IoT-basierte Energieverbrauchsanpassung für Ein großer Hersteller

Erfahren Sie, wie wir die Energiekosten und die Umweltbelastung eines großen Herstellers um 30% gesenkt haben – durch die Einführung eines Proof-of-Concept-Überwachungssystems (PoC), das mit einem umfangreichen Netzwerk von IoT-Sensoren zusammenarbeitet und so eine Echtzeit-Visualisierung des Energieverbrauchs ermöglicht.

  • Branche

    Fertigung

  • Land

    USA

  • Größe des Teams

    16

  • Kooperation

    Juli 2021 – jetzt

Über den Auftraggeber

Unser Kunde ist ein großer US-amerikanischer Hersteller der Agrartechnikbranche, der Komponenten für landwirtschaftliche Maschinen produziert.

Geschäft Kontext

Vor einigen Jahren wandte sich unser Kunde strategisch der Umweltverträglichkeit zu. Um dies zu erreichen, musste er geeignete Maßnahmen zur Energieverwaltung implementieren, einschließlich der Einführung einer Energiemonitoring-Software. Der Kunde entschied sich für die Entwicklung einer maßgeschneiderten Lösung, um alle Geschäftsanforderungen zu erfüllen und seinen Mitarbeitern eine komfortable und effiziente Arbeitsumgebung zu bieten. Als Partner wählte er Yalantis, ein Unternehmen mit Erfahrung in der Bereitstellung von IIoT-Lösungen. Energieeffizienz-Lösungen.

Lösung Übersicht

  • Initiierung einer beschleunigten Lösungserstellung mit dem Yalantis PoC

    Um die Entwicklung zu beschleunigen, setzten wir auf den bereits einsatzbereiten Yalantis IoT Accelerator, um eine Lösung zu entwickeln, die das Gesamtwasserverbrauchsmüll sowie die einzelnen Komponenten der Geräte des Kunden bewerten, analysieren und prognostizieren soll.

  • Die Installation von Sensoren zur Erfassung von Daten

    Um sich auf die Installation der Sensoren vorzubereiten, entwickelten wir ein Hardware-Prototyp und entwickelten die Software für die Überwachungssysteme basierend auf dem PoC. Unser Kunde wählte einen IoT-Gerätehersteller, der unser Hardware-Prototyp verwendet hat, um Strom-, Stromstärke- und Spannungssensoren sowie Wi-Fi-Kommunikationssensoren herzustellen und zu installieren.

     

    Leistungssensoren:

    • Hall-Effekt-Sensoren messen das von einem Strom durch einen Leiter erzeugte Magnetfeld.
    • Rogowski-Spulen, die um einen Leiter gewickelt sind, messen den Strom, der durch sie fließt, ohne dass ein direkter elektrischer Kontakt besteht.
    • Aktive Stromwandler (CT) messen Wechselstrom, indem sie eine Strombelastung in einer Sekundärspule induzieren, die proportional zum Primärstrom ist.

     

    Aktuelle Sensoren: 

    • Hall-Effekt-Sensoren messen das von der Stromzufuhr erzeugte Magnetfeld.
    • Ein Shuntwiderstand misst den Spannungsabfall über diesem Feld, der proportional zum Strom ist.

     

    Spannungsgeber:

    • Spannungsaufteilgeräte teilen die Spannung in einem Stromkreis in messbare Bereiche auf.
    • Analogspannungsgeber messen Spannungspegel und liefern eine analoge Ausgangssignale, die von Mikrocontrollern ausgelesen werden können.

     

    Wi-Fi-Kommunikationssensoren:

    • Wi-Fi-Module bieten die Möglichkeit, IoT-Geräte mit dem WLAN zu verbinden und enthalten in der Regel Mikrocontroller und Wi-Fi-Transceiver.
    • Die ESP8266- bzw. ESP32-Module enthalten einen Mikrocontroller mit integrierten WLAN-Funktionen.

