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Die Erfindung betrifft ein Energiemanagementsystem zum Überwachen der Leistung von Verbrauchern, insbesondere von Maschinen eines Industriebetriebs gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1.
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Energiekosten, insbesondere für elektrische Energie, machen in vielen Industriebetrieben einen erheblichen Teil der Betriebskosten aus. Um diese Kosten zu senken, können Industriebetriebe eine Stromsteuerrückerstattung beantragen, wenn sie Maßnahmen zur Verbesserung ihrer Energieeffizienz nachweisen können. Grundvoraussetzung für einen solchen Nachweis ist die systematische Erfassung des Energieverbrauchs.
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Ein für die Stromkosten eines Betriebs wichtiger Parameter ist die maximal verbrauchte elektrische Leistung. Da ein Energieversorger auch für Spitzen des Energieverbrauchs die nötige Kraftwerkskapazität vorhalten muss, diese aber nur selten auslasten kann, verursachen Spitzenlasten hohe Kosten, die an die Stromkunden weitergegeben werden. Um die Kosten pro Kilowattstunde niedrig zu halten, hat ein Industriebetrieb daher ein hohes Interesse daran, seinen Stromverbrauch zu vergleichmäßigen und Verbrauschspitzen zu vermeiden.
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Aus
DE 10 2014 116 313 A1 ist ein Energiemanagementsystem für einen Druckereibetrieb bekannt, bei dem der Stromverbrauch für einzelne Druckaufträge vorab abgeschätzt wird und die Ausführung der Aufträge zeitlich koordiniert wird, um Verbrauchsspitzen zu verhindern. Um dieses System nutzen zu können, muss im Vorfeld eine große Menge an Daten über den Verbrauch der einzelnen Maschinen, über die Druckaufträge und deren Anforderungen an die Maschinen erhoben werden. Folge der Anwendung dieses Systems ist eine strikte zeitliche Taktung der Aufträge bzw. der einzelnen zu ihrer Abwicklung erforderlichen Schritte, mit der Folge, dass wenn sich einer dieser Schritte unvorhergesehen verzögert und deshalb die zu seiner Ausführung und für nachfolgende Schritte des Druckauftrags erforderliche Leistung später als geplant abgerufen wird, alle Druckaufträge neu geplant werden müssen, so dass eine einzelne Störung sich betriebsweit auswirken kann.
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Die
DE 10 2008 045 427 A1 offenbart ein Energiemanagementsystem für eine Mehrzahl von Verbrauchern eines Druckereibetriebs, bei dem jedem Verbraucher ein Messinstrument zum Messen einer Leistung des Verbrauchers zugeordnet ist und eine Verwaltungseinheit zum Ermitteln der Gesamtleistung aller Verbraucher vorgesehen ist, wobei die Verwaltungseinheit eingerichtet ist, ein für die Abweichung der Gesamtleistung von einer vorgegebenen Maximalleistung repräsentatives Steuersignal zu liefern.
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Die
EP 2 200 142 A1 offenbart ein Energiemanagementsystem für eine Mehrzahl von Verbrauchern, bei dem jedem Verbraucher ein Messinstrument zum Messen einer Leistung des Verbrauchers zugeordnet ist, und eine Verwaltungseinheit zum Ermitteln der Gesamtleistung aller Verbraucher vorgesehen ist, wobei die Verwaltungseinheit eingerichtet ist, ein für die Abweichung der Gesamtleistung von einer vorgegebenen Maximalleistung repräsentatives Steuersignal zu liefern.
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Die
DE 10 2007 062 287 A1 offenbart ein Energiemanagementsystem, welches für eine Mehrzahl von Verbrauchern eines Druckereibetriebs den Energieverbrauch erfasst, bei dem jedem Verbraucher ein Messinstrument zum Messen einer Leistung des Verbrauchers zugeordnet ist und eine Verwaltungseinheit zum Ermitteln der Gesamtleistung aller Verbraucher vorgesehen ist.
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Die
EP 2 923 837 A1 offenbart ein Energiemanagementsystem für einen Verbraucher eines Druckereibetriebs, bei dem dem Verbraucher ein Messinstrument zum Messen einer Leistung des Verbrauchers zugeordnet ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Energiemanagementsystem für mehrere Verbraucher zu schaffen.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
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Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, dass sie es durch eine geeignete Reaktion auf das Steuersignal ohne aufwändige vorherige Erfassung der Leistungen der Verbraucher und ohne Zeitplanung der einzelnen Produktionsaufgaben ermöglicht, Leistungsspitzen zu vermeiden.
