Daten als Grundlage für mehr Nachhaltigkeit
Mehr Effizienz durch Gebäudeautomation
Nachhaltigkeit, Energiewende und Klimaschutz als fester Bestandteil der Firmenphilosophie? Mit 'Green solutions for a better climate' folgt die Wilo Gruppe diesem Selbstverständnis nicht nur bei den eigenen Produkten. Ein anspruchsvolles Bauprojekt, der neue Innovationsstandort Wilopark, greift diese Themen ebenfalls auf und verwirklicht sie auch in baulicher Hinsicht. Dabei kommt der Gebäudeautomation eine wesentliche Schlüsselrolle zu.
Bild: Wilo Gruppe, Hermes Systeme GmbHDer Hersteller von Pumpen und Pumpensystemen für die Gebäudetechnik, die Wasserwirtschaft und die Industrie, verbindet seine 150-jährige Tradition mit einer nachhaltigen Zukunftsvision. Mit dem Neubauprojekt Wilopark ist am Dortmunder Standort auf 20ha ein innovatives Konzept umgesetzt worden: Zur besseren und effizienteren Nutzung von Synergien unterschiedlicher Bereiche entsteht hier ein modernes Innovationszentrum aus Factory, Verwaltungs- und Produktionsbereichen sowie einem Networkingareal für den Austausch mit Kunden. Das Ziel: Energieeffiziente Gebäude, smarte und schlanke Produktion, Energieerzeugung aus regenerativen Quellen und die Umsetzung digitaler Prozesse für Mehrwerte auf Mitarbeiter-, Kunden- und Umweltseite. Zur Realisierung brauchte es vor allem eine ausgeklügelte Gebäudeautomation, für deren Konzeption und Umsetzung die Hermes Systeme GmbH MSR & Automatisierungstechnik an Bord geholt wurde und die auf Systemtechnik von Wago beruht.
Bild: Wilo Gruppe, Hermes Systeme GmbHDie technische Gebäudeausrüstung
Das Konzept des Wiloparks stellte für die Gebäudetechnik eine besondere Herausforderung dar: Die Aufgabe war, die einzelnen Bereiche so flexibel wie möglich zu gestalten und dabei die technische Gebäudeausrüstung so zu integrieren, dass sie auf heutige und vor allem zukünftige Ansprüche reagieren kann. Der besondere Fokus lag dabei auf Flächenneutralität, Flexibilität und Effizienz. Dafür wurden sämtliche Leuchten, Zähler, Präsenzmelder, Volumenstromregler, Pumpen, Verschattungsanlagen der Neubauten in die Gebäudeleittechnik (GLT) integriert. "Bei diesem Projekt sprechen wir von gut 6.500 Hardwaredatenpunkten und beinahe 100.000 virtuellen Datenpunkten", berichtet Christian Nölker, Projektleiter-GLT bei Hermes Systeme. Das Unternehmen ist seit 30 Jahren spezialisiert auf Automatisierung und industrielle Elektroinstallation und war beim Projekt mit der Ausführung der HKL-Arbeiten, der Kessel- und Kältemaschinensteuerung sowie der Beleuchtung und Verschattung betraut. "Wir wollen alles jederzeit im Blick haben und benötigen Zugriff auf sämtliche Betriebs- und Diagnosedaten der Datenpunkte", ergänzt Markus Kauling, der für die Versorgungstechnik und Energieversorgung bei Wilo verantwortlich ist. "Diese müssen also ansteuerbar sein. Jeder Datenpunkt generiert wertvolles Wissen für uns."
Gebäudeautomatisierung als Schlüssel
"Damit sämtliche Daten zuverlässig und konsistent zur Verfügung stehen, setzen wir auf eine voll integrierte Automatisierungslösung und objektorientierte Programmierung", erklärt Hermes-Projektleiter Nölker. Im Wilopark ist die komplette Steuerungsebene mit Wago-Produkten realisiert: Hermes hat insgesamt 125 Controller PFC200 aus dem modularen Wago I/O-System integriert. Mit der Vielzahl an unterstützten Protokollen meistert die Hardware eine der größten Herausforderungen in der GLT des Pumpenherstellers: Die Sensoren und Aktoren können über gut ein Dutzend unterschiedlicher Schnittstellen wie Modbus TCP, Modbus RTU oder Bacnet an die Controller angebunden werden. Ein weiterer wichtiger Aspekt der Gebäudeautomatisierung liegt im systematischen Maintenance-Management: Die aus den Datenpunkten generierten Betriebs- und Diagnosedaten können durch das übergeordnete Leitsystem als Störmeldungen ausgegeben werden. Dank dieser aufgeschalteten Störmeldungen kann die Haustechnik effizienter für eine gleichbleibend Qualität des Arbeitsumfelds und des Raumklimas sorgen.