  • Die Gewährleistung einer nahtlosen Datenerfassung und -aggregation

    Wir haben einwandfreie Prozesse für die Datenerhebung und -aggregation eingeführt, die es unserem Kunden ermöglichen, regelmäßig Informationen von IoT-Geräten zu sammeln und bereits verarbeitete Daten für eine schnellere Analyse und Entscheidungsfindung zu nutzen:

    • Die Erfassung von Strom-, Spannung- und Spannungswertdaten von eingesetzten Sensoren in regelmäßigen Abständen, beispielsweise alle paar Sekunden oder Minuten
    • Die gesammelten Sensordaten werden aggregiert und zur Übertragung an das zentrale Überwachungssystem verpackt.
    • Die Verwendung des MQTT-Protokolls für eine effiziente und zuverlässige Datenübertragung aufgrund seiner Publish-Subscribe-Architektur, die für IoT-Anwendungen geeignet ist
    • Verwendung von MQTT-fähigen Sensoren für Strom, Spannung und Spannungswert, um Daten direkt an den MQTT-Broker zu übermitteln
    • Die Einrichtung eines MQTT-Brokers, der als zentraler Hub für die Datenkommunikation fungiert und Daten von Sensoren empfängt und diese an entsprechende Abonnenten verteilt.

  • Implementierung eines zentralen Überwachungssystems

    Um den Zugriff auf Daten und die umfassende Analyse von Daten an einem Ort zu ermöglichen, haben wir ein zentrales Monitoring-System entwickelt, das aus folgenden Komponenten besteht:

    • Ein Backend, das sich dem MQTT-Broker anschließt und Echtzeit-Verbrauchdaten von Sensoren erhält
    • Eine Datenbank, in der Daten gespeichert werden, die über einen Zeitraum von der Clientseite festgelegten Zeitrahmen von Sensoren empfangen werden, um historische Trends zu analysieren, zukünftige Referenzwerte bereitzustellen und die Nachfrageplanung durchzuführen.
    • Ein maßgeschneidertes Dashboard zur Visualisierung des Stromverbrauchs jeder einzelnen Maschine sowie der gesamten Anlage in Echtzeit, die eine Überwachung und Steuerung übermäßiger Stromverbräuche ermöglicht
    • Ein Predictive-Maintenance-Modul, das auf maschinellen Lernalgorithmen basiert, um Muster, Anomalien und Möglichkeiten zur Energieeinsparung zu erkennen

  • Entwurf einer optimierten Benutzeroberfläche 

    Eines der Ziele unseres Kunden war es, den Mitarbeitern einen komfortablen Arbeitsplatz zu bieten, in dem sie alle Änderungen verwalten und schnell darauf reagieren können. Um dies zu erreichen, haben wir:

    • gestaltend und entwickelte schlanke Web- und Mobile-Interfaces Um Zugriff auf Daten zum Stromverbrauch zu erhalten, Echtzeitdaten und historische Trends anzuzeigen und spezifische Analysen der Maschine durchzuführen
    • Ein Benachrichtigungszentrum wurde innerhalb des Überwachungssystems installiert um relevante Mitarbeiter über abnormalen Stromverbrauch, Energieverschwendung oder Ausfall der Geräte zu informieren

Wert geliefert

Unsere Zusammenarbeit mit dem Kunden führte zu den folgenden Erfolgen:

  • 30 Prozent Einsparung beim Energieverbrauch. Der Kunde hat sein Ziel erreicht, die Nachhaltigkeit des Werks zu verbessern und die Umweltbelastung zu verringern, und sich damit einen Vorsprung gegenüber den Wettbewerbern in Sachen Öko-freundlichkeit verschafft.

  • 25 -prozentiger Energiekostendruck im ersten Halbjahr. Wir haben dem Kunden dabei geholfen, die Stromkosten zu senken und konnten diese Einsparungen somit in operative Investitionen und die Modernisierung der Anlagen reinvestieren.

  • Verbesserte operative Effizienz durch vorausschauende Instandhaltung. Die vorausschauende Instandhaltung ermöglichte es unserem Kunden, Maschinenprobleme zu erkennen und schnell zu lösen, wodurch die Ausfallzeit reduziert und die Instandhaltungplanung verbessert wurde.

  • Anpassbares PoC-Überwachungssystem für große Hersteller. Wir haben ein Überwachungssystem entwickelt, das in der Lage ist, massive IoT-Umgebungen zu bedienen und Daten von IoT-Sensoren in Echtzeit zu sammeln, zu aggregieren und zu analysieren.

Wollen Sie die operative Effizienz verbessern?

Yalantis hilft Ihnen dabei, die geeignetsten IoT-Geräte auszuwählen, eine sichere Echtzeit-Datenerfassung und -aggregation einzurichten und ein System zur Datenverwaltung bereitzustellen.

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