WO2013143583A1 - Method and device for detecting operational states for use for the energy-efficient control of an installation - Google Patents
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- WO2013143583A1 WO2013143583A1 PCT/EP2012/055490 EP2012055490W WO2013143583A1 WO 2013143583 A1 WO2013143583 A1 WO 2013143583A1 EP 2012055490 W EP2012055490 W EP 2012055490W WO 2013143583 A1 WO2013143583 A1 WO 2013143583A1
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Definitions
- Industrial plants also called automation systems, are used for the automated production of products and for the automated execution of processes. Depending on the requirements of the system, they are composed of many small and large components. In these components, a variety of functionalities, such as measuring, controlling, controlling, the operation of the components via interfaces and the communication between the components and the interfaces are realized.
- the components may be individual machines, conveyor units or entire manufacturing cells with internal structure. There are also dependencies between these components, which, for example, dictate that a particular component can not be turned on or off until one or more other components are in a defined state.
- the raising or lowering of such a complex system is a process that extends for a long period of time as well as done manually, because the ⁇ game of components is too complex to program a sequence sequence explicitly.
- the object of the invention is to provide a method and a device which makes it possible to perform an automatic comparison between energy measured values and process information.
- the device for the detection of energy consumption data for use for the energy-efficient control of an industrial plant with at least a first interface to at least one measuring device for energy data acquisition in the system, and a second interface to the control of the system and information stored therein in process steps of a production process to be detected at the predetermined process steps carried out during normal operation of the system in the system components who ⁇ in which can exist between individual plant components logic operations, and in which a measuring device carried out at least one measurement for energy consumption of the system or system components, to a predefined Process step sequence consisting of at least one process step, and controlled start and end of measurement by the detection also of previously known start and / or stop conditions of the process steps and the energy thus determined measured values are correlated to the information contained in the predefined sequence of process step process ⁇ steps.
- the method for detecting energy consumption data for use for the energy-efficient control of a plant in which the plant consists of plant components and predetermined operation steps are carried out during normal operation of the plant in the plant components, wherein between individual plant components may consist of logical links, includes the following steps:
- a measurement of the energy consumption of the system or system components is performed, are controlled to a predefined process ⁇ step sequence, consisting of at least one process step, and the beginning and end of the measurement by detecting also known start and / or stop conditions of the process steps and the energy thus determined - Measured values are correlated to the process steps contained in the predefined process step sequence.
- the device determines energy consumption data by multiple measurement of repeated execution of the defined process step sequence or over a longer period of time and calculates therefrom an average value for the energy requirement.
- the evaluation of the measured energy consumption values can also be used to provide an overview of a development of the energy intake over a production period. This is also helpful, for example, to if wear in the system is detected, because a de ⁇ fect device may require more energy.
- the measuring device can calculate the energy demand in particular for each process step sequence that defined a production step for the industrial plant currently manufactured product defi ⁇ . Furthermore, it is advantageous for the evaluation of the measured power requirement values is correlated to ei ⁇ nem operating state, in which the plant or plant component at the measurement time point is located. Operating state is understood to mean the state in which the component is currently located, that is to say whether an active phase is currently at a high level
- the evaluation of the measured energy demand values can take place during the ongoing recording of the measurement data or even after completion of the current recording of the measurement data in an "offline" state.
- Values can be subsequently adjusted without the input configuration having to be changed.
- the figure shows a system consisting of egg ⁇ ner industrial plant 2, which is equipped with an inventive energy detection system 1. Via a conventional interface 4, data of the system controller is used to perform the process step detection 6. Furthermore, necessary for the execution of the method according to the invention, the definition of start and / or stop conditions for the individual process steps 5 is required.
- the main advantage of the method is the reduction of the effort in the acquisition and evaluation of Prozeßda ⁇ th and their correlation with energy readings. Due to a one-time configuration, all other assignments, calculations and evaluations can be carried out automatically, both online during acquisition and offline in a subsequent evaluation. It is not necessary for new characteristics (for example, based on new periods or ei ⁇ ne combination of process steps) to change the initial configuration. Manual assignment of energy measurement data and process flows for evaluation purposes is no longer required.
- the values that can be determined from the correlation of energy measured values and process sequences make sense for a large number of applications as a database, such as, for example, B.
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Abstract
The invention relates to a device and a method for identifying energy consumption data for use for the energy-efficient control of an industrial installation. The installation has at least one first interface to at least one measuring device for energy data acquisition in the installation, and a second interface for controlling the installation and information stored therein for process steps of a production process to be identified, during which, when the installation is being operated as intended, the predetermined process steps are carried out in the installation components. Between individual installation components there are logical connections, and a measuring device carries out at least one measurement of the energy consumption of the installation or installation components for a predefined process step sequence consisting of at least one process step. The start and end of the measurement are controlled by the identification of likewise known start and/or stop conditions of the process steps and the measured energy values thus determined are correlated with the process steps contained in the predefined process step sequence.
