Fried Kunststofftechnik
Energy consumption reduced, processes optimized
Reducing energy costs is a decisive competitive factor for many plastics processing companies. Fried Kunststofftechnik uses an energy management system for this purpose - but not only for this: Thanks to the connection with ProSeS, it also provides insights into the production processes.
Mit über 40 Jahren Erfahrung in Kunststofftechnik und Lackierung entwickelt Fried für viele Weltmarktführer individuelle technische Präzisionsteile und Baugruppen aus Kunststoff in Groß- und Kleinserien. Hierfür nutzt das Unternehmen alle gängigen Verfahren (TSG, Thermoplastischer Schaumspritzguss, Kompaktspritzguss, Spritzprägen), außerdem manuelle und spanende Bearbeitung sowie verschiedene Oberflächenbehandlungen.
Dabei ist nachhaltiges und umweltfreundliches Handeln für Fried von großer Bedeutung, seit Juli 2021 produziert das Unternehmen CO2-neutral. Einen wichtigen Beitrag dazu leistet das Energiemanagement. Bereits seit 2014 ist Fried ISO-50001-zertifiziert und hat das hierfür eingesetzte Energiemanagement-System seitdem sukzessive erweitert. Heute erfasst das Unternehmen mit 142 Messstellen die Energiedaten seiner gesamten Produktion.
Dabei kommt als Energie- und Leistungsmessgerät der econ sens3 von econ solutions zum Einsatz. Er lässt sich schnell und platzsparend einbauen und misst dann die zentralen Parameter der elektrischen Energie. Da er alle gängigen Schnittstellen (Ethernet, Modbus TCP / RTU sowie analoge und digitale Signale) mitbringt, können auch weitere Messdaten integriert und an übergeordnete Systeme weitergeben werden. Fried nutzt das für Wärme- und Luftmengen sowie Temperaturen. Alle Daten fließen in die Energiemanagement-Software econ4, der Gas- und Wasserverbrauch werden monatlich händisch ergänzt.
Integration of ProSES for more insights and process understanding
The software combines this measurement data at system level with production and process data from various company systems and uses it to create evaluations and reports. Fried has connected the ProSES MDC system with econ4. This enables the plastics specialist to determine order-related energy values and provides a fact-based foundation for more precise calculations. "The higher the energy prices are, the more important it is to take them into account appropriately in quotations. This was not possible with the consumption measurements from the supplier and the connection values from the machine manufacturers, but now we can quantify the energy costs fairly accurately using the measurement data," explains Dr. Andreas Tewald, Energy Management Officer and Head of Work Preparation, Facility Management, Maintenance at Fried, adding: "There is another advantage of integrating ProSES into econ: the view of our processes has expanded so that we understand them even better, for example by comparing different processes on the individual machines."
Key figure "Energy input per processed quantity of granulate"
The weekly pellet consumption is also entered manually into the energy management software, giving Andreas Tewald the energy input per processed quantity of plastic pellets. "A crucial parameter for our calculations."
The econ system can also be used to generate other key figures that are relevant for the respective company. What these are depends on various factors, such as the production process and the machines and systems used. Common key figures are: the ratio between the consumption of the production facilities and the consumption of the infrastructure facilities; the consumption of the production facilities per square meter or per piece produced or the electricity consumption in relation to the material quantities.
Optimierungspotenziale ausschöpfen
Neben den Kennziffern liefert die econ4 Software auch den Lastgang sowie Verbrauchs-, Kosten- und CO2-Berichte in nahezu beliebiger zeitlicher Auflösung, außerdem Spezial- und Managementberichte. Sie zeigen z. B. die Hauptverbraucher, den Energiefluss im Unternehmen oder Korrelationen zwischen mehreren Datenpunkten. Auf dieser Basis hat Fried bereits zahlreiche Effizienzmaßnahmen durchgeführt und seinen Energieverbrauch deutlich reduziert. Zum Beispiel wurde durch die Auswertungen offensichtlich, wie beim automatischen Lackierprozess durch eine optimierte Einstellung von Regelparametern Energie eingespart werden kann – und das ohne Qualitätsverlust. Ähnlich war es bei der Druckluftanlage mit frequenzgeregelten Kompressoren: Hier konnte Fried mit Hilfe der Auswertungen den Systemdruck auf das Minimum absenken. „Dass wir an dieser Stelle unseren Energieverbrauch reduzieren können, wussten wir vorher gar nicht. Doch econ zeigt nicht nur die Ansatzpunkte für Effizienzmaßnahmen, sondern wir können auch die Effekte genau nachvollziehen und dokumentieren“, beschreibt Andreas Tewald.
