So wird Materialfluss effizienter

Lithium-Ionen-Antriebe setzen sich in der Intralogistik immer stärker durch. Wer beim Lade- und Lastmanagement frühzeitig das große Ganze betrachtet – wie beispielsweise mit Lösungen von Wago – kann die Potentiale der Energieumstellung optimal heben. 

Die Elektrifizierung der Intralogistik gilt vielfach als logischer nächster Schritt – doch in der Praxis zeigt sich, dass die Umsetzung kein Selbstläufer ist. Die Wago Automatisierungsspezialisten Benjamin Böhm, Industry und Strategic Account Manager Industry, und Philipp Baumann, Project Manager, begleiten regelmäßig entsprechende Projekte und stoßen dabei immer wieder auf dieselben Herausforderungen: Lastspitzen, begrenzte Netzanschlussleistung und die zielgerichtete Einbindung eigener Erzeuger und Speicher. „Diese Faktoren entscheiden maßgeblich darüber, wie erfolgreich die Umstellung tatsächlich ist“, betont Böhm.

Lastspitzen und Schieflasten vermeiden  

Peak Shaving –das Vermeiden von Lastspitzen – ist für produzierende Unternehmen nichts Neues. Denn wer die vorher festgelegte Leistungsgrenze innerhalb eines einzigen 15-minütigen Messzeitraums überschreitet, macht jedes weitere kW des Leistungspreises teurer. Allerdings steigt mit dem Zuwachs von strombetriebenen Fahrzeugen das Risiko teurer Leistungsspitzen. „Wenn auf Lithium-Ionen umgestellt wird, kann der Strombedarf schon einmal ad hoc in die Höhe schnellen und reißt diesen 15-Minuten-Mittelwert“, erklärt Baumann. Gleichzeitig rückt die Vermeidung von Schieflasten in den Fokus: Sie können Stromausfälle oder eine Leistungsbegrenzung von steuerbaren Lasten zur Folge haben, auch wenn die Leistung in Summe im grünen Bereich liegt.

Hinzu kommt, dass Intralogistik und Logistik eng verzahnt sind. Auch dort sind elektrische Antriebe auf dem Vormarsch. Diese E-Trucks müssen auch geladen werden, zum Beispiel per Schnelllader, die dann mal bis zu 1 Megawatt Leistung ziehen. Elektrische Dienstwagen und Mitarbeiterautos kommen oftmals noch hinzu.

Netzanschlussleistung im Blick 

Mit wachsendem Strombedarf muss auch die Netzanschlussleistung steigen – eine neue Kundenstation bzw. ein neuer Trafo sind jedoch kostenintensiv und erfordern lange Vorlaufzeiten. Daher versuchen Unternehmen, die vorhandene Netzanschlussleistung bestmöglich zu nutzen. Zu beachten ist außerdem, dass Ladepunkte als steuerbare Verbrauchseinrichtungen gelten und ihre Leistung deshalb vom Netzbetreiber ferngesteuert gedrosselt werden kann. Diese Möglichkeit muss technisch am Netzanschlusspunkt umgesetzt werden.

Eigene Energieerzeuger, wie Photovoltaikanlagen auf Hallendächern oder Blockheizkraftwerke, können eine flexible Alternative für die Stromversorgung abseits der Netzanschlussleistung sein. Ergänzende Speicher helfen, Lastspitzen abzufedern. Doch auch diese Komponenten müssen sinnvoll und bedarfsgerecht eingebunden werden, um einen echten Mehrwert zu schaffen.

Dynamisches Lastmanagement als Lösung 

Das dynamische Lastmanagement ist die technologische Antwort auf diese Volatilität. Es harmonisiert Ladevorgänge und verfügbare Energiekapazitäten in Echtzeit, indem Belastungen fortlaufend gemessen und Ladeleistungen automatisiert angepasst werden. Nur durch diese kontinuierliche Regulierung lassen sich Wirtschaftlichkeit und Betriebssicherheit unter Einhaltung der Leistungsgrenzen garantieren.

Deswegen sollte auch die Ladeleistung von Flurförderzeugen in der Intralogistik abhängig von der Gesamtlast dynamisch bestimmt, fortlaufend angeglichen und optimiert werden. „Erst die kontinuierliche Anpassung unter Einbindung und Nutzung aller verfügbaren Kapazitäten ermöglicht ein ganzheitliches und am Ende auch kostenorientiertes Lastmanagement“, so Böhm.

