Energieverbrauch: Monitoring mit Fieldxpert von Endress + Hauser für das Staatliche Hofbräuhaus

Digitalisierung vereinfacht das Sammeln und das Monitoring von Energiedaten

  • Abb. 1: Haben beim Sammeln und Monitoring von Energiedaten auf Digitalisierung gesetzt: Rudi Schmid (Endress + Hauser Vertrieb, links) und Silvio DiTano (Hofbräu München, Teamleiter Elektro, Mitte).Abb. 1: Haben beim Sammeln und Monitoring von Energiedaten auf Digitalisierung gesetzt: Rudi Schmid (Endress + Hauser Vertrieb, links) und Silvio DiTano (Hofbräu München, Teamleiter Elektro, Mitte).
  • Abb. 1: Haben beim Sammeln und Monitoring von Energiedaten auf Digitalisierung gesetzt: Rudi Schmid (Endress + Hauser Vertrieb, links) und Silvio DiTano (Hofbräu München, Teamleiter Elektro, Mitte).
  • Abb. 2: Jeder Energieverbraucher im Sudhaus ist mit Energiezählern ausgerüstet: die Mischbatterie für das Wasser der Schrotmühle mit magnetisch-induktiven Durchflussmessern Promag H und Temperatursensoren.
  • Abb. 3: „Mit dem Fieldxpert erhalte ich mobil einfach und schnell von überall Zugriff auf die aktuellen Energieverbrauchsdaten, kann Trends analysieren und Geräte parametrieren.“, sagt Silvio DiTano.
  • Tim Schrodt, Branchenmanager  Lebensmittel,  Endress + Hauser

Als Brauerei in Staatsbesitz fühlt sich das Staatliche Hofbräuhaus München besonders der Umwelt und den Kunden verpflichtet, Verantwortung für einen besseren Klimaschutz zu übernehmen und als Vorbild für andere Unternehmen Position zu beziehen. Um Einsparpotenziale bei Dampf-, Wasser- und Druckluftverbräuchen gemäß den Umweltzielen aufdecken und realisieren zu können, wurde mit Unterstützung von Endress + Hauser ein Energiemonitoring installierte, welches konsequent auf Digitalisierung setzt.

Das Bier, das jährlich 1,3 Mio. Besucher im „berühmtesten Wirtshaus der Welt“, dem Hofbräuhaus am Platzl im Herzen der Weltstadt München trinken, hat nur 11 km von der Braustätte bis zum Zapfhahn hinter sich. Hier werden um die 16.000 hl jedes Jahr getrunken. Die übrigen 325.000 hl legen deutlich größere Wegstrecken zurück, bis der Konsument sich einen guten Schluck bayerischer Lebensart gönnen kann. Die Senkung des Lkw-Dieselverbrauchs durch ein Tourenoptimierungsprogramm ist eines von zehn gesteckten Umweltzielen.

Deutlich mehr Energie wird im Brauprozess benötigt. Hier will die Staatsbrauerei den spezifischen Wärmeverbrauch bis Ende 2019 um 4 % und den betrieblich bedingten CO2-Ausstoß sogar um 30 % senken. Als erste deutsche Brauerei hat sie den eigenen CO2-Fußabdruck umfangreich ermitteln lassen. Ein Umweltschutzbeauftragter steuert alle Einzelmaßnahmen und dokumentiert und bewertet sie über ein komplexes Umweltmanagementsystem. Die Energiemengenerfassung ist eine tragende Säule des Konzepts.

Automatisierungskonzept zur Datenintegration
Seit über 20 Jahren ist Silvio DiTano, Teamleiter der Abteilung Elektro, mit Endress + Hauser-Geräten vertraut. Dies war jedoch das erste Projekt, bei dem neben der Gerätekonfiguration auch ein Automatisierungskonzept zur Datenintegration entwickelt werden musste. Dieses sollte die lückenlose Erfassung der Energiemengen sicherstellen, einfach in die bestehende Steuerung des Sudhauses integrierbar sein und die Daten an die vorhandene Softwareplattform für Analyse und Reporting weitergeben.

