Vorgestellte Projekte: Energie AG Power Solutions

Projekthistorie

 

Im Jänner 2013 nahm die BeKa-Software GmbH die ersten Systeme zur Ferndaten-Übertragung und -Messung für Heizwerke der OÖ. Gas-Wärme GmbH, nun Energie AG Power Solutions in Betrieb. Seitdem messen bzw. überwachen sie relevante Parameter wie Vorlauf-, Boiler- und Außentemperatur, Wirkungsgrad oder Gas- und Wärmemengenzähler. Die Daten werden in Sekundenschnelle an die Zentrale in Haid übermittelt.
So konnten die erforderlichen Mannstunden für den Betrieb der Heizwerke erheblich reduziert werden, während gleichzeitig deren Effizienz maximiert werden konnte.

Die Energie AG Power Solutions betreibt in Oberösterreich sowie den angrenzenden Bundesländern rund 500 Heizwerke für Mehrparteienhäuser, Gewerbeparks, Hotels und Industriebetriebe. Um diese über eine
große Fläche verteilten Anlagen möglichst effizient überwachen, regeln und steuern zu können, ist eine intelligente Automatisierungs-Lösung entscheidend. Ein Jahr später, im Jänner 2014 waren bereits 200 dieser dezentralen Heizanlagen über SystemTera.Server mit dem SystemTera®-Leitstand verbunden. Mittelfristig ist die Anbindung weiterer 100 Heizwerke geplant.

 

Anforderungen und Ziele

Die BeKa-Software GmbH mit ihrer Lösungskompetenz in der Softwareerstellung, aber auch in der Programmierung von Hardware und Microcontrollern, sowie in der Mess- und Regeltechnik erarbeitete in intensiver Zusammenarbeit mit den Energie AG-Mitarbeitern die Projektgrundlagen. Aus diesem Projekt heraus ist die Produktlinie SystemTera® entstanden.

Anforderungen

• Historisierung von Daten
• Automatisierte Übertragung der Daten für Reports
• Zugriff auf Daten von überall
• Überarbeitung der Reports
• Vereinfachung der Überwachung angeschlossener Geräte
• Anlagensteuerung
• Fernwartung
• Automatisierte Benachrichtigungen – beispielsweise bei Störungen
• Unterstützung bei der Energiekostensenkung

Lösung

• Der SystemTera.Server überwacht den Status der angeschlossenen Geräte sowie lokale Schwellenwerte wie beispielsweise Innen- und Außentemperatur
• Diese Daten dienen den SystemTera-Geräten als Entscheidungsgrundlage für Regeländerungen oder informieren den Benutzer
• Das System kann bei bestimmten Ereignissen wie Druckabfall im Heizsystem, Defekt einer Pumpe automatisch eine Warnung an die Gebäudeverwaltung, den Leitstand oder den Bereitschaftsdienst schicken
• Das System kann automatisch reagieren – beispielsweise bei Ausfall von Heizsystemen
• Die SystemTera.Cloud ist das Rückgrat der Kommunikation
• Sie gewährt dem Nutzer geschützten Zugriff auf seine Installation von überall
• Sie informiert ihn verlässlich über festgelegte Ereignisse
• Sie stellt Daten zur Verfügung
• Sie ermöglicht die Datenkommunikation für Fernwartung und Bedienung über eine App
• Wirkliche Intelligenz bringt schließlich der SystemTera.Manager ins System.
• Mit dieser Software kann die Anlage programmiert und auch gesteuert werden.
• Am PC hat man einen professionellen Leitstand mit einem grafischen Schema-Layout für die gesamte Haustechnik und über alle Anlagen
• Die Lösung kann helfen, Energiekosten zu senken

Betriebswirtschaftliche Auswirkung

• Reduktion der Kosten bei gesteigerter Effizienz der Heizwerke.

Durch die Maßnahmen konnten Personalaufwände und Fahrten zu den Heizwerken reduziert werden. Darüber hinaus konnte die Effizienz des einzelnen Heizwerks gesteigert werden, was zu Einsparungen auch bei den Energieträgern führte.