Ganzheitliches Energie-Handling 

Die Wago Experten betrachten die Elektrifizierung in der Intralogistik und das Energie-Handling daher nicht isoliert, sondern als Teil eines Ganzen. „Wago ist in vielen Branchen als etablierter Hersteller, Zulieferer, Lösungsanbieter und Projektpartner unterwegs. Die verschiedenen, spezifischen Einzelanforderungen fügen sich häufig bei uns zu einem Gesamtbild zusammen“, führt Benjamin Böhm aus. Ein intelligentes Lastmanagement ist für den klugen Umgang mit der zur Verfügung stehenden Energie unumgänglich. Es ist die Voraussetzung dafür, dass mit der Elektrifizierung in der Intralogistik die Elektrifizierung der Industrie wirklich Fahrt aufnimmt – da sind sich die beiden Experten einig.

Schnittstellen und Protokolle als Enabler 

Steuerungen von Wago ermöglichen nicht nur die effiziente Energieversorgung der Ladepunkte, sondern sorgen auch für hohe Transparenz und einfache Bedienung – etwa durch Fernzugriff auf die Parametrieroberfläche. Die Komponenten bieten eine enorme Schnittstellenvielfalt. „Dadurch sind unsere Lösungen flexibel einsatzbar – auch im Bestand oder bei Upgrades. Schließlich fängt man selten auf der grünen Wiese an“, bemerkt Böhm. Speicherprogrammierbare Steuerungen von Wago bieten eine große Schnittstellenvielfalt mit Protokollen wie Modbus TCP, SunSpec, Modbus RTU, OCPP 1.6. Die verschiedenen Kommunikationsprotokolle sorgen für den unkomplizierten Austausch mit Gebäudeleittechniken, Wechselrichtern, Batteriespeichern, abrechnungsrelevanten Backendsystemen sowie Serverdatenbanken. Mit Fernwirkprotokollen wie dem IEC 60870 und weiteren lassen sich alle Assets einbinden, die eine intelligente Lösung für das Lastmanagement braucht.

Lösungsmöglichkeiten für die Intralogistik 

Das Wago Application Load Management ist beispielsweise auf folgenden Docker-fähigen Wago Steuerungen lauffähig: Compact Controller 100, Edge Controller, PFC200 der 2. Generation und PFC300 sowie Touch Panels 400. Die Applikation ist kompatibel mit den gängigen Modbus-fähigen Leistungsmessumformern und Smartmeter-Gateways. Der Datenaustausch kann über vielfältige Kommunikationsprotokolle erfolgen – ganz gleich, ob OCPP 1.6, Modbus oder andere. Konfiguriert und verwaltet wird die Applikation orts- und softwareunabhängig über eine Weboberfläche.

Für die Orchestrierung auf Standortebene steht mit dem Wago Visualization and Control Hub ein SCADA-System bereit, das Drittgeräte und Enterprise-Systeme über MQTT/OPC UA integriert, Prozesse visualisiert und in Echtzeit steuert. Ein intelligentes Alarmmanagement mit Grenzwerten und hohe Sicherheitsanforderungen sichern den Betrieb.

Bei bestehender Infrastruktur oder Gebäudeleittechnik (GLT) heißt das speziell im Bereich Intralogistik, dass auch „Automated Guided Vehicles“ (AGV) oder „Autonomous Mobile Robots“ (AMR) in ein Flottenmanagementsystem (FMS) eingebunden werden können. Für ein Maximum an Flexibilität sorgt dabei die standardisierte Kommunikation gemäß VDA 5050. „Zur Integration mannigfaltiger Assets wie beispielsweise dem Elevator- oder Door-Interfacing stellt unsere Hardware das perfekte Bindeglied via MQTT oder OPC UA dar“, fügt Benjamin Böhm an.

Die Wago Automationslösungen können sowohl bestehende GLT modifizieren als auch komplett neue integrieren. Auch die Einbindung in ein Building Management System (BMS) wie die Wago Building Cloud Services ist denkbar und leicht umsetzbar“, zählt Benjamin Böhm weitere Möglichkeiten auf und bekräftigt: „Investieren Unternehmen bei der Digitalisierung in flexible und skalierbare Lösungen bilden sie eine gute Basis, um wirtschaftlich zu bleiben und sich zukunftssicher aufzustellen.“

Bilder: Wago GmbH & Co. KG