Energieeffizienz für 630.000 Tonnen Karton

Egal ob in der Form eines Schuhkartons oder als Behälter für Essen zum Mitnehmen - Faltschachteln finden im Alltag vielfach Verwendung. Wie viel Know-how hinter der Produktion einer solchen Faltschachtelverpackung steckt weiß die Moritz J. Weig GmbH & Co. KG mit Hauptsitz in der Eifel-Stadt Mayen. Die familiengeführten Firmengruppe hat sich auf Recyclingkarton für die Faltschachtel- und Gipsplatten-Industrie spezialisiert und ist in die drei Geschäftseinheiten Recycling, Karton und Packaging eingeteilt. Diese decken den gesamten Prozess von der Rohstoffgewinnung aus Altpapier über die Kartonproduktion bis hin zur Weiterverarbeitung bei der Herstellung von Verpackungen ab. Für die Produktion spielt die Geschäftseinheit Weig-Karton am Standort Mayen eine zentrale Rolle, denn die Jahreskapazität ihrer beiden Kartonmaschinen liegt bei 630.000 Tonnen Faltschachtel- und Gipskarton.

Weig-Karton ist die wirtschaftliche und ökologische Nachhaltigkeit seiner Produktion besonders wichtig: Durch die im Kraftwerk installierten Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen werden der Dampf- und Strombedarf effizient gedeckt. Die für den Prozess nicht mehr nutzbare Abwärme fließt ins Fernwärmenetz des Ortes Mayen, in dem die Produktion angesiedelt ist. Darüber hinaus minimieren geschlossene Kreisläufe sowie eine werksinterne Abwasseraufbereitungsanlage den Wasserbedarf. Ein systematisches Energiemanagement im Sinne der jeweils gültigen Richtlinien begleitet diese Maßnahmen bereits seit Jahren. 

Als 2012 die Re-Zertifizierung des Energiemanagements gemäß der aktuellen Norm ISO 50001 anstand, rückte das Thema Energiemonitoring noch stärker in den Fokus des Unternehmens. Insbesondere die Suche nach einer Monitoring-Lösung für die elektrischen Energieströme gestaltete sich schwierig. „Immerhin haben wir allein im Umfeld der beiden Kartonmaschinen und der Kläranlage mehrere hundert Verbraucher, die einzeln erfasst und ausgewertet werden müssen“, so Thomas Ganster, bei Weig-Karton zuständig für Werksenergie und Energiemanagement.

Die Elektrotechnik-Experten von Weig-Karton, Manfred Borsch (Leiter Projektierung Elektrisches Messen, Steuern und Regeln, kurz: EMSR) und Christof Schnall (Projektierung EMSR), wurden bei Siemens fündig: Die Energiemonitoringsoftware powermanager überwacht und archiviert elektrische Kenngrößen wie Spannungen, Ströme, Leistungen, Energiewerte und Frequenzen und schafft damit eine wichtige Voraussetzung für eine transparente Analyse der Energieströme. Hardwareseitig benötigt powermanager lediglich einen Windows-PC und ein LAN-Netzwerk.

So können die Leistungsmittelwerte der überwachten Kenngrößen angezeigt und miteinander verglichen werden. Ebenso werden Störungen in der Energieverteilung dargestellt, auf die sofort reagiert werden kann. Die Messung der elektrischen Energiedaten erfolgt direkt über Messgeräte aus dem Sentron-Portfolio. Vor Jahren installierten die Weig-Techniker mehrere PAC-Messgeräte in Kombination mit dem Kompaktleistungsschalter-Modell 3VL und offenen Leistungsschalter 3WL.

Die Energiemonitoring-Lösung bewährte sich. „Das war für uns letztlich der Auslöser, die komplette 400-V-Niederspannungsschalttechnik zu modernisieren“, erinnert sich Manfred Borsch. Die Voraussetzung für diese neue Lösung bildete die neueste Generation von Kompaktleistungsschaltern 3VA. Bei den Modellen der Baureihe 3VA2 ist eine Messfunktion zur Erfassung von Strom, Spannung und Energie bereits integriert. 

Gleichzeitig übernehmen die Kompaktleistungsschalter 3VA alle Funktionen eines leistungsfähigen Schutzgeräts: Kritische Anlagenzustände melden sie  über gängige Bussysteme an übergeordnete Systeme. Damit erfüllen die Schalter auch alle Anforderungen für den Einsatz in Industrie 4.0-Umgebungen. Die volle Selektivität der Kompaktleistungsschalter sorgt dafür, dass nur der Anlagenteil abgeschaltet wird, der von einer Störung betroffen ist. „Eine maximale Verfügbarkeit hat für uns höchste Priorität“, bestätigt auch Christof Schnall, „denn unsere Maschinen laufen rund um die Uhr und können nicht so ohne weiteres gestoppt werden.“

Ende 2017 wurde der Plan umgesetzt: Die bestehenden Sicherungslasttrenner des gesamten Weig-Karton-Werks in Mayen wurden sukzessive durch rund 800 kommunikationsfähige Kompaktleistungsschalter von Siemens ersetzt. Nicht nur angesichts dieser großen Zahl, sondern auch in Hinblick auf möglichst kurze Stillstandzeiten zahlt sich ein weiterer Vorteil der neuen Kompaktleistungsschalter aus: Projektierung und Inbetriebnahme sind über die Konfigurationssoftware powerconfig möglich. „Das erleichtert die Parametrierung enorm und beschleunigt auch die Installation“, so die Praxiserfahrungen von Projektierer Christof Schnall.

Der mechanische Aufbau der bestehenden Schaltanlagen konnte nach der Umrüstung ebenso weitergenutzt werden wie die Verkabelung. Allerdings wurden die bisherigen Kupfer-Schienen durch ein neues Sammelschienensystem abgelöst. Einzelne nachgeordnete Sicherungen wurden durch Kompaktleistungsschalter der Standard-Variante 3VA1 ersetzt. Sie reduzieren gegenüber der Vorgängerlösung nicht nur den Verdrahtungsaufwand, sondern zeichnen sich auch durch eine besonders kompakte Bauform aus. Wo sehr hohe Bemessungsströme erforderlich sind, arbeiten offene Leistungsschalter 3WL aus dem Sentron-Portfolio. Und auch einzelne PAC-Messgeräte sind Bestandteil der erneuerten Anlagentechnik.

14.02.2018

Bilder: Siemens AG / W. Geyer