anzahl der Beteiligten Planer steigt :)
Doppelpost da interessant.

Die nächste Technikerarbeit bei uns könnte sein zu betrachten was eine dynamische Anpassung der Roboter Rampen/Geschwindigkeit/Bewegungen an die Umgebungsbedingungen (Taktzeiten, BDE-Kennzahlen, Chaotische-Bestückung, etc) an Energieeinsparung und Verschleißreduzierung erwirken könnte.

Das ist eines von mehreren Themen die wir im Petto haben - mal sehen für was sich der nächste Techniker (M/W/D) entscheidet.

Grüße

Marcel
 

DeltaMikeAir

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Die nächste Technikerarbeit bei uns könnte sein zu betrachten was eine dynamische Anpassung der Roboter Rampen/Geschwindigkeit/Bewegungen an die Umgebungsbedingungen (Taktzeiten, BDE-Kennzahlen, Chaotische-Bestückung, etc) an Energieeinsparung und Verschleißreduzierung erwirken könnte.
Wir haben das vor ca. 20 Jahren schon bei diversen Anlagen gemacht, hauptsächlich Palettierer, Ein- und Auspackanlagen, Querverfahrwagen und Roboterzellen ( mit KRC1/2 ). Anpassung von Drehzahlen und Rampen nach Bedarf. Wenn man es einmal im Programm drin hatte, war der Optimierungsaufwand gar nicht mehr so groß bzw. man hatte ja während den ersten zwei Wochen Produktionsbegleitung / Schulung ja viel Zeit da noch an den Stellschrauben zu drehen.

Interessanterweise ging es damals nur darum, den Verschleiß zu reduzieren. An Stromsparen hat da niemand groß gedacht. Heute wäre es vermutlich anders herum bzw. eine 50:50 Angelegenheit.

Wenn man mal genau überlegt, dann gehört so etwas eigentlich in die meisten Anlagen. Die Zeiten haben sich einfach geändert. Wir haben doch auch einige Stellschrauben um mit wenig Aufwand Strom zu sparen. Wenn man mal überlegt, was andere Gewerke für einen Aufwand treiben, um 0,2% mehr Effizienz herauskitzeln.
 

ducati

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Wenn man mal genau überlegt, dann gehört so etwas eigentlich in die meisten Anlagen. Die Zeiten haben sich einfach geändert. Wir haben doch auch einige Stellschrauben um mit wenig Aufwand Strom zu sparen. Wenn man mal überlegt, was andere Gewerke für einen Aufwand treiben, um 0,2% mehr Effizienz herauskitzeln.
Ja, grundsätzlich hast Du Recht ;)

Da ich ja grad wieder auf IBN bin kann ich nur sagen: theoretisch im Büro lässt sich viel schlau daher reden. Auf der Baustelle muss man halt schaun. Es müssen an mehreren Stellen die fähigen Leute sitzen, denen auch die Zeit gegeben wird, solche Dinge wirklich funktionierend umzusetzen.

Wie immer ist halt die Unterscheidung, ob man Serienmaschinen oder Sonderanlagen baut. Bei Sereienmaschinen treibt man einmal den Aufwand und hat dann die Energieeinsparung bei mehreren/vielen Maschinen. Bei Sonderanlagen ist man in der Regel froh, wenn die Anlage in der geplanten Inbetriebnahmezeit überhaupt ordentlich läuft.

Nebenbei zu meiner Arbeit, schau ich halt in der Regel schon kurz, ob nicht bei Pumpen/Lüftern/Motoren sinnlos Energie verbraten wird. Aber verfahrenstechnisch ist es halt auch manchmal nicht möglich, irgendwas abzuschalten, weil z.B. sonst Rohrleitungen verkeimen... Das überblickt man aber nur, wenn man echt viel Ahnung hat. Der Oberschlaumeier im Büro würde sagen, schalte doch die Pumpen in der Nacht aus... funktioniert halt bei den Anlagen wovon ich grad rede nicht, damit machst Du massiven Schaden.
 

DeltaMikeAir

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Auf der Baustelle muss man halt schaun.
Guten Beispiel sind ja auch Transportbänder für Produkte / vernünftige Stauschaltungen... In der (großen) Getränkeindustrie laufen die Anlagen 24/6 und die Anlagen haben Lebenszyklen von 20-30 Jahren. Da lohnt es sich schon mal etwas Zeit in die Stauschaltungen zu investieren.

