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Studierendenprojekte

Sekundengenaue Energiemessung an einem CNC-Bearbeitungszentrum

Mit sekundengenauen Energiemessungen zum erfolgreichen Energiemanagement für industrielle Maschinen und Anlagen

 

Energiemessungen sind das Fundament jeder Leistungsbilanzierung und der darauffolgenden Energieoptimierung. Das Wissen, wo welcher Aktor in der Anlage gerade elektrische Energie in Bewegungsenergie umwandelt, ist nützlich für die Verbrauchsanalyse und lässt Einsparpotenziale erkennen. Durch Ermittlung von Optimierungspotentialen kann nicht nur die Energieeffizienz und Anlagenverfügbarkeit gesteigert, sondern auch der Energiebedarf und somit die Energiekosten gesenkt werden. Mit dieser Form der Energiemessung und Energieanalyse fokussieren wir die Zustandsüberwachung bei laufendem Betrieb von Aktoren und Prozessen am Beispiel der CNC-Maschine.

ISO 50003 (vormals ISO 50001) fordert genaue Messwerte und mehr Energieeffizienz.
Gerade vor dem Hintergrund der neuen ISO 50003, die ab Oktober 2017 das Energiemanagement erheblich verändern wird, spielt der Bereich Energiemessungen und Messtechnik eine zunehmend größere Rolle.

Durch die fortschreitende Industrialisierung, dem damit verbundenen Wettbewerb sowie durch die weltweit begrenzten Ressourcen zur Erzeugung von elektrischer Energie spielt die Betrachtung der Energiekosten eine immer größer werdende Rolle. 70% der verfügbaren elektrischen Energie für die Industrie wird für den Betrieb von Antrieben benötigt. Das Einsatzgebiet derartiger Antriebe beginnt bei Großantrieben im Leistungsbereich von mehreren MW, zum Beispiel Förder- und Strömungsmaschinen, Pumpkraftwerken oder Großkompressoren und endet bei Kleinstantrieben mit Wellenantriebsleistungen von 0,1W bis 1kW zur präzisen Positionierung von Werkstücken und Rohlingen in Fertigungszentren oder zum Betreiben von Industrierobotern. Unangefochten an der Spitze der Antriebsmotoren ist der Drehstromasynchronmotor sowie der Schrittmotor.

Ziel dieses Projektes war es, mittels einer an einem bestehenden CNC – Fertigungszentrum implementierten Leistungsmessung eine Basis für weitere Verbrauchsanalysen zu schaffen, wobei die Leistungsmessung so entwickelt wurde, dass diese auch für andere Anlagen mit  Drehstromantrieben und Schrittmotoren verwendet werden kann. Unter verschiedenen und am häufigsten angewendeten Betriebsmodi der Aktoren können Anlagenzustände analysiert werden und mit den erhaltenen Messdaten können unter je einem bestimmten Betriebsmodus verbrauchte elektrische Energie E berechnet und verglichen werden.

Facts:
Projekt-Team: Ing. Martin Geßl, Ing. Bernhard Grohs, Mag. Clemens Zuzan
Projekt-Betreuer: Dipl.-Ing. Dr. Simon Hoher
Typ: Bachelorprojekt
Studiengang: Bachelor Informationstechnik & System-Management

PLC Energy Measuring

Foto: FH Salzburg