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Es kann ein Anzeigeinstrument zum Anzeigen des Steuersignals vorgesehen sein, damit ein menschlicher Benutzer von dem Steuersignal Kenntnis nehmen und als Reaktion darauf die Leistung wenigstens eines der Verbraucher drosseln kann.
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Um die Wahrnehmung des Steuersignals einfacher und sicherer zu machen, kann das Anzeigeinstrument je nach Wert des Steuersignals einen von mehreren diskreten Zuständen annehmen.
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Für den Benutzer unmittelbar suggestiv ist insbesondere ein optisches, zwischen verschiedenen Farbwerten wie etwa Rot, Grün und eventuell Gelb in Art einer Verkehrsampel umschaltbares Anzeigeinstrument. Ein grünes Signal kann dann beispielsweise anzeigen, dass die Gesamtleistung der Verbraucher unbedenklich ist, während ein gelbes den Mitarbeiter darauf hinweist, dass der Verbrauch zwar noch unter der vorgegebenen Maximalleistung liegt, diese aber kurzfristig überschritten werden könnte und es daher empfehlenswert ist, eine leistungsdrosselnde Maßnahme zu treffen oder wenigstens zu entscheiden, welche Maßnahme getroffen werden soll, wenn ein Umschalten des Signals auf Rot eine Überschreitung der Maximalleistung anzeigt.
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Wenn wenigstens einer der Verbraucher eine Benutzerschnittstelle aufweist, an der der Benutzer bei Bedarf eine leistungsdrosselnde Anweisung eingeben kann, dann ist es zweckmäßig, das Anzeigeinstrument an der Benutzerschnittstelle anzuordnen, damit ein Benutzer, der sich an dieser Schnittstelle aufhält, das Signal zur Kenntnis nehmen und nötigenfalls die leistungsdrosselnde Anweisung umgehend erteilen kann.
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In einem System, in dem mehrere Verbraucher solche Benutzerschnittstellen aufweisen, ist vorzugsweise jede von ihnen mit dem Anzeigeinstrument ausgestattet.
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Wenn die Benutzerschnittstelle zum Anzeigen von Informationen ausgelegt ist, kann sie ggf. auch genutzt werden, um dem Benutzer eine Anweisung vorzuschlagen, die dieser eingeben könnte, um die Leistung des Verbrauchers zu drosseln.
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Zweckmäßigerweise sollte diese Anweisung nur dann vorgeschlagen werden, wenn die Gesamtleistung eine vorgegebene Schwelle, z. B. zwischen dem grünen und dem gelben Zustand des Signals überschreitet.
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Wenn die vorgeschlagene Anweisung einen Betriebsparameter der Druckmaschine betrifft, der kontinuierlich variabel ist oder zumindest eine Vielzahl von Werten annehmen kann, dann sollte der in der Anweisung vorgeschlagene Wert des Parameters so gewählt sein, dass eine Änderung des diskreten Zustands herbeigeführt wird. So kann der Benutzer an der Änderung des Signalzustands erkennen, dass seine Maßnahme erfolgreich gewesen ist.
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Der von der Anweisung betroffene Betriebsparameter kann z. B. eine Betriebsgeschwindigkeit, z. B. die in Bogen pro Zeiteinheit oder Bahnlänge pro Zeiteinheit spezifizierte Geschwindigkeit einer Druckmaschine, sein, deren Änderung in der vorgeschlagenen Anweisung quantitativ spezifiziert wird. Dies ermöglicht es dem Benutzer, sich die Auswirkungen der Anweisung vorzustellen und zu entscheiden, ob er die Anweisung zu geben bereit ist oder nicht.
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Dass die Benutzerschnittstelle eingerichtet ist, eine Maßnahme vorzuschlagen, hat überdies den Vorteil, dass der Benutzer keine Zeit darauf verwenden muss, Parameter der Maßnahme einzugeben, sondern durch Akzeptieren der vorgeschlagenen Maßnahme in kürzester Zeit auf einen Zustandswechsel des Anzeigeinstruments reagieren kann.
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Die Verwaltungseinheit kann ferner eingerichtet sein, eine leistungsverringernde Steuermaßnahme an wenigstens einem der Verbraucher selbsttätig durchzuführen, wenn die Gesamtleistung die vorgegebene Maximalleistung erreicht. Beispielsweise umfasst der Satz von leistungsverringernden Steuermaßnahmen das Drosseln der Arbeitsgeschwindigkeit eines der Verbraucher und/oder das Ausschalten eines der Verbraucher.
