Teillast beherrschen. Energieeffizienz für Industrie 4.0 betrachtet

Nach wie vor wird Energieeffizienz überwiegend auf Komponentenebene analysiert. Dabei kann mit übergreifenden Systemoptimierungen eine wesentlich höhere Effizienz erreicht werden. Ein Plädoyer für Ressourceneffizienz als integraler Bestandteil von Industrie 4.0. Was bieten aktuelle Entwicklungen für eine energieeffiziente Antriebstechnik? Von der Komponentenebene ausgehend, beginnt sich der Blick langsam auf das Zusammenspiel mehrerer Elemente zu erweitern. In der Vergangenheit war nur der einzelne Motor interessant. Das führte manchmal dazu, dass ein vermeintlich effizienter IE2-Motor gerne mal mit einem wirkungsgradschwachen Schneckengetriebe kombiniert wurde - normseitig völlig in Ordnung, effizienzseitig ein Fehlschlag. In Anwendungen mit festen Drehzahlen prägen heute bereits IE3-Motoren das Bild. Lenze zum Beispiel kombiniert diese bei der neuen Getriebebaureihe g500 mit höher übersetzten Stufen. Auch wenn der Verbundgedanke wächst - die rechtliche Seite betrachtet noch immer nicht den Energieverbrauch der Getriebe. Auch bei geregelten Antrieben kommen zunehmend IE3-Motoren verstärkt zum Einsatz. Hier bietet Lenze mit der Funktion VFCeco zur Anpassung des Magnetisierungsstroms eine weitere Verbrauchsoptimierung vor allem im Teillastbereich. Heute lassen sich selbst anspruchsvolle Mehrachsanwendungen auf den Punkt genau auslegen und optimieren. Und der Zwischenkreisverbund von gestern? Hier helfen dedizierte Berechnungsmöglichkeiten - auch mit Hilfe des DSD - Energieeinsparungen bis 30 % zu erreichen. Die Zusammenhänge cyberphysischer Systeme lassen sich in Zukunft für eine verbesserte Energieeffizienz nutzen. Maschinen werden durch höhere Freiheitsgrade automatisch erkennen, wann und wie sie ihren Betrieb optimieren können. Die Herausforderungen der Zukunft werden folglich darin bestehen, Maschinen und Anlagen nicht auf einen Nennpunkt hin auszulegen, sondern darauf, dass sie ihren Energiebedarf selbst minimieren - und das unter Berücksichtigung von Nebenbedingungen wie Zeit oder Leistung. Das Ziel ist die intelligente, dynamische Auslegung der Maschinen- und Anlagenperformance. Energetisch betrachtet wäre das dann eine Industrie 4.1-Lösung. Die Entwicklung der Antriebs- und Steuerungstechnik zeigt, dass vor allem mechatronische Integration, funktionale Vernetzung und Systemintegration wirksame Mittel zur Steigerung der Energieeffizienz sind. Mit den Möglichkeiten von Industrie 4.0 werden Maschinen in der Lage sein, sich in einem Produktionsverbund auf Basis der situativen Auslastung selbstständig zu optimieren und miteinander abzustimmen.