Description
Beschreibung description
Verfahren und Vorrichtung zur Erfassung von Betriebszuständen zur Verwendung für die energieeffiziente Steuerung einer Anlage Method and device for detecting operating states for use in the energy-efficient control of a plant
Industrielle Anlagen, auch Automatisierungsanlagen genannt, werden zur automatisierten Herstellung von Produkten und zur automatisierten Durchführung von Prozessen verwendet. Sie setzen sich, abhängig von den Anforderungen an die Anlage, aus sehr vielen kleinen und großen Komponenten zusammen. In diesen Komponenten werden die unterschiedlichsten Funktionalitäten, beispielsweise das Messen, Steuern, Regeln, die Bedienung der Komponenten über Schnittstellen und die Kommunikation zwischen den Komponenten und den Schnittstellen realisiert. Bei den Komponenten kann es sich um einzelne Maschinen, Fördereinheiten oder ganze Fertigungszellen mit innerer Struktur handeln. Zwischen diesen Komponenten bestehen auch Abhängigkeiten, die beispielsweise vorschreiben, dass eine bestimmte Komponente erst ein- oder abgeschaltet werden kann, wenn eine oder mehrere andere Komponenten sich in einem definierten Zustand befinden. Industrial plants, also called automation systems, are used for the automated production of products and for the automated execution of processes. Depending on the requirements of the system, they are composed of many small and large components. In these components, a variety of functionalities, such as measuring, controlling, controlling, the operation of the components via interfaces and the communication between the components and the interfaces are realized. The components may be individual machines, conveyor units or entire manufacturing cells with internal structure. There are also dependencies between these components, which, for example, dictate that a particular component can not be turned on or off until one or more other components are in a defined state.
Das Hoch- oder Runterfahren einer solchen komplexen Anlage ist ein Prozess, der sich zum einen über einen langen Zeitraum erstreckt als auch manuell erfolgt, weil das Zusammen¬ spiel der Komponenten zu komplex ist, um eine Ablaufsequenz explizit zu programmieren. The raising or lowering of such a complex system is a process that extends for a long period of time as well as done manually, because the ¬ game of components is too complex to program a sequence sequence explicitly.
Diese Umstände haben zur Folge, dass in Stillstandszeiten dieser Anlage die einzelnen Komponenten zwar nichts produzieren, aber dennoch in betriebsbereitem Zustand sind, so dass nach wie vor ein erheblicher Energieverbrauch anfällt. Untersuchungen bei Automobilproduzenten haben gezeigt, dass der Energieverbrauch einer nicht produzierenden Anlage bis zu 60% gegenüber einer Anlage im produzierenden Betrieb liegt. Hier gibt es ein sehr großes Einsparpotential.
Darüber hinaus ist meist nicht bekannt, welche Komponenten in welchen Zuständen wie viel Energie verbrauchen und welche Zeiten für Zustandswechsel benötigt werden. Damit fehlt also die Voraussetzung, um beurteilen zu können, ob es sinnvoll ist bestimmte Teile der Anlage, z. B. während kurzer Pausen, abzuschalten . As a result of these circumstances, the individual components do not produce anything during downtimes of this plant, but they are still in working order, so that a considerable amount of energy is still consumed. Investigations with automobile manufacturers have shown that the energy consumption of a non-producing plant is up to 60% compared to a plant in the producing plant. There is a huge savings potential here. In addition, it is usually not known which components in which states consume how much energy and which times are required for state changes. Thus, the prerequisite is missing to assess whether it makes sense certain parts of the system, eg. B. during short breaks off.
Auch ein Schalten in energiesparende Zustände, z. B. Standby, wird heute nicht vorgenommen, da solche Zustände in der Anla¬ ge nicht vorgesehen und implementiert sind. Darüber hinaus würde auch ein Schalten in solche Zustände die Kenntnis über die Abhängigkeiten in der Anlage erfordern. Also switching to energy-saving conditions, eg. As standby, is not made today, since such conditions in the Anla ¬ ge are not provided and implemented. In addition, switching to such states would require knowledge of the dependencies in the plant.
Die feingranulare Erfassung von Energieverbrauchswerten in Produktionsanlagen gewinnt zunehmend an Bedeutung, da als Vorrausetzung für effektive Einsparmaßnahmen die Identifikation von Potentialen wichtig ist. Dies betrifft sowohl die Höhe der Leistungsaufnahme einzelner Verbraucher oder Gruppen von Verbrauchern als auch den absoluten Energieverbrauch dieser Systeme während bestimmter Zeitperioden der Produktion oder produktionsfreier Zeiten. Für eine entsprechende Analyse ist neben der Erfassung des Energieverbrauchs auch die Erfas¬ sung von Prozessabläufen und Betriebszuständen erforderlich. Nur durch die Korrelation von Betriebs- und Prozessinformati¬ onen mit Energieverbrauchsdaten ist eine feingranulare Bewertung des Energieverbrauchs von Produktionssystemen möglich. Dabei müssen energetische Kenngrößen in Bezug zu verschiede¬ nen Kenngrößen der Produktionsanlage wie Betriebszuständen oder Prozessschritten gesetzt werden. The fine granular recording of energy consumption values in production plants is becoming increasingly important, since the identification of potentials is important as a prerequisite for effective cost-saving measures. This applies both to the level of power consumption of individual consumers or groups of consumers and to the absolute power consumption of these systems during certain periods of production or non-production periods. For a corresponding analysis in addition to the detection of energy consumption and the Erfas ¬ tion of process sequences and operating conditions is required. Only by correlating operational and Prozessinformati ¬ ones with energy consumption data Sparsely assessing the energy performance of production systems is possible. In this case, energetic parameters must be set in relation to various parameters of the production plant, such as operating states or process steps.