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Im einfachsten Fall kann eine solche Steuermaßnahme die Abschaltung eines Verbrauchers sein, dessen Stillstand nicht notwendigerweise sofort die Abschaltung weiterer von ihm abhängiger Verbraucher nach sich zieht, z. B. eines Kompressors, der einen Druckluftspeicher speist. Aber auch die Geschwindigkeitsdrosselung eines Verbrauchers kann wenn nötig über eine automatische Steuermaßnahme herbeigeführt werden.
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Um unter verschiedenen möglichen Steuermaßnahme diejenige auszuwählen, die den Produktionsablauf am wenigsten beeinträchtigt, sollte die Verwaltungseinheit zweckmäßigerweise eingerichtet sein, eine durchzuführende Steuermaßnahme aus einem Satz von leistungsverringernden Steuermaßnahmen anhand von den Steuermaßnahmen zugeordneten Prioritätswerten auszuwählen.
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Die Prioritätswerte können im Laufe der Zeit veränderbar sein. Insbesondere wenn eine Steuermaßnahme getroffen worden ist, kann es sinnvoll sein, die Priorität des von ihr betroffenen Verbrauchers im Laufe der Zeit zu verändern, um sicherzustellen, dass der Verbraucher nach gewisser Zeit wieder in vollen Betrieb geht.
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Das Energiemanagementsystem kann einen Speicher aufweisen, um darin wenigstens die Leistungen der Verbraucher, vorzugsweise auch andere leistungsbestimmende Betriebsparameter wie etwa eine Geschwindigkeit oder auch einen Energieverbrauch aufzuzeichnen. Die in dem Speicher gesammelten Daten können einerseits zur eingangs erwähnten systematischen Erfassung des Energieverbrauchs der einzelnen Verbraucher dienen; im Rahmen der Erfindung sind sie überdies nutzbar, um den Zusammenhang zwischen Geschwindigkeit und Leistung eines Verbrauchers zu erfassen und, falls eine vorgeschlagene oder automatisch durchgeführte leistungsverringernde Steuermaßnahme diesen Verbraucher betrifft, die Steuermaßnahme so zu parametrieren, dass die Schwelle der Gesamtleistung, deren Überschreitung dazu geführt hat, dass die Steuermaßnahme vorgeschlagen oder durchgeführt wurde, wieder unterschritten wird.
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Des Weiteren kann ein Anzeigeschirm zum Visualisieren wenigstens der Leistungen der Verbraucher als Funktion der Zeit vorgesehen sein. Anhand einer solchen Anzeige kann ein Benutzer das Ausmaß einer vorgeschlagenen Steuermaßnahme bequem mit der bisherigen Schwankungsbreite der Leistung des von der Steuermaßnahme betroffenen Verbrauchers vergleichen, was die Entscheidung, ob die vorgeschlagene Steuermaßnahme akzeptiert wird oder nicht, erleichtert.
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Der Anzeigeschirm kann ferner zum Anzeigen einer Maske genutzt werden, über die Attribute der Verbraucher wie etwa Namen, Prioritäten o. dgl. festlegbar sind.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben.
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Es zeigen:
- 1 ein Blockdiagramm des Energiemanagementsystems;
- 2 einen Screenshot des Energiemanagementsystems, der ein Protokoll des Energieverbrauchs zeigt;
- 3 einen Screenshot einer ersten Eingabemaske zum Konfigurieren des Energiemanagementsystems;
- 4 einen Screenshot einer zweiten Eingabemaske;
- 5 einen Screenshot einer bei einer Grenzwertüberschreitung angezeigten Eingabemaske.
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1 zeigt ein Blockdiagramm des Energiemanagementsystems, angewandt auf einen Druckereibetrieb. Als Verbraucher 01, 02, 03 von Energie sind exemplarisch zwei Druckmaschinen 01, 02 und ein Kompressor 03 dargestellt; das Energiemanagementsystem ist aber ohne wesentliche Änderungen auf beliebige andere Maschinen übertragbar.
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Die Druckmaschinen 01, 02 können im Rahmen des Energiemanagementsystems als elementare Verbraucher 01, 02 behandelt werden, deren Leistung einheitlich erfasst und unabhängig von der Leistung anderer elementarer Verbraucher gesteuert wird; im vorliegenden Fall umfassen die Druckmaschinen 01, 02 mit Druckwerk 04, 06 und Trockner 05, 07 jeweils wenigstens zwei solche elementaren Verbraucher 04, 06, 05, 07; weitere, in der Fig. nicht dargestellte können vorgesehen sein.