Einheitliche Systemlandschaft
Auch wenn Wilo Verwaltungs- und Produktionsbereiche stark miteinander vernetzt hat; für die jeweiligen Gebäudeautomatisierung herrschen unterschiedliche Herausforderungen: "Im Office-Bereich unterstützt uns die GLT bei der effizienten Umsetzung von flexiblen Arbeitsplatzkonzepten", erklärt David Wiethölter, Ingenieur der technischen Gebäudeausrüstung bei Wilo. "Jeder Arbeitsplatz ist in Sachen Licht, Schatten, Wärme oder Luftzufuhr sehr individuell regelbar. Im Factory-Umfeld herrschen andere Anforderungen. Hier gilt es im Hinblick auf die hochempfindliche Elektronik möglichst für konstante Raumluftqualität zu sorgen." Nölker legt das aus Sicht des Systemintegrators dar: "Für die Smart Factory von Wilo haben wir die gut 55.000m² Fertigungsfläche in Raster aufgeteilt. Jede Leuchte ist einem bestimmten Rastersegment zugeordnet. Einzelne Segmente lassen sich zu Bereichen zusammenfassen und verfügen dann über ein gemeinsames Lichtszenario." Auf dieser Grundlage und dank der Wago Steuerungen kann Wilo die einzelnen Produktionsinseln unter Berücksichtigung von anstehender Auftragsart und Auslastung flexibel einrichten und gleichzeitig energieeffizient betreiben. Für die Erstellung der Automatisierungsprogramme nutzt Hermes die Softwareplattform e!Cockpit. "Schon im Engineering hat sich gezeigt, wie effizient wir aufgrund der einheitlichen Wago Systemlandschaft sind", erläutert Nölker und führt aus: "Oft genutzte Objekte wie Leuchten, Pumpen, Lüfter, Frequenzumrichter aber auch Funktionen oder Funktionsbausteine sind zur einfachen Wiederverwendung in Bibliotheken organisiert und werden für die Automatisierungsprogramme als Instanzen genutzt. Wird ein Objekt funktional erweitert, geschieht das zentral in der Bibliothek und anschließend steht diese Funktion in allen verwendeten Objektinstanzen zur Verfügung."
Bild: Hermes Systeme GmbHStändige Weiterentwicklung
Nachdem im ersten Jahr nach Produktionsstart einige Grundoptimierungen durchgeführt sowie große Datenmengen erhoben und ausgewertet wurden, ist Wilo nun dabei, datengetriebene Optimierungsmaßnahmen umzusetzen. "Wir haben nun sehr viele Stellschrauben zur Verfügung, mit denen wir unseren Klimaschutzzielen konstant näherkommen können", freut sich Wiethölter. "Wir profitieren aber auch von den durchgängigen Diagnosemeldungen. So melden die Lüftungsanlagen z.B. selbstständig, wenn ein Filter gewechselt werden muss."
Nachhaltigkeit und Living Lab
"Klimaschutz ist Teil unseres Geschäftsmodells", erklärt Kauling. "Mit dem Wilopark wollen wir der Innovationskraft unseres Unternehmens und unserer Nachhaltigkeitsstrategie in Form von Architektur und mithilfe moderner Gebäudeleittechnik Ausdruck verleihen." Gebäudeautomation sorgt demnach nicht nur für optimale und sichere Arbeitsbedingungen in Büros und Produktionsstätten. Sie soll vielmehr dabei helfen, die Nachhaltigkeitsstrategie des Pumpenherstellers umzusetzen. Mit der Modernisierung der Produktion soll der Energieverbrauch um über ein Drittel reduziert werden. Hierbei spielt die technische Gebäudeausrüstung eine wichtige Rolle: "Temperaturveränderungen in solchen Hallen herbeizuführen, ist energieaufwendig. Daher berücksichtigt die Steuerung beim Heizen oder Kühlen unserer fünf Hallenschiffe die Wetterprognosen der nächsten drei Tage", berichtet Wiethölter. "Werte wie Windstärke und -richtung, Luftdruck, Luftfeuchtigkeit und Prognosedaten vom Deutschen Wetterdienst gehen in einen Algorithmus ein, der dafür sorgt, dass die geforderte Raumluftqualität eingehalten wird und trotzdem nur ein Minimum an Energie dafür aufgewendet werden muss." Als Steuerungselemente der HKL- und Beleuchtungstechnik