Beim Blick auf die Berichte lassen sich manchmal auch Erkenntnisse gewinnen, die nicht vorrangig mit Energieeffizienz zu tun haben. So war es bei Fried als der Energieverbrauch der Lackieranlage überproportional anstieg. Die Suche nach der Ursache führte zu einem verschmutzten Filter. Diese Tatsache nutzt Fried nun, um die Filter anhand der Messwerte bedarfsgerecht auszutauschen. „Damit brauchen wir uns nicht mehr an die festgelegten Wartungszyklen zu halten, was die Wartung deutlich einfacher und kostengünstiger macht“, so Tewald.
Zweimal jährlich nutzt Fried die Auswertungen aus econ, um die Gemeinkosten für die Produktionsmaschinen zu ermitteln und ggf. anzupassen.
Spitzenlastoptimierung
Um teure Spitzenlasten zu minimieren, setzt Fried die Spitzenlastoptimierung econ peak ein. Sie erfasst die Viertelstundenwerte der Lasten aus der Produktion vom EVU-Zähler. Wird der von Andreas Tewald definierte Schwellwert überschritten, schaltet econ peak die vorab als unwichtig eingestuften Verbraucher automatisch kurzzeitig ab. Zudem erhält Andreas Tewald erhält eine Benachrichtigung, in der Produktion erscheint eine optische Anzeige.
Wird der Schwellwert stets zur selben Zeit überschritten, lohnt es sich zu prüfen, ob sich der Produktionsablauf anpassen lässt. Das war auch bei Fried der Fall: Immer beim Anfahren der Maschinen und Anlagen nach dem produktionsfreien Wochenende wurde eine Spitzenlast erreicht. Jetzt werden die Maschinen zeitlich versetzt zugeschaltet und die Spitzenlast vermieden.
Die Ermittlung der Spitzenlast war jedoch nicht trivial. Denn Fried betreibt eine Photovoltaikanlage und speist den erzeugten Strom innerhalb der Zähler, aber „hinter“ dem Spitzenlastrechner ins Netz ein. Während der Produktionszeiten bezieht das Unternehmen den Strom wieder, am Wochenende wird er verkauft. Dieser Strom musste in die Spitzenlastregelung einbezogen werden, sonst wäre der ermittelte Wert stets um diese Menge zu niedrig. Da die Spitzenlastregelung nur eine begrenzte Anzahl von Eingangssignalen verarbeiten kann, wurde ein Signalsummierer eingesetzt. „Das war das messtechnisch nicht ganz einfach, doch econ hat uns dabei bestens unterstützt“, so Andreas Tewald.
Weekly reports for department heads
Fried's energy team meets regularly to analyze the energy flows in the company using the Sankey diagram and to determine which areas should be examined more closely. The team also reviews the results of previous efficiency measures and discusses whether and how adjustments should be made. All department heads receive the evaluations relevant to them on a weekly basis. "These can be created with just a few mouse clicks and sent automatically by the system," explains Tewald.
Energy efficiency is part of the decarbonization strategy
Since July 2021, Fried has been using only certified green electricity for the electricity requirements that cannot be covered by its own PV system on the factory building. Green gas is also used so that all production processes, from the receipt of raw materials to shipping, are 100% CO2-neutral. The company offsets the CO2 emissions of the natural gas with certificates based on the Federal Environment Agency's Life Cycle Assessment concept, which are ensured by TÜV SÜD's green book management. As part of its energy and environmental management, Fried is constantly implementing further measures to become ever more efficient and sustainable.