Technische Übersicht

Stand Januar 2014

• rund 200 Standorte
• Gasheizungen
• Herkömmliche Ölheizungen
• Solaranlagen
• Pelletsheizungen

Einsatz in

• Mehrparteienhäusern
• Gewerbeparks
• Hotels
• Gewerbe- und Industriebetrieben

Gebiet

• Oberösterreich (hauptsächlich)
• Niederösterreich
• Salzburg

Lokal

• SystemTera.Server als Datengateway
• SystemTera.Conroller in tiefer Integration      
•    mit Server
• SystemTera.Controller-Display für Schalt-
     schrank und Inbetriebnahme
• Honeywell XL50 als Regler
• Andere Regler, zB von Viessmann über VITO-Gate und KNX eingebunden

Zentral

• Private Cloud in IT-Landschaft des
     Kunden eingebettet
• SystemTera.Manager als zentraler
     Leitstand
• SystemTera.App für Mobile Workforce
• Berichtswesen über Manager und Cloud

Projektbeginn und Bedarf

Projektstart war im November 2012. Die von der Energie AG Power Solutions betriebenen
Heizwerke wurden hauptsächlich von Honeywell XL50 geregelt, welche auch für die Fernwartung eingesetzt wurden. Ausfälle der Fernwartung und andere Mängel bewogen die Energie AG, das Thema Leitstand auf neue Beine zu stellen. Folgende technische Ziele galt es zu erreichen:

• Zentraler Leitstand mit Messdatenerfassung
• Schwellenwertkontrolle
• Alarmierung und Warnung bei Störungen
• Visualisierung von Anlagen
• Verbesserung der Infrastruktur
• Reduzierung der Personalaufwände bei Wartung und Betrieb

Als besondere Herausforderung erwiesen sich unterschiedliche Typen der Heizanlagen, in diesem Fall nicht unterschieden nach Energieträgern, sondern nach der Art der Regelung.

Typen der Heizwerke

Autonom geregelte Anlagen

Diese sind autonom geregelt mit einem Regler des Heizungsherstellers. Zusätzlich ist ein Honeywell XL50 und Sensorik zur Messdatenerfassung eingesetzt. Der SystemTera.Server überträgt die Daten an die Private Cloud der Energie AG Power Solutions.

XL50 als Regler

In diesen Anlagen kommen ein oder mehrere XL50 als Regelmodule zum Einsatz. Die Sensorik zur Messdatenerfassung ist entweder mit dem Regler oder mit dem SystemTera.Server verbunden. Konfigurationsänderungen werden über den SystemTera.Server als Datengateway ausgeführt.

Anlagen nur mit Sensoren

Die Sensorik ist mit Modbuskomponenten ausgelegt und mit dem SystemTera.Server zur Datenerfassung verbunden.

Anlagen mit diversen Viessmann-Reglern

Diese Heizwerke sind mit verschiedenen Anlagentypen von Viessmann ausgestattet und autonom mit einem Regler des Herstellers ausgestattet. Zwischen den Anlagenkomponenten werden Daten über ein proprietäres LON-Bus-Derivat übertragen. Eine Anbindung wäre prinzipiell zwar machbar gewesen, wurde aber mangels Transparenz des Standards verworfen. Schließlich erfolgte die Anbindung und der Datenaustausch über das VITO-Gate von Viessmann auf KNX und über das KNX-Protokoll auf den SystemTera.Server.

Anlagen mit tiefer Integration des SystemTera.Controllers

Ein oder mehrere SystemTera.Controller dienen als Regler für die Anlage. Der SystemTera.Controller  hat mit dem SystemTera.Server eine tiefe Integration. Nicht nur Messdaten und Schaltbefehle werden ausgetauscht, über den SystemTera.Server kann auch die komplette Firmware des Controllers gewartet werden.

Der Leitstand im SystemTera.Manager

Das zentrale Werkzeug in der Überwachung und Fernwartung ist der SystemTera.Manager. Die Mitarbeiter der Energie AG Power Solutions haben alle Anlagen in einer Kartenansicht im Überblick. Über die Farbe der Standortmarkierung erkennt man auf den ersten Blick, ob für die Anlage eine Warnung vorliegt oder ob es sonst ein Problem gibt. Durch Anklicken der Markierung kommt man schnell zu allen relevanten Anlagendaten oder zur visuellen Darstellung des elektrischen oder hydraulischen Schemas.

Die Anlagen sind in Gruppen organisiert. Über die Funktion „Kontrollzentrum“ kann man ganze Anlagengruppen zum Beispiel vom Sommer- in den Winterbetrieb umschalten. Früher musste dies bei vielen Anlagen manuell vor Ort erledigt werden.

Die Daten werden vom SystemTera.Server, welcher lokal im Schaltschrank ist, erfasst. Über diesen kompakten Server werden auch Konfigurationsänderungen und Schaltbefehle verteilt. Die Datenübertragung erfolgt in vielen Fällen über GSM-Modems. Auf Grund der gewählten Übertragungstechnik und des Rahmenvertrages mit einem Mobilfunkanbieter wurde besonderer Wert darauf gelegt, das Datenvolumen so gering wie nur möglich zu halten.

