Der chilenische Fleischproduzent Frigosorno muss der Regierung Berichte über seine Wasserverbräuche und -verarbeitung zur Verfügung stellen. Dazu sind die relevanten Daten zu erfassen und auszuwerten. Komponenten, Systeme und Smart Services von Phoenix Contact unterstützen bei dieser Aufgabenstellung.
Seit vielen Generationen gehört die Rinderzucht zur chilenischen Kultur. Allerdings verbraucht die Herstellung von hochwertigem Fleisch viel Wasser und Energie, zum Beispiel für die Bewässerung der Felder oder die aufwendigen Kühlprozesse des zerteilten Fleisches. Das tief in der Identität des Lands verwurzelte traditionelle Handwerk steht daher heute an einem klimatechnischen Wendepunkt. Wer seinen ökologischen Fußabdruck reduzieren will, braucht mehr als nur gute Absichten: Gefragt sind ein tragfähiges Konzept sowie die richtigen Werkzeuge. Wie sich dieser Anspruch in einem laufenden Betrieb umsetzen lässt, zeigt der chilenische Fleischproduzent Frigosorno. Das Unternehmen zielt darauf ab, seine Treibhausgas-Emissionen zu verringern. Darüber hinaus muss es der chilenischen Regierung verpflichtende Berichte über die Wasserverbräuche und -verarbeitung bereitstellen. Als Herausforderung bei der Realisierung des Projekts erweist sich die über 70 Jahre gewachsene Infrastruktur mit heterogenen Lösungen. Gemeinsam mit Phoenix Contact hat der Fleischproduzent jetzt eine kosteneffiziente Lösung gefunden.
Mehr Verbrauchstransparenz
Bei Frigosorno handelt es sich um den größten und modernsten Rinderverarbeitungsbetrieb in Chile. Das 1945 gegründete Unternehmen, das seinen Hauptsitz in der Stadt Orsono in der Region Los Lagos hat, wurde 1978 von der Grupo Feria Osorno S.A. übernommen. Die Aktiengesellschaft setzt sich aus mehr als 400 Aktionären zusammen. In ihrer Mission ist unter anderem verankert, dass alle Aktivitäten im Einklang mit der Umwelt stehen. Deshalb werden sämtliche Prozesse ständig verbessert. Beispielsweise wurde in den Einsatz von verflüssigtem Erdgas (LNG) sowie von Wärmepumpen zur Optimierung des Dampfverbrauchs investiert. Ferner wurde ein Plan zur ökologischen Behandlung von Flüssigabfällen durch ein spezialisiertes Unternehmen entwickelt.
Im Rahmen des Projekts mit Phoenix Contact wollte Frigosorno einen möglichst genauen Überblick gewinnen, wann und wofür im Unternehmen wie viel Strom und Wasser verbraucht wird. So soll nicht nur mehr Transparenz über die tatsächliche Verwendung von Ressourcen gewonnen werden. Außerdem will Frigosorno die Effizienz der Produktionsprozesse erhöhen, also Sparpotenziale erkennen und nutzen. Darüber hinaus treten ab 2025 neue gesetzliche Anforderungen in Kraft: Die chilenische Regierung verlangt dann eine exakte Aufstellung, welche Menge des verbrauchten Wassers aus Grundwasserquellen stammt und wie viel Kubikmeter aus alternativen Quellen wie Wasseraufbereitungsanlagen bezogen und eingespeist werden. Zur Generierung dieser Daten sind unterschiedliche Messpunkte und Sensoren notwendig, die sowohl die Menge ebenso wie die Beschaffenheit des Wassers zuverlässig erfassen und dokumentieren.
Erfassung von Verbrauchsdaten
Zur Digitalisierung nutzt der Fleischproduzent nun sowohl Hardware-Komponenten als auch die Cloud-Lösung von Phoenix Contact. Gemeinsam mit einem lokalen Integrator sind mehrere sogenannte Data Collection Boxen installiert worden. Dabei handelt es sich um kompakte Einheiten zum Einsammeln und Weiterleitung von Verbrauchsdaten. Jede Box besteht im Kern aus einer Steuerung, Energiemessgeräten sowie Durchflusssensoren. Netzwerkkomponenten übertragen die aufgenommenen Werte gebündelt an die Cloud-Plattform. Der entscheidende Vorteil der Lösung liegt darin, dass sich zahlreiche Messgeräte selbst während des Betriebs nachrüsten lassen, was die Stillstandzeiten auf ein Minimum reduziert.