PS:
Es macht ja auch Spaß, da an den Stellschrauben zu drehen bzw. Code zu schreiben, der Produktionsabläufe optimiert und unnötig schnelle Rampen/Drehzahlen unterdrückt. Also habe ich das auch aus Eigenmotivation oft optimiert. Ich muss aber auch dazu sagen, nach der Inbetriebnahme unserere Anlagen war ich dann immer noch 2-4 Wochen vor Ort zum schulen, einlernen, optimieren, Fehlerchen suchen...
Da hatte man dann auch viel Zeit und hat tagelang die Abläufe gesehen und sich überlegen können => geht das nicht besser.
 

ducati

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Es macht ja auch Spaß, da an den Stellschrauben zu drehen bzw. Code zu schreiben, der Produktionsabläufe optimiert und unnötig schnelle Rampen/Drehzahlen unterdrückt. Also habe ich das auch aus Eigenmotivation oft optimiert. Ich muss aber auch dazu sagen, nach der Inbetriebnahme unserere Anlagen war ich dann immer noch 2-4 Wochen vor Ort zum schulen, einlernen, optimieren, Fehlerchen suchen...

Aktuell brache ich an meiner Anlage einen zusätzlichen potentialfreien Kontakt von einer Fremdfirma. Da findet sich schon seit 3 Tagen niemand, der das entscheidet...

Also die meisten Mühlen mahlen seeehr langsam in der Praxis. Solche Optimierungen funktionieren am besten, wenn man jemanden mit Ahnung einfach mal machen lässt...

Große Besprechungsrunden bringen ausser heisse Luft relativ wenig. Ausser vielleicht, dass sich auf dem Papier alles Mögliche schöngerechnet wird...
 

DeltaMikeAir

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Aktuell brache ich an meiner Anlage einen zusätzlichen potentialfreien Kontakt von einer Fremdfirma. Da findet sich schon seit 3 Tagen niemand, der das entscheidet...
Ja gut, sowas haben wir damals auf dem kurzen Weg entschieden ( Inbetriebnehmer 1 ( ich ) redet mit Inbetriebnehmer 2 ( Fremdanlage ), wir entscheiden gemeinsam was vernünftig wäre und wenn man sich einig war hat man es einfach umgesetzt.

Wenn man da anfängt, im Betrieb nachzufragen, zu erklären, wer bezahlt, wer legt das Kabel.... da hätte ich es lieber gelassen und gar nichts
gemacht. Da wird dann für 200€ diskutiert, wer die 50€ Materialkosten übernimmt.
 

ducati

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Ja gut, sowas haben wir damals auf dem kurzen Weg entschieden ( Inbetriebnehmer 1 ( ich ) redet mit Inbetriebnehmer 2 ( Fremdanlage ), wir entscheiden gemeinsam was vernünftig wäre und wenn man sich einig war hat man es einfach umgesetzt.

Wenn man da anfängt, im Betrieb nachzufragen, zu erklären, wer bezahlt, wer legt das Kabel.... da hätte ich es lieber gelassen und gar nichts
gemacht. Da wird dann für 200€ diskutiert, wer die 50€ Materialkosten übernimmt.
ja, so mein ich das ja auch bei den Energeioptimierungen. Auf kurzem Wege überlegen/entscheiden/machen/ausprobieren bringt so gut wie immer mehr als, wochenlanges theoretisches Philosophieren im Büro abseits der Praxis.

Man kann ja auch noch Mathematiker und Physiker ins Boot holen, die die wildesten Optimierungsberechnungen anstellen. Oder KI ins Spiel bringen...

Am Ende bringts das Meiste, den Aussentemperatursensor einfach nicht in die Sonne zu bauen...
 

Blockmove

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Es geht hier ganz klar um den "Marketing-Faktor" - Nicht nur rechnerisch CO2 Neutral zu sein, sondern es wirklich zu tun.
Die Anlage ist nach aktueller Planung zu 70% ausgelastet, daher lässt sich in diesem Stadium dieses Gedankenspiel sehr gut realisieren.

Außerdem wird die Autonomie der Anlage bei ca. 60 Stunden liegen, d.h. ich brauche kein Personal wenn die Sonne scheint. Die können auch nachts um 3 kommen und die Maschine rüsten / befüllen, das wäre vollkommen egal.