Stand der Technik State of the art
In heute bestehenden Anlagen werden dazu Messsysteme zur Erfassung von energetischen Kenngrößen temporär oder permanent installiert. Diese Installation sind typischerweise mehr oder weniger unabhängig von vorhandenen Automatisierungssystemen. Da die Erfassung von Prozess- und Betriebsdaten in der Regel
separat erfolgt, ist die Erfassung dieser Daten und die nach¬ trägliche Korrelation mit Energiemesswerten oft relativ aufwendig und erhöht den zeitlichen und finanziellen Aufwand der Messungen beträchtlich. In today's existing systems, measuring systems for the capture of energetic characteristics are installed temporarily or permanently. These installations are typically more or less independent of existing automation systems. Because the collection of process and operating data usually is done separately, the acquisition of these data and the ¬ subsequent correlation with energy readings is often relatively expensive and increases the time and cost of the measurements considerably.
Die Erfassung von Betriebsdaten ist heute dadurch gekennzeichnet, dass man entweder auf eine bestehende Aufzeichnung von Prozessabläufen zurückgreift oder eine gesonderte Erfas¬ sung vornehmen muss. Dabei werden in der Regel nur bestimmte Prozesswerte ermittelt, aus denen die relevanten Prozess¬ schritte in einem manuellen Vorgang abgeleitet werden müssen. In jedem Fall besteht das Problem der nachträglichen manuell durchzuführenden Korrelation von Energiemessdaten und Prozesswerten die zu einem aufwendigen und fehlerträchtigen Aus- wertungsprozess führt. The acquisition of operating data is today characterized in that one either relies on an existing record of processes or make a separate Erfas ¬ solution. As a rule, only certain process values are determined from which the relevant process ¬ steps must be derived in a manual process. In any case, there is the problem of the subsequent manual correlation of energy measurement data and process values, which leads to a complex and error-prone evaluation process.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, welche es ermöglicht einen automatischen Abgleich zwischen Energiemesswerten und Prozessinformationen vorzunehmen . The object of the invention is to provide a method and a device which makes it possible to perform an automatic comparison between energy measured values and process information.
Die Aufgabe wird nun gelöst durch eine Vorrichtung gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1. The object is now achieved by a device according to the features of patent claim 1.
Die Vorrichtung zur Erkennung von Energieverbrauchsdaten zur Verwendung für die energieeffiziente Steuerung einer industriellen Anlage mit zumindest einer ersten Schnittstelle zu zumindest einer Messeinrichtung zur Energiedatenerfassung in der Anlage, und einer zweiten Schnittstelle zu der Steuerung der Anlage und darin gespeicherten Informationen zu Prozessschritten eines zu erkennenden Produktionsprozesses bei dem beim bestimmungsgemäßen Betrieb der Anlage in den Anlagen- Komponenten die vorbestimmten Prozessschritte ausgeführt wer¬ den, bei dem zwischen einzelnen Anlagen-Komponenten logische Verknüpfungen bestehen können, und bei dem eine Messeinrichtung zumindest eine Messung zum Energieverbrauch der Anlage oder Anlagenkomponenten durchgeführt, zu einer vordefinierten Prozessschrittabfolge, bestehend aus zumindest einem Prozess-
schritt, und Beginn und Ende der Messung gesteuert werden durch die Erkennung ebenfalls vorbekannter Start- und/oder Stoppbedingungen der Prozessschritte und die so ermittelten Energie-Messwerte in Korrelation gebracht werden zu den in der vordefinierten Prozessschrittabfolge enthaltenen Prozess¬ schritten . The device for the detection of energy consumption data for use for the energy-efficient control of an industrial plant with at least a first interface to at least one measuring device for energy data acquisition in the system, and a second interface to the control of the system and information stored therein in process steps of a production process to be detected at the predetermined process steps carried out during normal operation of the system in the system components who ¬ in which can exist between individual plant components logic operations, and in which a measuring device carried out at least one measurement for energy consumption of the system or system components, to a predefined Process step sequence consisting of at least one process step, and controlled start and end of measurement by the detection also of previously known start and / or stop conditions of the process steps and the energy thus determined measured values are correlated to the information contained in the predefined sequence of process step process ¬ steps.
Die Aufgabe wird weiterhin gelöst durch ein Verfahren gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 12. The object is further achieved by a method according to the features of patent claim 12.