kommen hierbei Wago Controller zum Einsatz. Mit dem Innovationszentrum verfolgt Wilo den Living Lab-Ansatz. Unter Realbedingungen und Nutzerbeteiligung wird hier eine Art experimentelle Forschung betrieben. Der Wilo-Gruppenleiter Kauling beschreibt die Idee dahinter: "Selbstverständlich setzen wir in der Versorgungstechnik auf eigene Produkte. Knapp 100 Wilo-Pumpen machen den Standort zum größten Testzentrum für unsere eigene Technik." Da vor allem die großen Aggregate über autonome Steuerungsfunktionen verfügen, ist es wichtig, dass sie sicher mit den übergeordneten Wago Controllern PFC200 kommunizieren, wie Kauling darlegt: "Wenn Kollegen eine Pumpe aus dem Verbund rausnehmen, erhält die Wago Steuerung diese Meldung per Modbus und gibt sie dann über OPC/UA an die übergeordnete Gebäudeleittechnik weiter - der Gesamtbetrieb muss zuverlässig weiterlaufen, da wir schließlich produktionsrelevante Anlagen versorgen." Das Wissen, das sich aus den Datenpunkten des Wiloparks ziehen lässt, nutzen die Dortmunder darüber hinaus zur Visualisierung sämtlicher Energieflüsse und zur nachhaltigen Optimierung der Energieeffizienz. Dabei steht ihnen die Bergische Universität Wuppertal zur Seite. Gemeinsam engagiert sich Wilo im Verbundvorhaben VeProB (Vernetzte Energieströme von Produktions- und Bürogebäuden). Im Mittelpunkt des vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz geförderten Forschungsprojekts steht die Erfassung, Bewertung und Optimierung von Energieströmen in untereinander vernetzten Verwaltungs- und Produktionsgebäuden.
Fazit
Mit der Umgestaltung ihres Dortmunder Stammsitzes hat Wilo nicht nur unter Beweis gestellt, dass explizite Nachhaltigkeitsstrategien unter Einbeziehung sämtlicher Unternehmensteile tragfähig sind, sondern auch durch bauliche Maßnahmen gestützt werden. Ein zukunftsorientiertes Betreiberkonzept auf Basis von digital vernetzter Gebäudetechnik begleitet den Pumpenspezialisten auf dem Weg zum innovativen Klimaschutz-Unternehmen. Für die notwendige Flexibilität kann sich Wilo auf Automatisierungstechnik von Wago verlassen.
Nachhaltigkeit, Energiewende und Klimaschutz als fester Bestandteil der Firmenphilosophie? Mit 'Green solutions for a better climate' folgt die Wilo Gruppe diesem Selbstverständnis nicht nur bei den eigenen Produkten. Ein anspruchsvolles Bauprojekt, der neue Innovationsstandort Wilopark, greift diese Themen ebenfalls auf und verwirklicht sie auch in baulicher Hinsicht. Dabei kommt der Gebäudeautomation eine wesentliche Schlüsselrolle zu.
Bild: Wilo Gruppe, Hermes Systeme GmbHDer Hersteller von Pumpen und Pumpensystemen für die Gebäudetechnik, die Wasserwirtschaft und die Industrie, verbindet seine 150-jährige Tradition mit einer nachhaltigen Zukunftsvision. Mit dem Neubauprojekt Wilopark ist am Dortmunder Standort auf 20ha ein innovatives Konzept umgesetzt worden: Zur besseren und effizienteren Nutzung von Synergien unterschiedlicher Bereiche entsteht hier ein modernes Innovationszentrum aus Factory, Verwaltungs- und Produktionsbereichen sowie einem Networkingareal für den Austausch mit Kunden. Das Ziel: Energieeffiziente Gebäude, smarte und schlanke Produktion, Energieerzeugung aus regenerativen Quellen und die Umsetzung digitaler Prozesse für Mehrwerte auf Mitarbeiter-, Kunden- und Umweltseite. Zur Realisierung brauchte es vor allem eine ausgeklügelte Gebäudeautomation, für deren Konzeption und Umsetzung die Hermes Systeme GmbH MSR & Automatisierungstechnik an Bord geholt wurde und die auf Systemtechnik von Wago beruht.
WAGO GmbH & Co. KG
Dieser Artikel erschien in GEBÄUDEDIGITAL 5 (September) 2022 - 20.09.22.Für weitere Artikel besuchen Sie www.gebaeudedigital.de
