DE102016201819A1 - Verfahren zur Schaltung eines Energiesparmodus - Google Patents

Abstract

Verfahren zur Schaltung eines Energiesparmodus an mit exogener Energie betriebenen Einrichtungen und Systemen, nämlich Anlagen, Maschinen und Geräten, die und mit einer über einen Not-Aus-Schalter betätigbaren Not-Aus-Funktion versehen sind, wobei eine einen verminderten oder inaktiven Energieverbrauch und/oder eine mangelnde Prozessaktivität bzw. Inaktivität der Einrichtung oder des Systems detektierende Zeitschaltung vorhanden ist, wobei die Zeitschaltung nach einer vorgegebenen Zeitraum der Inaktivität ein Signal an ein Relais oder eine Steuereinrichtung gibt, wodurch der Not-Aus-Schalter bzw. die Not-Aus-Funktion betätigt wird

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Schaltung eines Energiesparmodus an mit exogener Energie betriebenen Einrichtungen und Systemen, nämlich Anlagen, Maschinen und Geräten, die und mit einer über einen Not-Aus-Schalter betätigbaren Not-Aus-Funktion versehen sind.
• Der Betrieb von automatisierten Anlagen, insbesondere mit Warmprozessen arbeitenden automatischen Anlagen zur Herstellung verschiedenster Produkte, wie Pressen, Vulkanisationsanlagen, Trockner, Dampferzeuger etc., und auch die Steuerungen an automatisierten Anlagen, hier insbesondere Anlagen mit elektromotorischen Servo-Antrieben, verbrauchen im Stillstand relativ hohe Mengen an elektrischer Energie.
• Es ist nicht selten, dass die Aufnahme an Energie einer Gesamtanlage im Ruhestand in der gleichen Größenordnung liegt wie im Betrieb während der Produktion. So befinden sich z.B. die Servo-Antriebe auch im Stillstand im Regelzustand und sind komplett bestromt. Dies gilt auch oft für andere elektrische Verbraucher. Betroffen sind sowohl ältere Steuerungen und Anlagen im üblichen Bestand eines Herstellungbetriebes als auch programmierbare Neuanlagen, die nicht bereits mit einer Programmstruktur ausgestattet sind, die einen Standby- oder Sleep-Modus enthält, welche in Betriebspausen die Antriebe oder Verbraucher niedrig bestromt oder ausschaltet.
• Im Stand der Technik vorhandene Verfahren zur Schaltung eines Energiesparmodus bestehen oft darin, dass aufwändige Änderungen der Steuerungsstruktur auf der Hard- und Softwareseite vorzunehmen sind, damit die Antriebe und Verbraucher nach einer definierten Stillstandszeit heruntergefahren werden. Diese Änderungen sind sehr teuer und sind insbesondere bei bestehenden Anlagen oft nicht wirtschaftlich. Auch müssen darüber hinaus in der Regel bestehende Sicherheitsschaltungen/Sicherheitskonzepte umfangreich überarbeitet werden.
• Für die Erfindung bestand also die Aufgabe, eine Verfahren bereitzustellen, mit dem energiebetriebene Einrichtungen und Systeme, insbesondere energieintensive Herstellanlagen, Maschinen und Geräten in einen Energiesparmodus geschaltet werden können, wobei das Verfahren einfach nachgerüstet und in bestehende Anlagen ohne größeren Umbau der Schaltungen integriert werden kann.
• Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Hauptanspruchs. Weitere vorteilhafte Ausbildungen sind in den Unteransprüchen offenbart.
• Dabei ist eine einen verminderten oder inaktiven Energieverbrauch und/oder eine mangelnde Prozessaktivität bzw. Inaktivität der Einrichtung oder des Systems detektierende Zeitschaltung vorgesehen, wobei die Zeitschaltung nach einer vorgegebenen Zeitraum der Inaktivität ein Signal an ein Relais oder eine Steuereinrichtung gibt, wodurch der Not-Aus-Schalter bzw. die Not-Aus-Funktion betätigt wird.
• Mit einer solchen sehr einfachen und auf vorhandene Not-Aus-Schalter bzw. Not-Aus-Funktion wirkenden Zeitschaltung lässt sich ein Energiesparmodus sehr kostengünstig realisieren und im Wege der Nachrüstung in bestehende Anlagen einbauen. Man realisiert so auf einfachste Weise einem Sleep- oder Standby-Modus, der die Energieeffizienz verbessert und den Energieverbrauch in Stillstandzeiten erheblich reduziert. Es sind keine aufwendigen Programmanpassungen und strukturelle Umbauten erforderlich und es entstehen auch keine Lücken in bestehenden Risikoanalysen und Gefährdungsszenarien. Mit dem erfindungsgemäße Verfahren lassen sich also automatisierte Anlagen, Anlagen mit elektrischen Antrieben auf Servobasis und Anlagen mit beliebigen anderen elektrischen Verbrauchern nach einer frei wahlbaren Zeit selbständig in einen Standby- oder Sleep-Modus zu versetzen.
