Die Suche nach dem passenden  Energiemanagement-System ist mitunter nicht einfach: Weil das Gebäudeleitsystem mit der Prozessebene oft nicht kompatibel ist, kommen auf Maschinenebene oft andere Lösungen zum Einsatz wie in der rest­lichen Infrastruktur und den Liegenschaften. Oder es muss für die ausführliche Energiedaten-Auswertung zu Nachbearbeitungs-Zwecken noch ein Office-Programm wie etwa Excel eingesetzt werden, weil das Energiemanagement-System nicht genügend ausführliche Reporting-Funktionen aufweist.

In der Alarmübersicht sind auf einen Blick sämtliche Störungen und Aktivitäten in den Anlagen ersichtlich.

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Als Grundvoraussetzung für diesen Ansatz muss sich der Anlagenbetreiber lediglich eine Virtual Machine (VM) im Portal mieten. Die Anbindung an das Portal geschieht via VPN und der gesicherte Anlagen-Zugriff erfolgt Standort- und Software-unabhängig über SSL in einem beliebigen Browser. Die Kommunikation mit den SPSen geschieht – je nach Steuerungstechnik – zum Beispiel über Modbus, Profibus, BACnet, S-Bus, OPC oder andere Standards. Das Auslesen von Wärme- und Elektrozählern erfolgt via M-Bus oder Modbus. Des Weiteren spielt es keine Rolle, wo auf der Welt sich die Automationsanlagen befinden. So werden mit der Cloud-Lösung bereits heute überkontinental Anlagen aus mehreren Ländern verwaltet – beispielsweise Wasserversorgungsanlagen in China, Groß-Immobilien in Luxemburg, Einkaufsketten in Deutschland und zahlreiche kommunale Anlagen in der ganzen Schweiz.

Den Anlagenbetreibern stehen sämtliche Daten über Hochsicherheits-Rechenzentren permanent und ausfallsicher zur Verfügung. Die RAM-Speicher der Portal-Server sind im Terabyte-Bereich angesiedelt. Daher ist nicht zu befürchten, dass das System bei einem parallelen Empfang oder auch der Verarbeitung tausender Prozesssignale an Performance verliert. In Ausnahmefällen ist es trotzdem möglich, dass der Anwender das Portal lokal vor Ort betreibt.

Mit der Cloud-Lösung lassen sich aber nicht nur kontinuierlich Prozess- und Energiedaten erfassen; sie bietet weiterhin die Möglichkeit, Anlagen permanent zu überwachen und gege­benenfalls zu alarmieren. Beispiels­weise können bei Grenzwertunter- oder -überschreitungen Alarme per E-Mail oder SMS abgesetzt werden. Und um eine effiziente Fehlerbehebung sicherzustellen, können in der Alarmverwaltung außerdem Eskalationen, Zuständigkeiten und Prioritäten festgelegt werden.

Umfangreiche Auswertungsmöglichkeiten

Während die Basisversion der Portallösung hauptsächlich zur Alarmdatenerfassung und Visualisierung dient, sind mit dem Energiemonitor/Energiemanager (EM) noch komplexere Verbrauchsvisualisierungen und Auswertungen der erfassten Daten realisierbar. Das intelligente Add-on-Analyse-Tool erlaubt es, die erfassten Daten auf unterschiedlichste Art und Weise in Diagrammen, Listen und Tabellen für die weitere Auswertung darzustellen.

Oft sind Verbrauchsdaten aufgrund von Systemunterbrechungen oder ­Zählerausfällen unvollständig und erschweren damit die Auswertung. Der EM erkennt Unregelmäßigkeiten in den Messwerten und alarmiert den zuständigen Betreiber darüber. Fehlende Messwerte können vom System sogar nachgerechnet werden, wobei diese stets als solche erkennbar bleiben. Die Nachrechnung der fehlenden Werte geschieht auf Basis von Vergleichs- beziehungsweise Vergangenheitswerten.

Damit nicht genug: Mit Hilfe von Funktionsbausteinen lassen sich im EM beliebige Formeln für die Überwachung und Auswertung definieren. Die Bausteine enthalten dazu Variablen und Rechenfunktionen welche Puzzleartig kombinierbar sind. Dadurch können zusätzliche dynamische Reports zur Auswertung und Überwachung generiert werden. Last but not least besteht die Möglichkeit, über den EM automatisiert Daten auf die Leitsysteme bis zum Controller zurückzuschreiben. Durch diesen bidirektionalen Datenaustausch sind alle aufgeschalteten Anlagen mit einem einzigen Werkzeug zentralseitig steuerbar und optimierbar. Die Stadt Zürich beispielsweise steuert und überwacht seit 2008 mehrere Hundert Anlagen mittels EDL-Portal.

Eine interessante Anwendung, bei der die geschilderte Lösung ebenfalls zum Einsatz kommt, ist eine Hochtemperatur-Solaranlage auf dem Dach der höchstgelegenen Molkerei Europas, die sich in Bever im Herzen des Engadiner Hochtals auf 1.706 Metern über dem Meer befindet. Diese beinhaltet vier Rinnenkollektoren und verfügt über eine Gesamtfläche von 115 m². In den Rohren über den Kollektoren, welche vom gebündelten Licht der Sonne erwärmt werden, zirkuliert ein Thermo-Öl, das sich stark erhitzen lässt. Auf diese Weise liefert die Anlage Wärme in Form von Dampf für die Milchverarbeitung.

Der Betreiber beziehungsweise Eigentümer der Hochtemperatur-Solaranlage ist allerdings nicht die Molkerei, sondern die Firma ewz als Energie-Contractor der Stadt Zürich. Von ihr bezieht die Molkerei die gewünschte Menge an Wärme und bezahlt dafür einen vertraglich vereinbarten Preis.

Um mit der Solaranlage eine optimale Leistung zu erzielen, werden die Kollektoren stets aufgrund der aktuellen Wetterlage ausgerichtet. Einflussnehmende Messwerte hierfür sind Regen, Wind, Sonneneinstrahlung sowie die Außentemperatur. Hierfür galt es für die Automation der Anlage komplexe Algorithmen zu entwickeln, welche einen direkten Einfluss auf die Prozesssteuerung haben. So werden beispielsweise in der Nacht, bei fehlender Sonneneinstrahlung oder bei zu hohen Windgeschwindigkeiten die Spiegel geparkt beziehungsweise in eine sichere Position gefahren, um eine Beschädigung der präzisen Parabolspiegel zu vermeiden. Bei ungenügender Solar-Energieproduktion stellt der ölbetriebene Heizkessel die Dampfproduktion sicher.

Die Anbindung an das Portal hat es letztendlich ermöglicht, die Anlage komfortabel über die Web-Visualisierung standortunabhängig zu überwachen.

Autorin:
Sandra Neuhaus ist tätig im Bereich Marketing & Kommuni­kation bei MST Systemtechnik.