Bissle NodeRed usw. kann ich mir sparen, ich hab eh eine C#-Anwendung für die Kopplung zum ERP-System. Auf diesem Weg kann ich ebenfalls eine Kopplung an den Wechselrichter / das Energiemanagement vornehmen.

Eine Vernetzung der Anlagen untereinander und der Zugriff auf's ERP sind schon mal gute Voraussetzungen.
Wir haben Fertigungslinen mit klassischer Anlagenverkettung. Kommt es zu Störungen im Fertigungsfluß, dann kannst du z.B.. nachfolgende Anlagen in einen Standby-Modus schicken. Da aber bestimmte Prozesse (Schmelzbleber) Aufheizzeiten haben, reicht halt nicht einfach der Zustand der Anlage direkt davor, sondern du musst einige Plätze davor abfragen. Ähnliche Verknüpfungen kann man zur Druckluftversorgung oder Kühlung realisieren. Natürlich haben die Anlagen heute schon ein Lastmanagement, aber mit gezielten Eingriffen ist da sicherlich mehr zu holen.
Nur wie's halt immer so ist ... Man braucht die Zeit um sowas umzusetzen. Das Regelwerk dahinter kann durchaus umfangreich werden.
 

s_kraut

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Kann je nach Anwendung auch Sinn machen, diverse Umrichter über eine DC-Kopplung zu verbinden. Wenn der eine Antrieb bremst, speist er den DC-Bus und der DC-Bus braucht zwischenzeitlich weniger Energie vom Netz.
Die Idee weitergesponnen könnte der DC-Bus auch einen größeren Speicher haben und solar versorgt werden.
 

PN/DP

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Viel Energie kann man auch sparen, wenn man Hydraulikaggregate bei Nicht-Bedarf abschalten kann, die da einfach nur im drucklosen Umlauf Energie verschwenden. Achtung: Eventuell muß die Position von Hydraulikzylindern überwacht oder mechanisch fixiert werden und/oder das Hydrauliköl auf Temperatur gehalten werden.

Harald
 

Matze001

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Kann je nach Anwendung auch Sinn machen, diverse Umrichter über eine DC-Kopplung zu verbinden. Wenn der eine Antrieb bremst, speist er den DC-Bus und der DC-Bus braucht zwischenzeitlich weniger Energie vom Netz.
Die Idee weitergesponnen könnte der DC-Bus auch einen größeren Speicher haben und solar versorgt werden.
Gab es nicht bei Siemens für den S120 so Supercap-Module die genau das machen?

Ich hatte mal zwei Hubwerke die ein kleines Pufferlager mit 3 Etagen versorgt haben.
Dort wurden 1,5t schwere Formen ein und ausgelagert.

Wir haben dann irgendwann festgestellt, dass das Ein- und Auslagern meist sehr nah beieinander passiert, und das eine Hubwerk mit der Schwerkraft arbeitet, und das andere dagegen. Wir haben dann die Zwischenkreise der FUs gekoppelt und mit einer simplen Regel dafür gesorgt, dass sie sich gegenseitig speisen.

Die Regel war in etwa so "Fährt innerhalb der nächsten 10 Sekunden die anderen Hubeinheit -> Ja -> Warten, Nein -> Auf gehts".
Das hat den Peak-Stromverbrauch von über 100A (kurzzeitig) auf etwas unter 10A gesenkt.

Wenn sie nicht zusammen gefahren sind wurde die überschüssige Energie rückgespeist.


Nun aber mal wieder zurück zu anderen Verkettungen. Ich schalte z.B. meine NC-Maschinen ab, wenn der Roboter keine Rohteile mehr hat,
oder durch eine Störung steht. (Natürlich erst wenn das NC-Programm durchgelaufen ist). So ne NC-Maschine zieht im Idle auch nicht unerheblich Energie. (Beleuchtung, Achsen in Regelung, Hydraulikaggregat, Sperrluft,...)

Nutzt jemand von euch ProfiEnergy in irgendeiner Form? Ich bin am Überlegen meinen Roboter auch schlafen zu legen, bisher bleibt die Steuerung von diesem am. (Die Kühlung + Controller sind hier die einzigen Verbraucher).

Grüße

Marcel
 
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