Das Verfahren zur Erkennung von Energieverbrauchsdaten zur Verwendung für die energieeffiziente Steuerung einer Anlage bei dem die Anlage aus Anlagen-Komponenten besteht und beim bestimmungsgemäßen Betrieb der Anlage in den Anlagen- Komponenten vorbestimmte Prozessschritte ausgeführt werden, wobei zwischen einzelnen Anlagen-Komponenten logische Verknüpfungen bestehen können, umfasst folgende Schritte: The method for detecting energy consumption data for use for the energy-efficient control of a plant in which the plant consists of plant components and predetermined operation steps are carried out during normal operation of the plant in the plant components, wherein between individual plant components may consist of logical links, includes the following steps:
eine Messung zum Energieverbrauch der Anlage oder Anlagenkomponenten wird durchgeführt, zu einer vordefinierten Prozess¬ schrittabfolge, bestehend aus zumindest einem Prozessschritt, und Beginn und Ende der Messung gesteuert werden durch die Erkennung ebenfalls vorbekannter Start- und/oder Stoppbedingungen der Prozessschritte und die so ermittelten Energie- Messwerte werden in Korrelation gebracht zu den in der vordefinierten Prozessschrittabfolge enthaltenen Prozessschritten. a measurement of the energy consumption of the system or system components is performed, are controlled to a predefined process ¬ step sequence, consisting of at least one process step, and the beginning and end of the measurement by detecting also known start and / or stop conditions of the process steps and the energy thus determined - Measured values are correlated to the process steps contained in the predefined process step sequence.
Vorteilhafte Aus führungs formen sind in den Unteransprüchen angegeben . Advantageous embodiments from are disclosed in the subclaims.
Für die weitere Auswertung ist es beispielsweise vorteilhaft, wenn die Vorrichtung Energieverbrauchsdaten durch Mehrfach- Messen einer wiederholten Ausführung der definierten Prozessschrittabfolge oder über einen längeren Zeitraum ermittelt und davon ein Durchschnittswert für den Energiebedarf berechnet. Insbesondere kann die Auswertung der gemessenen Energie¬ bedarfswerte auch einen Überblick über eine Entwicklung der Energieaufnahme über einen Produktionszeitraum verwendet werden. Dies ist beispielsweise auch hilfreich, um gegebenen-
falls Verschleiß in der Anlage zu detektieren, denn ein de¬ fektes Gerät benötigt ggf. mehr Energie. For further evaluation, it is advantageous, for example, if the device determines energy consumption data by multiple measurement of repeated execution of the defined process step sequence or over a longer period of time and calculates therefrom an average value for the energy requirement. In particular, the evaluation of the measured energy consumption values can also be used to provide an overview of a development of the energy intake over a production period. This is also helpful, for example, to if wear in the system is detected, because a de ¬ fect device may require more energy.
Die Messeinrichtung kann den Energiebedarf insbesondere je Prozessschrittabfolge, die einen Produktionsschritt für das in der industriellen Anlage aktuell gefertigte Produkt defi¬ niert, ermitteln. Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Auswertung der gemessenen Energiebedarfswerte in Korrelation gesetzt wird zu ei¬ nem Betriebszustand, in dem sich die Anlage oder Anlagen- Komponente zum Messzeitpunkt befindet. Unter Betriebszustand versteht man dabei den Zustand, in dem sich die Komponente gerade befindet, also ob gerade eine aktive Phase mit hohemThe measuring device can calculate the energy demand in particular for each process step sequence that defined a production step for the industrial plant currently manufactured product defi ¬. Furthermore, it is advantageous for the evaluation of the measured power requirement values is correlated to ei ¬ nem operating state, in which the plant or plant component at the measurement time point is located. Operating state is understood to mean the state in which the component is currently located, that is to say whether an active phase is currently at a high level
Energiebedarf oder eher eine Ruhephase (betriebsbereit, Pause zwischen zwei Produktionsschritten) durchlaufen wird. Weitere Betriebszustände wie Hochfahren (Aktivieren) der Komponente oder Herunterfahren (Deaktivieren) der Komponente sind be- kannt . Energy demand or rather a rest phase (ready for operation, break between two production steps). Further operating states such as booting (activating) the component or shutting down (deactivating) the component are known.
Die Auswertung der gemessenen Energiebedarfswerte kann während der laufenden Aufzeichnung der Messdaten erfolgen oder auch nach Abschluss der laufenden Aufzeichnung der Messdaten in einem „Offline" Zustand. The evaluation of the measured energy demand values can take place during the ongoing recording of the measurement data or even after completion of the current recording of the measurement data in an "offline" state.
Die für eine spätere Auswertung relevanten Prozessschritte und Betriebszustände sind zusammen mit Daten, die Beginn und Ende eines Prozessschrittes kennzeichnen, im Vorfeld für die Konfiguration festzulegen. Dabei kann es sich z. B. um Ein- und Ausgabe-Daten oder auch um Schwellwerte mit Bezug zu Energie- oder Leistungsverläufen handeln. Beginn und Ende von Prozessschritten sowie die Zeitdauer von Betriebszuständen können nun automatisch erfasst werden. The process steps and operating states relevant for a later evaluation, together with data that characterize the start and end of a process step, must be defined in advance for the configuration. It may be z. These can be, for example, input and output data or else threshold values relating to energy or performance curves. The beginning and end of process steps and the duration of operating states can now be automatically detected.