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Die Hardwarestruktur des Energiemanagements kann die Struktur der von ihm gesteuerten Maschinen widerspiegeln, indem etwa jeder Druckmaschine 01, 02 ein eigener Schaltschrank zugeordnet ist, der für die Stromversorgung der einzelnen Verbraucher 03, 04, 05, 06, 07 benötigte Netzteile 08 u. dgl. sowie Leistungsmessinstrumente 09 enthält. In der schematischen Darstellung der 1 sind alle diese Komponenten in einem gemeinsamen Schaltschrank 10 untergebracht.
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Jeder Druckmaschine 01, 02 ist ein Leitstand 11 zugeordnet, an denen ein Benutzer Betriebsparameter der Druckmaschine 01, 02 über eine Benutzerschnittstelle in Echtzeit regeln kann. Manche der am Leitstand 11 regelbaren Betriebsparameter, insbesondere die Druckgeschwindigkeit, haben einen erheblichen Einfluss auf den Energieverbrauch.
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Jedem elementaren Verbraucher 03, 04, 05, 06, 07 ist im Schaltschrank 10 ein Netzteil 08 und ein Leistungsmessinstrument 09 zugeordnet. Die Leistungsmessinstrumente 09 sowie diverse Messinstrumente der Druckmaschinen 01, 02 sind mit einer Verwaltungseinheit 12 verbunden, die die Messwerte der diversen Messinstrumente sammelt und periodisch Datensätze mit den aktuellen Messwerten der diversen Messinstrumente in einem Speicher 13 ablegt.
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Ein Bildschirm 14, auf dem die gesammelten Messwerte graphisch darstellbar sind, kann an jedem einzelnen Leitstand 09 vorgesehen sein.
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2 zeigt exemplarisch einen Screenshot des Bildschirms 14 mit einer solchen graphischen Darstellung in Form eines Diagramms 15. Die in dem Diagramm 15 wiedergegebene Zeitspanne ist mit Hilfe einer Reihe von Buttons 16 einstellbar, die mit Hilfe eines Zeigewerkzeugs wie etwa einer Maus angewählt oder im Falle eines berührungsempfindlichen Bildschirms vom Benutzer mit dem Finger angetippt werden können.
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Das Diagramm 15 enthält mehrere Kurven, die sich in ihrer Farbe oder ihrem Linienmuster unterscheiden. Eine erste dieser Kurven stellt hier die Gesamtleistung der Druckmaschine 01 dar, eine zweite die Leistung des ihres Druckwerks 04, eine dritte die Leistung des Trockners 05 und eine vierte die Druckgeschwindigkeit, im Falle einer Bogendruckmaschine angegeben in Bogen/Minute. Eine Legende 17 neben dem Diagramm 15 verdeutlicht dem Benutzer die Bedeutung der einzelnen Kurven anhand von Einträgen, die jeweils ein Farb- oder Linienmuster und die Bezeichnung des angezeigten Parameters umfassen. Die einzelnen Einträge der Legende 17 können als Buttons implementiert sein, die mit dem Finger oder dem Zeigewerkzeug an- und abwählbar sind, um die den Einträgen entsprechenden Kurven im Diagramm 15 ein- und auszublenden.
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Wie die Kurven zeigen, ist das Verhältnis der Leistungen von Druckwerk 04 und Trockner 05 variabel.
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Wiederum auf 1 bezogen ist an jedem Leitstand 09 ein Anzeigeinstrument 18 vorgesehen, das zwischen einer kleinen Zahl diskreter Zustände umschaltbar ist. In 1 hat das Anzeigeinstrument 18 die Form einer Ampel, die Leuchtsignale in den Farben Rot, Gelb oder Grün liefert. Die Verwaltungseinheit 12 steuert die Anzeigeinstrumente 18 anhand der Gesamtleistung der angeschlossenen Verbraucher 03, 04, 05, 06, 07, im hier betrachteten Beispielfall der Druckwerke 04, 06, der Trockner 05, 07 und des Kompressors 03.