Ferner war auch ein mobiler Zugriff auf die Daten gewünscht. Einen Tag und einen Abend tüftelte er mit Unterstützung des Endress + Hauser Vertriebsingenieurs Rudi Schmid die Lösung dazu aus. Herzstück des Konzepts ist der ­
Memograph M. Dieser Datenmanager fungiert als Schnittstelle zwischen Feldgeräte- und Prozessleitebene und unterstützt alle gängigen Feldbusse. Die aktuellen Messwerte der Sensoren reicht der Memograph M mittels Profinet an die Steuerung weiter.

Dank seiner Mathematikfunktionen kann der Datenmanager Wärmemengen direkt berechnen, die er dann über Ethernet TCP/IP an die Softwareplattform schickt. Die Errechnung von Energiemengen vor Ort, bspw. von Dampfmengen unter Berücksichtigung des Prozessdrucks und der -temperatur, eliminiert potenzielle Fehlerquellen im Energiemonitoring. Erst der integrierte Webserver macht den Datenmanager und -logger jedoch richtig Industrie 4.0-tauglich. Mit ihm erhält der Bediener einen Fernzugriff auf die Feldgerätebene und kann so Parameter bequem konfigurieren oder gespeicherte Daten abrufen.
Silvio DiTanos Wunsch, auch mobil auf die Energiedatenerfassung zugreifen zu können, erfüllt der Fieldxpert. Der robuste Industrie-Tablet PC besitzt eine vorinstallierte Geräte­treiberbibliothek für alle wichtigen industriellen Protokolle und erkennt Geräte automatisch per Klick. So ausgestattet ist der Elektromeister über WLAN oder Bluetooth mit allen Endress + Hauser Geräten verbunden. Er kann damit von überall auf dem Betriebsgelände aktuelle Energieverbräuche nachverfolgen, sich Trends anzeigen lassen oder Fehleranalysen starten.

Erfassung der Energiemengen
Damit die Erfassung lückenlos für jeden Sud erfolgen kann, wurde jeder Bottich und Wärmemengentauscher im Sudhaus mit einer Energiemengenmessung ausgerüstet. Auch die Mischbatterien, die das Wasser für die Schrotmühle und den Läuterbottich temperieren, besitzen Energiezähler. Sogar der Verbrauch an Sperrwasser wird konsequent erfasst. Hinzu kommen Messstellen im Dampfkessel- und Wasserhaus der Brauerei. Ein thermisches Durchflussmessgerät erfasst die zum pneumatischen Transport des Trebers erforderliche Druckluftmenge. In Summe sammeln 31 Durchflussmessgeräte, sieben Druck- und 16 Temperatursensoren Daten zum Wasser-, Dampf- und Druckluftverbrauch.

Drei Memograph M sammeln diese Daten über 4 – 20 mA- oder Impulssignale ein. „Die Lösung mit dem Memograph M ist bei dieser großen Anzahl an Messstellen die günstigste und einfachste Lösung der Datenintegration und Energiemengenerfassung“, erläutert Silvio DiTano das Konzept. „Die 3-tägige Inbetriebnahme erfolgte durch Endress + Hauser, aber beim Wasserhaus haben wir selbst Hand angelegt“, ergänzt er.

Auf- und Ausbau des Energiemonitoringsystems
Den Ein- und Umbau der Energiemessstellen bewerkstelligte der Sudhausbauer. Dieser lieferte die Memographen als Hutschienengeräte fertig im Schaltschrank verkabelt. Dadurch wurde er auf das gut durchdachte Konzept aufmerksam und schickte sogar seine IT-Verantwortlichen, um an einem Erfahrungsaustausch teilzunehmen. Mit dem Aufbau des Systems im Sudhaus ist die erste Phase des Projektes abgeschlossen.
Nun folgt die Auswertung der bisher gesammelten Daten, um weitere Einsparpotenziale aufzudecken. Die Erweiterung der Energiemengenerfassung ist absehbar. Auf alle Fälle war es die richtige Entscheidung, das System mit Industrie 4.0-tauglichen Komponenten auszustatten, um es einfach in die bestehende Infrastruktur integrieren zu können und einen mobilen Datenzugriff jederzeit und von überall haben zu können. Das Staatliche Hofbräuhaus in München wird damit nicht nur seiner Vorbildrolle in Sachen Klimaschutz, sondern auch in Sachen Digitalisierung gerecht. Über die Nachahmung sollte man spätestens bei einem guten Schluck Bier einmal nachdenken.

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