Diese festgelegten Daten und Energiemessdaten werden mittels geeigneter Schnittstellen (z. B. PROFIenergy, OPC UA) in das System übernommen. Auf Basis einer Zuordnung von Energiemess-
stellen zu Prozessschritten durch eine geeignete Konfiguration können nun alle weiteren Zuordnungen und komplexere Auswertungen automatisiert erfolgen. Eine Korrelation von Energiemesswerten und Prozessschritten erfolgt dabei über eine einheitliche Zeitbasis durch Zeitstempel an den Messwerten. Damit können verschiedene Werte berechnet werden wie z. B.: These specified data and energy measurement data are transferred to the system by means of suitable interfaces (eg PROFIenergy, OPC UA). Based on an allocation of energy metering Set to process steps by a suitable configuration, all other assignments and more complex evaluations can now be automated. A correlation of energy measured values and process steps takes place via a uniform time base by means of time stamps on the measured values. Thus, different values can be calculated such. B .:
- Energiebedarf je Prozessschritt, - Energy requirement per process step,
- mittlerer Energiebedarf über eine Anzahl von Wiederho- lungen des Schrittes oder eine bestimmte Zeit, - average energy requirement over a number of repetitions of the step or a specific time,
- Energie je Abfolge von Prozessschritten (z. B. bezogen auf den Durchlauf eines Produktes), Energy per sequence of process steps (eg related to the passage of a product),
- Energie je Messpunkt in einem bestimmten Betriebszu¬ stand . - Energy per measuring point in a certain Betriebszu ¬ stand.
Die Berechung dieser Werte kann direkt während der laufenden Aufzeichnung von Messwerten oder als nachfolgende Offline- Auswertung erfolgen. Sie kann direkt in Messgeräten (als integrierte Funktion) oder innerhalb einer Energiedatenerfas- sungssoftware durchgeführt werden. Die Art der berechnetenThe calculation of these values can take place directly during the recording of measured values or as a subsequent offline evaluation. It can be performed directly in measuring instruments (as an integrated function) or within an energy data acquisition software. The type of calculated
Werte kann dabei nachträglich angepasst werden, ohne dass die Eingangskonfiguration verändert werden muss. Values can be subsequently adjusted without the input configuration having to be changed.
Ausführungsbeispiele embodiments
Im weiteren werden Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Dabei zeigt die Figur ein System bestehend aus ei¬ ner industriellen Anlage 2, welche mit einem erfindungsgemä- ßen Energieerfassungsystem 1 ausgestattet ist. Über eine herkömmliche Schnittstelle 4 werden Daten der Anlagensteuerung verwendet um die Prozessschritterkennung 6 durchführen zu können. Weiterhin notwendig für die Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Definition von Start- und/oder Stopp-Bedingungen für die einzelnen Prozessschritte 5 erforderlich.
Der wesentliche Vorteil des Verfahrens ist die Reduzierung des Aufwandes bei der Erfassung und Auswertung von Prozessda¬ ten und ihrer Korrelation mit Energiemesswerten. Aufgrund einer einmaligen Konfiguration können alle weiteren Zuordnungen, Berechungen und Auswertungen automatisch erfolgen und zwar sowohl Online während der Erfassung als auch Offline bei einer nachgelagerten Auswertung. Dabei ist es auch für neue Kennwerte (beispielsweise bezogen auf neue Zeiträume oder ei¬ ne Kombination von Prozessschritten) nicht erforderlich die Ausgangskonfiguration zu verändern. Eine manuelle Zuordnung von Energiemessdaten und Prozessabläufen zu Auswertungszwecken ist nicht mehr erforderlich. In further embodiments of the invention will be described. The figure shows a system consisting of egg ¬ ner industrial plant 2, which is equipped with an inventive energy detection system 1. Via a conventional interface 4, data of the system controller is used to perform the process step detection 6. Furthermore, necessary for the execution of the method according to the invention, the definition of start and / or stop conditions for the individual process steps 5 is required. The main advantage of the method is the reduction of the effort in the acquisition and evaluation of Prozeßda ¬ th and their correlation with energy readings. Due to a one-time configuration, all other assignments, calculations and evaluations can be carried out automatically, both online during acquisition and offline in a subsequent evaluation. It is not necessary for new characteristics (for example, based on new periods or ei ¬ ne combination of process steps) to change the initial configuration. Manual assignment of energy measurement data and process flows for evaluation purposes is no longer required.
Dieser Automatismus reduziert den Aufwand je nach Größe der Anlage und Anzahl der Schritte beträchtlich und vermeidet Fehler in der Zuordnung. This automatism considerably reduces the effort depending on the size of the plant and the number of steps and avoids errors in the assignment.
Die aus der Korrelation von Energiemesswerten und Prozessabläufen ermittelbaren Werte sind für eine Vielzahl von Anwendungsfällen als Datenbasis sinnvoll, wie z. B. The values that can be determined from the correlation of energy measured values and process sequences make sense for a large number of applications as a database, such as, for example, B.