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Diese Steuerung basiert auf diversen Einstellungen, die der Benutzer vor Inbetriebnahme des Energiemanagementsystems treffen sollte. Um dies zu tun, kann er sich auf einem Bildschirm - bei dem es sich wiederum um den Bildschirm 14 eines der Leitstände 09 handeln kann - die in 3 gezeigte Eingabemaske anzeigen lassen. Unter einer Überschrift „Zentrale Einstellungen“ findet er dort Eingabefenster 19 für eine Mehrzahl von Grenzwerten, hier bezeichnet als „Sollwert Abschaltungen“, „Sollwert Lampe Rot“, „Sollwert Lampe Gelb“ bzw. „Sollwert Lampe grün“, in die er zu den mit seinem Energieversorger getroffenen Vereinbarungen passende Werte eintragen kann. Über ein weiteres Eingabefenster 20 kann er die Zeitauflösung der Leistungsüberwachung durch die Verwaltungseinheit 12 festgelegen, d. h. er kann bestimmen, wie lang eine Grenzwertüberschreitung andauern muss, um von der Verwaltungseinheit 12 berücksichtigt zu werden.
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Weitere Überschriften betreffen die für das Energiemanagement relevanten Eigenschaften der einzelnen Verbraucher 03, 04, 05, 06, 07. Diese sind hier mit Nummern von 1 bis 4 bezeichnet, es könnte aber auch die Möglichkeit vorgesehen werden, dass der Benutzer über eine weitere Eingabemaske den einzelnen Verbrauchern 03, 04, 05, 06, 07 aussagekräftige Namen wie etwa „Druckwerk 4“, „Trockner 5“, „Druckwerk 6“ etc. zuweisen kann, die daraufhin in den Eingabemasken als Bezeichnung der einzelnen Verbraucher verwendet werden.
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Wenn der Benutzer eine dieser Überschriften, z. B. den Verbraucher 1, anwählt, schaltet der Bildschirm auf die Eingabemaske der 4. In den hier gezeigten Eingabefenstern 21 kann der Benutzer für den betreffenden Verbraucher 03, 04, 05, 06, 07 Bedingungen festlegen, die die Verwaltungseinheit 12 bei einem eventuellen Eingriff in den Betrieb des Verbrauchers 03, 04, 05, 06, 07 berücksichtigen soll, hier z. B. eine minimale Einschaltzeit, eine minimale Ausschaltzeit, d. h. eine Zeit, die der Verbraucher 03, 04, 05, 06, 07 beispielsweise nach einem Ausschalten benötigt, um einen Ruhezustand zu erreichen, aus dem heraus ein ordnungsgemäßer Neustart möglich ist, eine maximale Ausschaltzeit, nach der der Verbraucher 03, 04, 05, 06, 07 spätestens wieder in Betrieb gehen muss, um z. B. nicht die Funktionsfähigkeit anderer, zusammenwirkender Verbraucher 03, 04, 05, 06, 07 zu beeinträchtigen.
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Eine abschaltbare Leistung kann vom Benutzer vorgegeben werden, um bei einem Verbraucher 03, 04, 05, 06, 07, der bei unterschiedlichen Leistungen arbeiten kann, eine vollständige Abschaltung durch die Verwaltungseinheit 12 zu unterbinden, eine Leistungsdrosselung im hier festgelegten Umfang jedoch zuzulassen. Alternativ oder zusätzlich kann als abschaltbare Leistung ein auf den entsprechenden Verbraucher 03, 04, 05, 06, 07 bezogener Wert eingegeben werden, der als Grundlage für eine Beurteilung einer Sinnhaftigkeit einer Abschaltung dieses Verbrauchers 03, 04, 05, 06, 07 genutzt werden kann und/oder aus dem sich bei Abschaltung des jeweiligen Verbrauchers 03, 04, 05, 06, 07 im Zusammenhang mit einem Zeitraum der Abschaltung eine Energieeinsparung ermitteln lässt.
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Anhand der Priorität kann der Benutzer vorgeben, welcher von mehreren Verbrauchern 03, 04, 05, 06, 07, die für eine Leistungsdrosselung oder Abschaltung durch die Verwaltungseinheit 12 in Frage kommen, tatsächlich ausgewählt wird.
