Vom Verteilerkasten zur Datenquelle

Bild 1 | Aufbau eines Energiemonitoringsystems inkl. Druckluftüberwachung, PLC-Anbindung und Alarmierung am Beispiel eines Hub-EN200.
Bild 1 | Aufbau eines Energiemonitoringsystems inkl. Druckluftüberwachung, PLC-Anbindung und Alarmierung am Beispiel eines Hub-EN200.Bild: In.hub GmbH

Fachleute sind sich dabei einig: Unter all den verfügbaren Signalen sticht eines besonders hervor – die elektrische Leistungsaufnahme. Sie bündelt die Aktivität einer Maschine und macht sichtbar, wann etwas läuft, wann es im Leerlauf ist oder wann eine Störung anliegt. Energie gilt deshalb heute als eines der aussagekräftigsten Prozesssignale überhaupt. Damit liegt das Potenzial direkt vor der Hand: Im Schaltschrank laufen Energieversorgung, Steuerung, Schutz- und Klimatechnik zusammen. Werden diese Informationen systematisch erfasst, entsteht die Grundlage, um Energieverbräuche transparent zu machen, Störungen schneller zu erkennen und langfristig auch KI-Modelle mit hochwertigen Daten zu versorgen.

Bild 2 | Das Hub-EN200 dient der kontinuierlichen Messung und Auswertung von Strömen und Spannungen in 1- und 3-Phasen-Netzen mit Neutralleiter. Damit eignet es sich zur Energieüberwachung von Maschinen und Anlagen.
Bild 2 | Das Hub-EN200 dient der kontinuierlichen Messung und Auswertung von Strömen und Spannungen in 1- und 3-Phasen-Netzen mit Neutralleiter. Damit eignet es sich zur Energieüberwachung von Maschinen und Anlagen.Bild: In.hub GmbH

Warum Zähler nicht mehr genügen

Klassische Energiezähler waren lange das Mittel der Wahl, um Verbrauchswerte darzustellen – meist in Viertelstunden- oder Fünfminutenauflösung. Für eine detaillierte Analyse oder gar eine Alarmierung in Echtzeit sind diese Daten aber zu grob. Energieverbräuche verändern sich oft innerhalb von Sekunden; auch Störungen entstehen plötzlich, nicht in Intervallen. Hinzu kommt: Zähler liefern isolierte Werte, ohne Zusammenhang zu Prozessen oder Maschinenparametern. Ein hoher Stromverbrauch kann ein normales Produktionsmuster sein – oder ein Anzeichen für ein defektes Lager. Erst wenn man Energiedaten mit Prozesswerten kombiniert, entstehen aussagekräftige Informationen.

Bild 4 | Schaltschrank mit Energiemessmodul HUB-EN200.
Bild 4 | Schaltschrank mit Energiemessmodul HUB-EN200. Bild: In.hub GmbH

Was sind IoT-Edge-Geräte?

An dieser Stelle kommen sogenannte IoT-Edge-Geräte ins Spiel. Vereinfacht gesagt handelt es sich dabei um kleine Rechner, die direkt im Schaltschrank arbeiten. Anders als reine Zähler erfassen sie nicht nur Messwerte, sondern verarbeiten diese auch lokal. Sie bieten Schnittstellen zu verschiedensten Sensoren und Steuerungen und stellen die Daten dort bereit, wo sie gebraucht werden – ohne Umweg über zentrale Server oder komplexe IT-Infrastrukturen. Man kann sie sich wie Mini-Computer vorstellen, die speziell für den rauen Industrieeinsatz ausgelegt sind. Neben Rechenleistung besitzen sie zahlreiche integrierte Ein- und Ausgänge für Sensoren und Aktoren. Über zusätzliche Protokolle wie OPC UA, MQTT, Modbus TCP oder RTU lassen sich zudem weitere Sensoren oder IT-Systeme bzw. Steuerungen – etwa von Siemens – integrieren.

Bild 3 | Integriertes Energiedashboard mit der App Grafana in Siineos.
Bild 3 | Integriertes Energiedashboard mit der App Grafana in Siineos.Bild: In.hub GmbH

IoT-Edge-Energiemonitoring im Vergleich

Überträgt man dieses Prinzip auf das Energiemonitoring, entstehen IoT-Edge-Energiemonitoring-Systeme. Sie vereinen hochauflösende Energiemessung – im Sekundenbereich statt im Minutentakt – mit der Fähigkeit, weitere Prozess- und Umgebungsdaten einzubeziehen. Damit werden Lastspitzen sichtbar, bevor sie Kosten auslösen. Gleichzeitig lassen sich Energie- und Prozesswerte direkt verknüpfen: Läuft eine Maschine im Leerlauf? Stimmen Energieaufnahme und Produktionsmenge überein? Solche Fragen lassen sich mit Edge-Systemen beantworten – in Echtzeit. Damit entsteht ein ganz anderes Niveau von Transparenz. Energiemonitoring wird nicht mehr nur zur Verbrauchserfassung genutzt, sondern zum Werkzeug für Effizienzsteigerung, Fehlererkennung und vorausschauende Wartung.

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