• Eine vorteilhafte Weiterbildung besteht darin, wie bereits geschildert, dass das Verfahren zur Schaltung eines Energiesparmodus an mit elektrischer Energie betriebenen Einrichtungen und Systemen durchgeführt wird. Eine weitere vorteilhafte Ausbildung besteht allerdings auch darin, dass das Verfahren zur Schaltung eines Energiesparmodus an pneumatischen oder teilweise pneumatischen Anlagen, Einrichtungen und Systemen durchgeführt wird. Bei vielen Anlagen für die Herstellung von Produkten sind nämlich sowohl elektrische als auch pneumatische Einrichtungen und Systeme vorhanden die miteinander in den Steuerungen oder Abläufen verknüpft sind.
• Zudem wird bei Betätigung der Not-aus-Funktion in pneumatischen Anlagen in der Regel die Anlage entlüftet. Damit wird durch Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens auch verhindert, dass in der Stillstandszeit / im Stand-By-Modus Leckageverluste auftreten.
• Das an bestehenden Maschinen vorhandene Not-Aus-System oder der so genannte „Sichere Halt“ nach Auslosen z.B. einer Lichschranke oder anderer Sensoren / Sicherheitseinrichtungen werden für den Eingriff durch das erfindungsgemäße Verfahren und so für die Initiierung des Sleep- oder Stanby-Modus genutzt, nämlich über eine einfache Zeitschaltung, die den Status der Prozessaktivitat der Maschine verwendet, um den entsprechenden Sicherheitsschaltkreis (Not-Aus) nach Ablauf einer Phase von Inaktivität definiert und automatisiert zu betätigen. Ein entsprechendes Relais oder ein Befehl aus der Steuerung ist mit geringem Aufwand zu integrieren. Die Struktur der Steuerung bleibt erhalten und die Sicherheit bleibt auf jeden Fall gewährleistet. Selbst komplexe automatisierte Anlagen können so mit geringem Aufwand umgerüstet werden. Das erfindungsgemäße Verfahren lässt sich schnell und mit wenig Aufwand installieren und auf fast alle Maschinentypen anwenden, da Sicherheitsschaltkreise immer vorhanden sind.
• Der Wiederanlauf aus dem Not-aus-Zustand stellt ein bei solchen Anlagen und Herstellungsmaschinen üblichen Verfahrensablauf dar und kann auch so durchgeführt werden, dass die Maschine zur Rückkehr in den Betriebsmodus nach einem solchen Not-Aus-Zustand eine „Grundstellungfahrt“ durchläuft, also in ihre Grundeinstellung fährt.
• Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erreicht man eine relativ hohe Energieeinsparung, da natürlich auch die Energie für Kühlung und Belüftung, die Energie in Wärmeprozessen etc. eingespart werden kann, wenn die entsprechende Anlage oder Maschine sich in einem einfach über die bestehende Not-Aus-Funktion geschalteten Stand-by-Modus befindet.

Claims (3)

1. Verfahren zur Schaltung eines Energiesparmodus an mit exogener Energie betriebenen Einrichtungen und Systemen, nämlich Anlagen, Maschinen und Geräten, die und mit einer über einen Not-Aus-Schalter oder Sensoren/Sicherheitseinrichtungen betätigbaren Not-Aus-Funktion versehen sind, dadurch gekennzeichnet, das eine einen verminderten oder inaktiven Energieverbrauch und/oder eine mangelnde Prozessaktivität bzw. Inaktivität der Einrichtung oder des Systems detektierende Zeitschaltung vorhanden ist, wobei die Zeitschaltung nach einer vorgegebenen Zeitraum der Inaktivität ein Signal an ein Relais oder eine Steuereinrichtung ausgibt, wodurch der Not-Aus-Schalter bzw. die Not-Aus-Funktion betätigt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 zur Schaltung eines Energiesparmodus an mit elektrischer Energie betriebenen Einrichtungen und Systemen.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 zur Schaltung eines Energiesparmodus an mit pneumatischer Energie betriebenen Einrichtungen und Systemen.