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Anhand der wie oben beschrieben mit Hilfe der Messinstrumente fortlaufend erfassten Leistungen der einzelnen Verbraucher 03 bis 07 berechnet die Verwaltungseinheit 12 periodisch die Gesamtleistung aller Verbraucher 03, 04, 05, 06, 07 und vergleicht ihn mit den in der Maske der 3 eingestellten Grenzwerten. Liegt die Gesamtleistung unter dem „Sollwert Lampe Gelb“, dann ist in allen Anzeigeinstrumenten 18 eine grüne Leuchte eingeschaltet, die einem Benutzer am betreffenden Leitstand 11 anzeigt, dass die Gesamtleistung sicher im zulässigen Rahmen liegt. Ist der „Sollwert Lampe Gelb“ überschritten, der „Sollwert Lampe Rot“ aber nicht, dann ist eine gelbe Leuchte eingeschaltet. Auch dann ist die Gesamtleistung zwar noch im zulässigen Rahmen, doch könnten Verbrauchsschwankungen kurzfristig dazu führen, dass dieser verlassen wird und spätestens dann verbrauchsdrosselnde Maßnahmen getroffen werden müssen. Ob ein Benutzer bereits in diesem Stadium tatsächlich eine verbrauchsdrosselnde Maßnahme trifft oder lediglich die Warnung zur Kenntnis nimmt, um dann bei Umschalten des von ihm beobachteten Anzeigeinstruments 18 umgehend reagieren zu können, kann durch betriebliche Anweisung festgelegt werden, ohne dass dies Einfluss auf die Arbeitsweise der Verwaltungseinheit 12 hätte.
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Spätestens wenn der „Sollwert Lampe Rot“ überschritten ist und daraufhin die rote Leuchte des Anzeigeinstruments 18 eingeschaltet wird, muss der Energieverbrauch des Betriebs umgehend verringert werden, indem wenigstens einer der Verbraucher 03 bis 07 ausgeschaltet oder in seiner Leistung gedrosselt wird. Idealerweise sollte ein Benutzer an wenigstens einem der Leitstände 11 zu dieser Zeit, vorgewarnt durch das vorhergehende Gelblicht, eine geeignete Maßnahme beschlossen haben, die er nun umgehend umsetzt, so dass der Verbrauch wenigstens unter den „Sollwert Lampe Rot“ absinkt.
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Wenn mehrere Benutzer an verschiedenen Leitständen 11 zur gleichen Zeit das rote Signal angezeigt bekommen und darauf reagieren, ist die resultierende Verbrauchsminderung mit hoher Wahrscheinlichkeit stärker als notwendig. Insofern ist es zwar wünschenswert, das nicht mehrere Benutzer gleichzeitig auf das rote Signal reagieren, andererseits sollte kein Benutzer sich daran gewöhnen, dass er das rote Signal ignorieren darf, weil ein Kollege darauf reagieren wird und das Signal somit ohne eigenes Zutun wieder verschwindet. Wenn das Umschalten von gelbem auf rotes Signal an den Leitständen 11 zeitversetzt erfolgt, kann der erste Benutzer, der das rote Signal angezeigt bekommt, gezwungen, zu überlegen, welche leistungsdrosselnde Maßnahme er treffen kann, und nur wenn er -aus welchen Gründen auch immer - annimmt, keine verantworten zu können, und deshalb die Gesamtleistung anhaltend über dem „Sollwert Lampe Rot“ bleibt, wird das rote Signal einem weiteren Benutzer angezeigt. Um über die Reihenfolge zu entscheiden, in der das rote Signal an den verschiedenen Leitständen 11 angezeigt wird, kann auf die hinterlegten Prioritäten der an den Leitständen 11 gesteuerten Verbraucher 03, 04, 05, 06, 07 zurückgegriffen werden. Wenn eine hohe Priorität eines Verbrauchers 03, 04, 05, 06, 07 anzeigt, dass dieser mit relativ geringen Nachteilen abgeschaltet oder gedrosselt werden kann, dann wird das rote Signal am Leitstand 11 dieses Verbrauchers 03, 04, 05, 06, 07 früher angezeigt als an einem Leitstand 11, der nur Verbraucher 03, 04, 05, 06, 07 niedrigerer Priorität steuert. Alternativ wird das rote Signal an mehreren oder allen dafür vorgesehenen Stellen zeitgleich angezeigt werden und ein von der Anzeige unabhängiges System vorgesehen sein, das die Reihenfolge der Abschaltungen letztlich festlegt. Ein Solches System kann auch aus Anweisungen an die Bedienpersonen bestehen.
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Um bei gleichwertigen Verbrauchern 03, 04, 05, 06, 07 sicherzustellen, dass sie langfristig in gleichem Maße von leistungsdrosselnden Maßnahmen betroffen sind, kann vorgesehen werden, dass, wenn an einem solchen Verbraucher 03, 04, 05, 06, 07 eine leistungsdrosselnde Maßnahme vorgenommen worden ist, seine Priorität herab- und die der anderen Verbraucher 03, 04, 05, 06, 07 heraufgesetzt wird.