Der Leitstand kann direkt vom PC des zuständigen Mitarbeiters aufgerufen werden. Im Falle von Störungen oder überschrittenen Schwellenwerten wird eine Notifikation versandt. Mit den Fernwartungs- und Steuerungsmöglichkeiten kann der Techniker eingreifen und im optimalsten Fall die Störung beheben.

Das visuelle Schema

Zu jeder einzelnen Anlage können ein oder mehrere visuelle Schemata hinterlegt werden. Darauf abgebildet sind die Anlage oder Anlagenteile. Die Mitarbeiter in der Überwachung sehen so alle relevanten Anlagendaten nahezu in Echtzeit.

Schema: Die Abbildung zeigt das hydraulische Schema einer Heizanlage mit Warmwasseraufbereitung für vier Mehrfamilienhäuser. Die Techniker können alle nötigen Temperaturen und den Status von Pumpen überwachen. Durch Anklicken erhält der Techniker mehr Information zu verbauten Komponenten. Ausserdem kann im Kommentarfeld Information hinterlegt werden, um Reparaturen, Einstellungen, etc. zu dokumentieren.

Über einen zentralen Schalter kann die gesamte Anlage im Schema vom Sommer- in den Winterbetrieb umgeschalten werden. Durch das Gruppenkonzept kann die Umschaltung auch für eine ganze Gruppe an anderer Stelle erfolgen, es ist nicht notwendig jede einzelne Anlage zu öffnen.

Hinweis: Sensible Anlagendaten wurden unkenntlich gemacht!

Diese Ansichten, wie auch einzelne Funktionen im SystemTera.Manager, sind je nach Berechtigung sichtbar. Zu angeschlossenen Geräten können Informationen hinterlegt werden, wie Typennummer, Baujahr, etc. und auch Kommentare zu Wartung und Einstellungen. Durch dieses Berechtigungssystem ist es auch möglich, dass Personal des Vertragspartners, zB Hausmeister, über die SystemTera.App Information zur betreffenden Anlage, wie zB Werte und Warnungen, erhält. Techniker im Außendienst können sich so auch schnell mit dem Smartphone einen Überblick verschaffen – in vielen Fällen entfällt dadurch das Auspacken und Hochstarten eines Laptops.

Einfache Konfiguration

Um jenen Technikern, die Anlagen aufbauen oder ergänzen, das Konfigurieren der Anlagen zu erleichtern, wurde eine intuitive Oberfläche geschaffen, die eine schnelle Übersicht aller angeschlossenen Geräte auf Anschluss- bzw. Busebene gibt und die Verknüpfung der Datenpunkte mit Drag und Drop ermöglicht. Dies alles kann auch aus der Ferne über die Leitstandsoftware erfolgen – natürlich nur von Technikern, die im Programm die Berechtigungen dafür haben.

Schemaansichten mit Auswertungen

Genauso wie hydraulische Schemata erstellt werden können, sind Ansichten mit Auswertungen möglich. Techniker können so notwendige Daten sammeln und auswerten, um Optimierungen zu planen oder Störungen auf den Grund zu gehen.

Das Berichtswesen

Über das Interface SystemTera.Manager ist ein Berichtswesen verfügbar, mit dem man anlagenspezifische oder anlagenübergreifende Berichte erzeugen kann. Energie AG Power Solutions benutzt dies, um Auftraggebern Berichte und Bilanzen über Energieverbräuche bereinigt nach zB Heizgradtagen und nach Abrechnungsperioden zu erstellen. Auf diesem Weg können bei Anlagen aktuelle Zeiträume auch mit vorherigen verglichen werden. So kann festgestellt werden, ob Optimierungen oder thermische Sanierungen der Bausubstanz den gewünschten Erfolg brachten.

Zusammenfassung

Auftraggeber: Energie AG Oberösterreich Power Solutions GmbH vormals OÖ. Gas-Wärme GmbH

Durchführung: BeKa-Software GmbH

Über 200 Anlagen in Betrieb seit Jan 2014

Einsatz

• Heizanlagen in Wohn- und
  Gewerbeobjekten
• Verteilte Anlagen über größeres Gebiet

Ziele

• Modernisierung
• Fernwartung
• Datenaufzeichnung
• Reduzierung von Mannstunden bei Wartung und Betrieb

Lösung

• Dezentrale Server zur Datenerfassung
• Firmen-interne Cloud-Lösung
• Zentraler Leitstand für Überwachung
• Berichtswesen
• Alarmierung bei Störungen oder Schwellenwertüberschreitung
• Datenaufzeichnung

Auswirkung

• Reduzierung von Personalaufwänden
• Effizienzsteigerung einzelner Heizwerke
• Einsparung bei Energieträgern
• Geringerer Schadstoffausstoß

Projekt Doku Energie AG Power Solutions als PDF