Evonik: Digitalisierung in der Stromverteilung

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Mit einem digitalen Zustandsüberwachungssystem von ABB erzielt das Chemieunternehmen Evonik Echtzeittransparenz über den Verbrauchsstatus sämtlicher Schaltkomponenten seiner Niederspannungsversorgung am Produktionsstandort in Essen. Die ABB-Komponenten ergänzen das bestehende System, mit dem bereits Daten in Echtzeit erfasst werden. Die deutschlandweit erste Lösung dieser Art erfasst auch Temperaturwerte an Schaltelementen und Steckkontakten, sodass Evonik Strom-Wärmeverlusten und vorzeitigem Verschleiß präventiv entgegenwirken kann. Alles in allem sorgt das ABB-System in Essen für eine verlängerte Lebensdauer und deutlich gestiegene Verfügbarkeit der produktionskritischen Stromverteilung.

Spezialchemie, das klingt in manchen Ohren vielleicht wie eine Nischenbranche. Tatsächlich ist das Gegenteil der Fall – wie Evonik, der Innovationsführer auf diesem Gebiet beweist: Das in Essen ansässige Unternehmen produziert selbst zwar weder Autoreifen noch Matratzen und stellt auch keine Medikamente oder Tiernahrung her. Dennoch steckt in vielen solcher Endprodukte eine Spezialsubstanz von Evonik: Reifen helfen dadurch Sprit zu sparen, Matratzen werden elastischer, Tabletten wirksamer und Tiernahrung gesünder. Evonik ermöglicht somit Herstellern aus unterschiedlichsten Wirtschaftszweigen mehr Nachhaltigkeit und höhere Produktqualität.

Echtzeittransparenz: Schlüssel für mehr Energieeffizienz

„Nie zuvor war elektrische Energie so kostbar wie in diesen Tagen“, sagt Carsten Liedtke, Leiter Betriebsführung am Standort Essen der Evonik Technology & Infrastructure GmbH, der zugleich die dortige Mess-, Steuer- und Regelungstechnik des Bereichs Energieversorgung verantwortet. Effiziente Energienutzung hat seinen Worten zufolge eine Grundvoraussetzung – nämlich höchstmögliche Transparenz über den aktuellen Verbrauchsstatus und über die Verfügbarkeit quer durch die komplex verzweigte Stromversorgung: „Nur mit validen Realtime-Informationen können wir den Energiebedarf in unserer Produktion zielgerichtet optimieren – und dieses Ziel hat für uns sowohl aus Kostensicht als auch mit Blick auf den CO2-Fußabdruck unserer Produktion einen extrem hohen Stellenwert“, begründet Carsten Liedtke, warum ihm das Thema Digitalisierung in der Stromversorgung buchstäblich auf den Nägeln brennt.

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Nur mit validen Realtime-Informationen kann der Energiebedarf bei Evonik in der Produktion zielgerichtet optimiert werden.

Mit seiner Ambition, eine digitale Echtzeitüberwachung der produktionskritischen Versorgungsinfrastruktur zu verfolgen und zu erweitern, wandte sich der Betriebsleiter Anfang 2020 an ABB. Der anstehende Ersatz einer Niederspannungsschaltanlage durch eine moderne ABB MNS-3-Lösung bot in den Folgemonaten eine willkommene Gelegenheit, die Digitalisierungspläne gemeinsam in Angriff zu nehmen.

Zentrale Datenbank umfasst auch technische Zustandsinformationen

Außer gängigen Multimessgeräten und Energiezählern installierte das ABB-Team zusätzlich Temperatursensoren an allen kritischen Verbindungsstellen innerhalb der Schaltanlage. Dabei speisen all diese Messpunkte ihre Daten in ein zentrales CMES aus der ABB Ability-Familie ein: „CMES steht für Condition Monitoring Electrical System und verschafft Evonik exakt die angestrebte Echtzeittransparenz über den aktuellen Zustand jeder einzelnen Schaltkomponente“, kommentiert Thorsten Volz, Global Product Manager für Low Voltage Switchgear (LVS) Digital Systems bei ABB.

Wie alle Digitalisierungslösungen aus dem Ability-Portfolio steht ABB CMES wahlweise als standortübergreifende Cloud-Lösung zur Verfügung oder kann als lokal installiertes On-Premise-System betrieben werden. Evonik favorisiert die letztgenannte Option – wobei das Spezialchemieunternehmen außer verbrauchsbezogenen Informationen auch technische Zustandsdaten von Schaltelementen innerhalb der kritischen Versorgungsinfrastruktur der neu beschafften Anlage in der zentralen CMES-Datenbank erfasst. Das betrifft insbesondere die Kontakttemperaturen von Steck- und Sammelschienenverbindungen sowie Kabelanschlüssen: „Herkömmliche Infrarotmessungen liefern lediglich Momentaufnahmen. Das CMES hingegen analysiert die permanent erfassten Werte stets im Zusammenhang mit dem aktuellen Stromfluss und ermöglicht dabei sowohl punktuelle als auch Langzeitauswertungen“, erläutert Produktmanager Volz.

Weniger Wärmeverlust, kaum noch Verschleiß und verringerte Wartungskosten

Temperaturschwankungen an Kontaktstellen deuten stets auf gelockerte Verbindungen oder auf Materialermüdung hin. Dies wiederum erhöht den Übergangswiderstand, der nicht nur unnötigen Wärmeverlust verursacht, sondern auch Störlichtbögen hervorrufen kann. Beides mindert die Energieeffizienz und bedroht die Anlagenverfügbarkeit. „Mit unserem neuen CMES von ABB erkennen wir mögliche Schwachstellen bereits im Vorfeld und können rechtzeitig gegensteuern – bevor es zu einem Ausfall der Energieversorgung kommt“, so Carsten Liedtke.

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Mit ABB Ability™ CMES hat Evonik die Temperatur unter Kontrolle.

Mit der neugewonnenen Echtzeittransparenz über die gesamte Versorgungsplattform ebnet das CMES bei Evonik zudem den Weg in Richtung flexibler Maintenance-Konzepte: Die Instandhaltung erfolgt dabei nicht mehr nach einem starren Wartungsintervall, sondern im Lichte des tatsächlichen Zustands der jeweiligen Komponenten. Unnötige Arbeiten werden somit vermieden, und schleichender unbemerkter Verschleiß gehört in Essen der Vergangenheit an. „Die gemeinsam mit ABB vorangetriebene Digitalisierung der Stromverteilung verbessert signifikant die Energieeffizienz, erhöht die Stabilität der produktionskritischen Stromversorgung und verlängert dank vorausschauender Wartung die Lebensdauer der hochwertigen Schaltanlagen“, resümiert Betriebsleiter Liedtke. Alle drei Effekte passen perfekt zur Nachhaltigkeitsstrategie von Evonik.

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