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Der „Sollwert Abschaltungen“ ist typischerweise höher als der „Sollwert Lampe Rot“ gesetzt, um als letztes Hilfsmittel, wenn kein Benutzer bereit oder in der Lage ist, eine leistungsdrosselnde Maßnahme zu ergreifen, dies von der Verwaltungseinheit 12 tun zu lassen. Ist auch dieser Grenzwert überschritten, dann wählt die Verwaltungseinheit 12 unter den Verbrauchern 03 bis 07 denjenigen mit der höchsten Priorität, um ihn auszuschalten, oder, wenn für ihn eine abschaltbare Leistung definiert ist, seine Leistungsaufnahme um diese abschaltbare Leistung zu reduzieren. Es können auch solche Verbraucher 04, 05, 06, 07 festgelegt sein oder werden, die einer automatischen Abschaltung durch die Verwaltungseinheit 12 entzogen sind und nur manuell abgeschaltet werden dürfen.
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Einer Weiterbildung zufolge kann die Verwaltungseinheit 12 bei einer Überschreitung des „Sollwert Abschaltungen“ die Differenz zwischen der momentanen Gesamtleistung der Verbraucher 03 bis 07 und einem niedrigeren, ggf. um einen Sicherheitszuschlag verminderten Grenzwert, insbesondere dem „Sollwert Lampe Rot“ oder dem „Sollwert Lampe Gelb“ oder dem „Sollwert Lampe Grün“, berechnen und, wenn diese Differenz kleiner als die abschaltbare Leistung des ausgewählten Verbrauchers 03, 04, 05, 06, 07 ist, dessen Leistung nur um die Differenz drosseln. So können die Leistungsgrenzwerte eingehalten und gleichzeitig die Auswirkungen auf den Produktionsablauf minimiert werden.
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Bei dem hier betrachteten Satz von Verbrauchern 03 bis 07 wird im Allgemeinen die Priorität des Kompressors 03 höher gesetzt sein als die der Druckmaschinen 01, 02, da der Kompressor 03 ohne Nachteile für die Produktivität des Betriebs ausgeschaltet werden kann, solange ein von dem Kompressor 03 gespeister Druckbehälter 22 ausreichend Druckluft enthält, um Druckluft verbrauchende Prozesse im Betrieb versorgen zu können. Weitere für eine automatisierte Abschaltung besonders geeignete Verbraucher sind beispielsweise Klimaanlagen oder ähnliches.
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Wenn ein Verbraucher 03, 04, 05, 06, 07 wie der Kompressor 03 vorhanden ist, der vergleichsweise unproblematisch für begrenzte Zeit ausgeschaltet werden kann, dann kann der „Sollwert Abschaltungen“ auch gleich dem „Sollwert Lampe Rot“ oder niedriger gesetzt werden, so dass ein Benutzer nur dann durch das rote Signal zu einer manuellen Leistungsdrosselung gezwungen wird, wenn die Möglichkeiten zur automatischen Leistungsdrosselung durch die Verwaltungseinheit 12 bereits ausgeschöpft sind.
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Falls ein Benutzer im Falle des Auftretens des gelben oder insbesondere des roten Signals die Leistung eines über seinen Leitstand 11 gesteuerten Verbrauchers 03, 04, 05, 06, 07 reduzieren soll, steht er unter Zeitdruck, und es ist wünschenswert, die nötigen Befehle schnell und präzise eingeben zu können. Zu diesem Zweck kann vorgesehen sein, dass bei Vorliegen des gelben oder spätestens des roten Signals die Verwaltungseinheit 12 auf dem Bildschirm 14 des Leistands 11 eine Eingabemaske ähnlich 5 anzeigt.
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Diese Eingabemaske enthält jeweils eine Spalte von Buttons 24, 25 für die Leistung eines jeden über die Leitwarte 11 gesteuerten Verbrauchers 03, 04, 05, 06, 07, hier des Druckwerks 04 und des Trockners 05 der Druckmaschine 01, sowie, fakultativ, eine Spalte von Buttons 23 für die Leistung der gesamten Druckmaschine 01 und/oder eine Spalte von Buttons 26 für ihre Druckgeschwindigkeit. Die einzelnen Buttons 23, 24, 25, 26 stehen für diskrete, in der Spalte von unten nach oben zunehmende Werte der Leistung bzw. Geschwindigkeit. Wenn wie hier neben den Buttons 23 bis 26 das Diagramm 15 mit den in der Vergangenheit gemessenen Leistungen und Geschwindigkeiten der Druckmaschine 01 bzw. des Druckwerks 04 und des Trockners 05 dargestellt ist, können Farbe und Strichmuster der Kurven im Diagramm 15 und der auf die in der Kurve dargestellte Größe bezogenen Buttons 23, 24, 25, 26 gleich gewählt sein, und der vertikale Maßstab, in dem die Buttons 23 bis 26 angeordnet sind, entspricht dem der zugehörigen Kurven.