Als zentrales Element zur Datenerfassung und -visualisierung verwendet Frigosorno die IIoT-Plattform Proficloud.io sowie die Smart Services von Phoenix Contact. Alle Daten werden verschlüsselt via MQTT-Protokoll an die Plattform gesendet und dort im Time Series Data Service übersichtlich dargestellt. Sowohl die Data Collection Box ebenso wie die Cloud-Lösung sind weitgehend Hardware-unabhängig ausgelegt. Das bedeutet, dass sich die bestehenden Messgeräte anderer Hersteller ebenfalls integrieren lassen. Diese Offenheit macht das System modular erweiterbar. Unternehmen können also zunächst klein starten und das System bei Bedarf Schritt für Schritt ausbauen. Sobald die Steuerungen programmiert und auf Proficloud.io registriert sind, lassen sich die Daten in den Smart Services verarbeiten.
Bei Smart Services handelt es sich um cloudbasierte Anwendungen im Software-as-a-Service-Modell (SaaS). Sie werden speziell für industrielle Use Cases entwickelt, verursachen geringe Einstiegskosten und sind skalierbar. Der SaaS ist flexibel anwendbar – vom Batteriespeicher bis zur Lebensmittelproduktion. Erste Dashboards können schon nach wenigen Minuten genutzt werden. Dabei sind die Datenhoheit und regelmäßige Backups sichergestellt.
Zugriffssichere Verbindung
Da Frigosorno die Messdaten und Steuerungsprotokolle bislang über eine herkömmliche 4G-Internetverbindung austauschte, sollte eine zugriffssichere Übertragungsmethode implementiert werden. Profi-cloud.io bietet sich hier als einfach bedienbare Lösung an, die zudem die hohen Cyber-Security-Standards erfüllt. Aufgrund der sicheren Verbindung der Anlagen und Server über die mGuard Secure Cloud sind sämtliche Daten zu jedem Zeitpunkt zuverlässig vor Cyber-Angriffen geschützt. Die Cloud-Plattform zeichnet sich ferner durch geringe Anschaffungskosten aus. Zur Bedienung benötigen die Mitarbeiter kein spezielles IT-Know-how. Auf diese Weise verkürzt sich der Weg vom Konzept bis zur ersten Datenauswertung deutlich. Ein Proof-of-Concept lässt sich schnell produktiv schalten.
Verbräuche im Blick
Die Dashboards innerhalb des Smart Service eröffnen detaillierte Einblicke in die Energie- und Wasserverbräuche. Das ist eine wichtige Voraussetzung, um Maßnahmen zur Verringerung von Treibhausgasemissionen gezielt bewerten zu können. Für eine verlässliche Überwachung der Produktionsprozesse reicht es jedoch nicht aus, lediglich den Verbrauch zu kennen. Deshalb werden auch Parameter wie Netzfrequenz, Auslastung oder Spannung in die Analyse einbezogen. Detektiert die Lösung hier Auffälligkeiten – zum Beispiel kritische Abweichungen oder ungewöhnliche Spitzen -, wird das Benachrichtigungssystem aktiv. Mit der digitalen Erfassung und Auswertung der Daten erhält Frigosorno nicht nur Transparenz beim Ressourcenverbrauch, sondern ebenfalls die Grundlage für eine nachhaltige Maschinenauslastung. Eine präventive Wartung sowie bedarfsgerechte Instandhaltungsmaßnahmen lassen sich gezielter umsetzen, was Energie spart und die Betriebskosten senkt.
Durch die Digitalisierung einzelner Fertigungsbereiche stellt Frigosorno sicher, dass das Unternehmen wettbewerbsfähig bleibt und nachhaltig wirtschaftet. Aufgrund der modularen Automatisierungsbausteine Data Collection Box und Cloud-Plattform lässt sich das Monitoring flexibel erweitern und sukzessive auf die gesamte Produktion ausrollen. Frigosorno wird diesen Weg weitergehen.
Phoenix Contact GmbH & Co. KG, Blomberg
Autor: Florian Jacob
Product Owner, Business Unit IMA,
Phoenix Contact Smart Business
