OSIsofts PI System: Daten für geldwerte Energieeinsparungen

Lebensmittelhersteller Kellogg realisiert in seiner Produktionsanlage in Battle Creek mithilfe von OSIsofts PI System jährliche Energiekosten-Einsparungen von 3,3 Millionen Dollar. Und das ist noch nicht das Ende der Fahnenstange.

Kellogg Bildquelle: © OSIsoft

Die im PI System verarbeiteten Sensordaten der Prozessluft-Heizung der Produktionsanlage Battle Creek vor und nach Projektbeginn machen die energetischen Erfolge des intelligenten Anlagendesigns deutlich.

1999-2000 installierte Kellogg das PI System von OSIsoft im Rahmen der Aktivitäten der »Operational Asset Effectiveness (OAE) Group«. Im Jahr 2005 beschloss das Unternehmen, seinen »energetischen Fußabdruck« zu verkleinern und setzte sich anspruchsvolle Energieverbrauchsziele über einen Zehnjahreszeitraum. Die bereits installierten Messgeräte (Gas- und Luftmessgeräte sowie Primärspannungszähler) versorgten das PI System OSIsofts mit ausreichend Echtzeitdaten, aus denen sich Einsparpotentiale ableiten ließen.    

Speziell die Battle Creek Fabrik Kelloggs, mit umfangreichen Produktionsanlagen und 44 Klimageräten war Kandidat für eine energetische Optimierung. Ihre Klimageräte werden über ein Gebäudemanagementsystem gesteuert, das u.a. dafür sorgt, dass die Kühlwasserschlangen nicht einfrieren. Dazu wird Luft auf 80 bis 100 Grad vorerwärmt und bei der Abgabe auf 50 Grad abgekühlt.    

Dem Gebäude von außen zugeführte Prozessluft wurde ursprünglich nicht vom Gebäudemanagement- und Prozessleitsystem gesteuert. Dies führte dazu, dass der Luftdruck im Gebäude nicht kontrolliert werden konnte und sogar Sicherheitsrisiken bei den Lebensmitteln entstanden.    

Nachdem feststand, dass eine Möglichkeit zur Kontrolle des Gebäudedrucks fehlte und Wasser mit viel Energie aufgeheizt wurde, nur um es wieder abzukühlen, gingen die Ingenieure ans Werk. Die Steuerungen für die entsprechenden Geräte wurden neu konzipiert, eine Drucküberwachung für das Gebäude installiert und mit der Luftansaugung verbunden, sodass der Gebäudedruck exakt steuerbar wurde, was zu einem verringerten Energieverbrauch beitrug.    

Ein neues Gefrierschutzsystem für die Kühlschlangen und Luftströmungssensoren zur Kontrolle der Frischluftansaugung sorgten dafür, dass keine Luft schlechter Qualität von außen mehr angesaugt und überflüssige Energie bei der Kühlung verschwendet wurde. Letztendlich konnte auf sechs Klimatisierungseinheiten verzichtet werden, was sich in Energieverbrauchseinsparungen von 350.000 Dollar pro Jahr niederschlug.    

Mit den vom System generierten Daten ergab sich die Möglichkeit, recyceltes Wasser mit vorhandenen Pumpen durch die Kühlschlangen zu leiten und diese vor dem Einfrieren zu schützen. Frischluft konnte nicht nur (wie bisher) für jeweils eine Klimatisierungseinheit, sondern für alle sechs gleichzeitig angesaugt und mit Gebäudeabluft vermischt werden. Als Resultat konnte auf die bislang durchgeführte energieintensive Erwärmung der Prozessluft verzichtet werden. So wird jetzt im ganzen Februar gar keine Warmwassererwärmung genutzt, wobei die eingesparten Energiekosten pro Woche bei über US$ 40.000 liegen.    

Neben den erzielten Einsparungen gewann Kellogg dank der erhobenen Daten weitere Klarheit über Produktions- und Betriebsabläufe, sodass für das Jahr 2020 wiederum neue, strengere Energieziele formuliert wurden. Insbesondere beim Gas- und Wasserverbrauch besteht noch erhebliches Senkungspotential.    

»Von den 35 Projekten, die wir realisiert haben, nutzen nur fünf keine Daten aus dem PI-System«, so John Gothberg, Engineering & Facilities Manager bei Kellogg. Gothberg weiter: »Seit 2005 spart unsere Fabrik 3,3 Millionen Dollar jährlich und wir konnten 1,8 Millionen Dollar Rückvergütungen für Energieeinsparungen geltend machen, was ohne Datengrundlage nicht möglich gewesen wäre.«