- Die Ermittlung des Kohlendioxid C02-Footprints bezogen auf die Produktion oder einzelne Produkte: "Wieviel C02 wird bei der Produktion eines bestimmten Produktes oder durchschnittlich für eine Anzahl von Produkten emittiert?") - The determination of the carbon dioxide C02 footprint in terms of production or individual products: "How much C02 is emitted in the production of a particular product or, on average, for a number of products?")
- Energiekostenberechungen : "Wieviel Energie hat ein bestimmter Prozess benötigt?" - Energy cost calculations: "How much energy did a particular process need?"
- Die Bewertung der energetischen Effizienz von Produktionsanlagen oder Prozessschritten: "Welcher Anteil des Gesamtenergiebedarfs wurde direkt für produktive Pro¬ zessschritte verwendet?" - The assessment of the energy efficiency of production equipment or process steps: "What proportion of the total energy consumption was used directly for productive pro ¬ zessschritte?"
- „Condition Monitoring" Anwendungen: "Wie hat sich der Energiebedarf eines bestimmten Prozesses über einen bestimmten Zeitraum verändert?")
- "Condition Monitoring" applications: "How has the energy demand of a particular process changed over a certain period of time?")
Claims
Vorrichtung (1) zur Erkennung von Energieverbrauchsdaten (7) zur Verwendung für die energieeffiziente Steuerung einer industriellen Anlage Device (1) for detecting energy consumption data (7) for use for the energy-efficient control of an industrial system
mit zumindest einer ersten Schnittstelle zu zumindest ei¬ ner Messeinrichtung zur Energiedatenerfassung (3) in der Anlage, with at least a first interface to at least one measuring device for energy data acquisition (3) in the system,
und einer zweiten Schnittstelle (3) zu der Steuerung and a second interface (3) to the controller
(2) der Anlage und darin gespeicherten Informationen zu Prozessschritten (Schritt 1, Schritt 2) eines zu erkennenden Produktionsprozesses wobei (2) the system and information stored therein on process steps (step 1, step 2) of a production process to be recognized
beim bestimmungsgemäßen Betrieb der Anlage in den Anlagen-Komponenten die vorbestimmten Prozessschritte During the intended operation of the system, the predetermined process steps in the system components
(Schritt 1, Schritt 2) ausgeführt werden, wobei zwischen einzelnen Anlagen-Komponenten logische Verknüpfungen bestehen können, und (Step 1, Step 2) are carried out, whereby logical links can exist between individual system components, and
bei dem eine Messeinrichtung zumindest eine Messung zum Energieverbrauch (1) der Anlage oder Anlagenkomponenten durchgeführt, zu einer vordefinierten Prozessschrittab¬ folge, bestehend aus zumindest einem Prozessschritt, und Beginn und Ende der Messung gesteuert werden durch die Erkennung ebenfalls vorbekannter Start-/Stoppbedingungen der Prozessschritte (5) und in which a measuring device carries out at least one measurement of the energy consumption (1) of the system or system components, to a predefined process step sequence , consisting of at least one process step, and the start and end of the measurement are controlled by the recognition of also previously known start/stop conditions of the process steps (5) and
die so ermittelten Energie-Messwerte (7) in Korrelation gebracht werden zu den in der vordefinierten Prozessschrittabfolge enthaltenen Prozessschritten. the energy measurement values (7) determined in this way are correlated with the process steps contained in the predefined process step sequence.
Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Device according to patent claim 1, characterized in that
die Vorrichtung (1) mittels Messeinrichtung (3) aus den ermittelten Energieverbrauchsdaten durch Mehrfach-Messen einer wiederholten Ausführung der definierten Prozess- schrittabfolge ein Durchschnittswert für den Energiebe¬ darf ermittelt.
the device (1) uses a measuring device (3) to determine an average value for the energy requirement from the determined energy consumption data by multiple measurements of a repeated execution of the defined process step sequence.
3. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass 3. Device according to claim 1, characterized in that
die Vorrichtung (1) mittels Messeinrichtung (3) aus den ermittelten Energieverbrauchsdaten durch Messen einer wiederholten Ausführung der definierten Prozessschrittabfolge über einen vordefinierten Zeitraum ein Durchschnittswert für den Energiebedarf ermittelt. the device (1) uses a measuring device (3) to determine an average value for the energy requirement from the determined energy consumption data by measuring a repeated execution of the defined process step sequence over a predefined period of time.
4. Vorrichtung nach einem der vorherigen Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass 4. Device according to one of the preceding claims, characterized in that
die Messeinrichtung den Energiebedarf je Prozessschrittabfolge, die einen Produktionsschritt definiert, erfolgt. the measuring device determines the energy requirement for each process step sequence that defines a production step.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Device according to one of the preceding patent claims, characterized in that
die Auswertung der gemessenen Energiebedarfswerte (7) Messpunkt (3) in Korrelation gesetzt wird zu einem Be¬ triebszustand, in dem sich die Anlage oder Anlagen- Komponente zum Messzeitpunkt befindet the evaluation of the measured energy requirement values (7) measuring point (3) is correlated to an operating state in which the system or system component is located at the time of measurement
6. Vorrichtung nach einem der vorherigen Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass 6. Device according to one of the preceding claims, characterized in that
die Auswertung der gemessenen Energiebedarfswerte (7) während der laufenden Aufzeichnung der Messdaten erfolgt. the evaluation of the measured energy requirement values (7) takes place while the measurement data is being recorded.