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In jeder Spalte ist ein Button 23 bis 26 durch die Verwaltungseinheit 12 hervorgehoben, der einer Leistung entspricht, auf die der der Spalte zugeordnete Verbraucher 03, 04, 05, 06, 07 reduziert werden könnte, damit die Gesamtleistung wieder unter den „Sollwert Lampe Rot“ oder „Sollwert Lampe Gelb“ oder „Sollwert Lampe Grün“ absinkt. Das benachbarte Diagramm 15 gibt dem Benutzer Aufschluss, ob diese vorgeschlagene Leistung ein praktikabler Wert ist, bei dem der betreffende Verbraucher 03, 04, 05, 06, 07 auch früher schon gearbeitet hat und der folglich wohl produktives Arbeiten erlaubt, oder nicht, und erleichtert so dem Benutzer die Entscheidung, ob er die vorgeschlagene Leistung auswählt oder nicht.
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Im Falle der dem Trockner 05 zugeordneten Buttons 25 liegt die vorgeschlagene Leistung nahe Null, entspricht also praktisch einer Abschaltung des Trockners 05. Da diese auch das Druckwerk 04 in seiner Funktion behindern würde, ist dieser Vorschlag nicht akzeptabel. Durch Auswählen des hervorgehobenen Buttons 24 könnte der Benutzer die erforderliche Leistungseinsparung am Druckwerk 04 vornehmen; dieses also langsamer laufen lassen.
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Hält der Benutzer auch diesen Vorschlag für nicht praktikabel, dann kann er einen Button 24 oberhalb des hervorgehobenen auswählen. Die Leistungsdrosselung ist dann nicht ausreichend, um den Grenzwert zu unterschreiten; die Verwaltungseinheit 12 kann darauf reagieren, indem sie die Hervorhebungen aktualisiert und einen Vorschlag macht, wie die noch erforderliche Leistungsdrosselung am Trockner 05 realisiert werden könnte, oder indem sie einen Benutzer an einem anderen Leitstand 11 mittels einer zu 5 analogen Eingabemaske auffordert, eine leistungsdrosselnde Maßnahme auszuwählen.
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im Falle der 5 hat der Benutzer ferner die Möglichkeit, durch Auswählen eines Buttons 23 die Leistung der gesamten Druckmaschine 01, d. h. von Druckwerk 04 und Trockner 05 anteilig zu drosseln, oder über einen der Buttons 26 die Druckgeschwindigkeit zu reduzieren, was ebenfalls auf eine anteilige Drosselung der Leistung von Druckwerk 04 und Trockner 05 hinausläuft.
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In jedem Falle kann der Benutzer auf ein gelbes oder rotes Signal in kürzester Zeit reagieren, da er keine gewünschte Leistung oder Leistungsänderung quantitativ eingeben muss, sondern die einzige von ihm verlangte Eingabe das Betätigen eines Buttons 23, 24, 25, 26 ist.
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Wenn oben von Leistung die Rede ist, kann darunter die elektrische Wirkleistung verstanden werden. Es kann aber auch sinnvoll sein, die elektrische Blindleistung zu erfassen und die oben beschriebene Methodik einzusetzen, um elektrische Blindleistungen mehrerer Verbraucher zu erfassen und Spitzen der Gesamtblindleistung dieser Verbraucher zu verhindern, die das ordnungsgemäße Funktionieren der Verbraucher beeinträchtigen oder verhindern könnten.
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Bezugszeichenliste
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- 01
- Verbraucher, Druckmaschine
- 02
- Verbraucher, Druckmaschine
- 03
- Verbraucher, Kompressor
- 04
- Verbraucher, Druckwerk
- 05
- Verbraucher, Trockner
- 06
- Verbraucher, Druckwerk
- 07
- Verbraucher, Trockner
- 08
- Netzteil
- 09
- Leistungsmessinstrument
- 10
- Schaltschrank
- 11
- Leitstand
- 12
- Verwaltungseinheit
- 13
- Speicher
- 14
- Bildschirm
- 15
- Diagramm
- 16
- Button
- 17
- Legende
- 18
- Anzeigeinstrument
- 19
- Eingabefenster
- 20
- Eingabefenster
- 21
- Eingabefenster
- 22
- Druckbehälter
- 23
- Button
- 24
- Button
- 25
- Button
- 26
- Button