7. Vorrichtung nach einem der vorherigen Patentansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass 7. Device according to one of the preceding claims 1 to 5, characterized in that
die Auswertung der gemessenen Energiebedarfswerte (7) nach Abschluss der laufenden Aufzeichnung der Messdaten erfolgt . The measured energy requirement values (7) are evaluated after the ongoing recording of the measurement data has been completed.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Device according to one of the preceding patent claims, characterized in that
die Vorrichtung zur Erkennung der Energiedaten (1) direkt in einer lokalen Messeinrichtung integriert the device for detecting the energy data (1) is integrated directly into a local measuring device
9. Vorrichtung nach einem der vorherigen Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
Vorrichtung zur Erkennung der Energiedaten (1) innerhalb einer zentralen Energiedatenerfassungsvorrichtung realisiert ist. 9. Device according to one of the preceding claims, characterized in that Device for detecting the energy data (1) is implemented within a central energy data acquisition device.
10. Vorrichtung nach einem der vorherigen Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass 10. Device according to one of the preceding claims, characterized in that
die Auswertung der gemessenen Energiebedarfswerte (7) über eine Entwicklung der Energieaufnahme über einen Produktionszeitraum verwendet wird. the evaluation of the measured energy requirement values (7) is used to determine the development of energy consumption over a production period.
11. Vorrichtung nach einem der vorherigen Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass 11. Device according to one of the preceding claims, characterized in that
die Korrelation der gemessenen Energiebedarfswerte (7) mit den vorbestimmten Prozessschritten über eine einheitliche Zeitbasis mit Zeitstempeln erfolgt. the correlation of the measured energy requirement values (7) with the predetermined process steps takes place via a uniform time base with time stamps.
12. Verfahren zur Erkennung von Energieverbrauchsdaten zur Verwendung für die energieeffiziente Steuerung einer Anlage 12. Method for detecting energy consumption data for use in energy-efficient control of a system
bei dem die Anlage aus Anlagen-Komponenten besteht und beim bestimmungsgemäßen Betrieb der Anlage in den Anlagen-Komponenten vorbestimmte Prozessschritte (Schritt 1, Schritt 2) ausgeführt werden, wobei zwischen einzelnen Anlagen-Komponenten logische Verknüpfungen bestehen können, und in which the system consists of system components and when the system is operated as intended, predetermined process steps (step 1, step 2) are carried out in the system components, whereby logical links can exist between individual system components, and
bei dem eine Messung zum Energieverbrauch (1) der Anlage oder Anlagenkomponenten durchgeführt wird, zu einer vordefinierten Prozessschrittabfolge, bestehend aus zumin¬ dest einem Prozessschritt, und in which a measurement of the energy consumption (1) of the system or system components is carried out, to a predefined process step sequence, consisting of at least one process step, and
Beginn und Ende der Messung gesteuert werden durch die Erkennung ebenfalls vorbekannter Start-/Stoppbedingungen der Prozessschritte (5) und The start and end of the measurement are controlled by recognizing previously known start/stop conditions of the process steps (5) and
die so ermittelten Energie-Messwerte (7) in Korrelation gebracht werden zu den in der vordefinierten Prozessschrittabfolge enthaltenen Prozessschritten. the energy measurement values (7) determined in this way are correlated with the process steps contained in the predefined process step sequence.
13. Verfahren nach Patentanspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass
aus den ermittelten Energieverbrauchsdaten durch Mehr- fach-Messen einer wiederholten Ausführung der definierten Prozessschrittabfolge ein Durchschnittswert für den Ener¬ giebedarf ermittelt wird. 13. Method according to claim 12, characterized in that An average value for the energy requirement is determined from the determined energy consumption data by multiple measurements of a repeated execution of the defined process step sequence.
14. Verfahren nach Patentanspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass 14. Method according to claim 12, characterized in that
aus den ermittelten Energieverbrauchsdaten durch Mehr- fach-Messen einer Ausführung der definierten Prozess- schrittabfolge über einen vordefinierten Zeitraum ein from the determined energy consumption data by multiple measurements of an execution of the defined process step sequence over a predefined period of time
Durchschnittswert ermittelt wird. Average value is determined.
15. Verfahren nach einem der Patentansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass 15. Method according to one of claims 12 to 14, characterized in that
der Energiebedarf eines logischen Produktionsschritts ei¬ nes Produktionsprodukts der Anlage ermittelt wird. the energy requirement of a logical production step of a production product of the system is determined.
16. Verfahren nach einem der Patentansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass 16. Method according to one of claims 12 to 15, characterized in that
die Auswertung des ermittelten Energiebedarfs an einem the evaluation of the determined energy requirement on a
Messpunkt in Korrelation gesetzt wird zu einem Betriebs¬ zustand, in dem sich die Anlage oder Anlagen-Komponente zum Messzeitpunkt befindet. The measuring point is correlated with an operating state in which the system or system component is located at the time of measurement.
17. Verfahren nach einem der Patentansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass 17. Method according to one of claims 12 to 16, characterized in that
die Auswertung des ermittelten Energiebedarfs und die Korrelation zur zu messenden Prozessschrittabfolge während der laufenden Aufzeichnung der Messdaten erfolgt. The evaluation of the determined energy requirement and the correlation to the process step sequence to be measured takes place while the measurement data is being recorded.
18. Verfahren nach einem der Patentansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass 18. Method according to one of claims 12 to 17, characterized in that
die Auswertung des ermittelten Energiebedarfs und die Korrelation zur zu messenden Prozessschrittabfolge nach Abschluss der laufenden Aufzeichnung der Messdaten erfolgt.
The evaluation of the determined energy requirement and the correlation to the process step sequence to be measured takes place after the ongoing recording of the measurement data has been completed.
19. Verfahren nach einem der Patentansprüche 12 bis 18, da¬ durch gekennzeichnet, dass 19. Method according to one of claims 12 to 18, characterized in that
eine Auswertung erfolgt über die Änderung der Energieauf¬ nahme über einen Produktionszeitraum indem ein wiederhol- tes Durchführen der Messung analog Patentanspruch 13 oder An evaluation is carried out via the change in energy consumption over a production period by repeatedly carrying out the measurement analogous to claim 13 or
14. 14.
20. Verfahren nach einem der Patentansprüche 12 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass 20. Method according to one of claims 12 to 19, characterized in that
die Korrelation der gemessenen Energiebedarfswerte (7) mit den vorbestimmten Prozessschritten über eine einheitliche Zeitbasis mit Zeitstempeln erfolgt.
the correlation of the measured energy requirement values (7) with the predetermined process steps takes place via a uniform time base with time stamps.
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| PCT/EP2012/055490 WO2013143583A1 (en) | 2012-03-28 | 2012-03-28 | Method and device for detecting operational states for use for the energy-efficient control of an installation |
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|---|---|---|---|
| PCT/EP2012/055490 WO2013143583A1 (en) | 2012-03-28 | 2012-03-28 | Method and device for detecting operational states for use for the energy-efficient control of an installation |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104570855A (en) * | 2014-12-18 | 2015-04-29 | 文曲 | FPGA-based data acquisition system and method |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1058175A2 (en) * | 1999-06-01 | 2000-12-06 | Applied Materials, Inc. | Semiconductor processing techniques |
| WO2010116598A1 (en) * | 2009-04-10 | 2010-10-14 | オムロン株式会社 | Energy monitoring device and control method therefor, and energy monitoring program |
| EP2244147A2 (en) * | 2009-04-24 | 2010-10-27 | Rockwell Automation Technologies, Inc. | Utilizing sustainability factors for product optimization |
| DE102009054829A1 (en) * | 2009-12-17 | 2011-06-22 | Siemens Aktiengesellschaft, 80333 | Method for operating machine tool, involves determining electrical energies consumed by machine and/or electric energy consumers per processing steps of machine and/or per flow of processing program from determined active electric power |
| EP2343791A2 (en) * | 2010-01-08 | 2011-07-13 | Rockwell Automation Technologies, Inc. | Industrial Control Energy Object |
| EP2469465A1 (en) * | 2010-12-17 | 2012-06-27 | Sap Ag | Mapping and aggregation of energy consumption for production |
-
2012
- 2012-03-28 WO PCT/EP2012/055490 patent/WO2013143583A1/en active Application Filing
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1058175A2 (en) * | 1999-06-01 | 2000-12-06 | Applied Materials, Inc. | Semiconductor processing techniques |
| WO2010116598A1 (en) * | 2009-04-10 | 2010-10-14 | オムロン株式会社 | Energy monitoring device and control method therefor, and energy monitoring program |
| US20120084030A1 (en) * | 2009-04-10 | 2012-04-05 | Omron Corporation | Energy monitoring device and control method therefor, and energy monitoring program |
| EP2244147A2 (en) * | 2009-04-24 | 2010-10-27 | Rockwell Automation Technologies, Inc. | Utilizing sustainability factors for product optimization |
| DE102009054829A1 (en) * | 2009-12-17 | 2011-06-22 | Siemens Aktiengesellschaft, 80333 | Method for operating machine tool, involves determining electrical energies consumed by machine and/or electric energy consumers per processing steps of machine and/or per flow of processing program from determined active electric power |
| EP2343791A2 (en) * | 2010-01-08 | 2011-07-13 | Rockwell Automation Technologies, Inc. | Industrial Control Energy Object |
| EP2469465A1 (en) * | 2010-12-17 | 2012-06-27 | Sap Ag | Mapping and aggregation of energy consumption for production |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104570855A (en) * | 2014-12-18 | 2015-04-29 | 文曲 | FPGA-based data acquisition system and method |
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