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Druckluft-Transparenz durch Datenvisualisierung in Echtzeit

Druckluft
Transparenz durch Datenvisualisierung in Echtzeit

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Übergeordnete Steuerungen lasten alle Kompressoren einer Druckluftstation effizient aus. Durch die Kommunikation der Systeme lassen sich Anlagendaten sammeln und analysieren. ❧

Sabine Koll

Ein besserer Datenfluss und eine bessere Visualisierung der Daten sind nach Ansicht von Karsten Decker, Europäischer Energieberater (IHK) bei Atlas Copco Kompressoren und Drucklufttechnik in Essen, ein wesentlicher Grund für Anwender, übergeordnete Steuerungen für ihre Kompressoren einzusetzen: „Jederzeit Zugriff auf die Daten einer Druckluftstation zu haben und sie von jedem Internet-fähigen Gerät der Welt über einen Webbrowser anschauen zu können, ist der wichtigste Punkt. Wenn ich eine neue Druckluftstation mit Drehzahlregelung installiere und dabei 30 Prozent Energie spare, will ich das direkt ablesen können. Wenn ich Produktionsparameter ändere oder in einer Woche ein anderes Druckband fahre, will ich in der nächsten wissen, wie viel ich gespart habe oder was mich das gekostet hat.“

Atlas Copco hat deshalb mit dem „Optimizer 4.0“ eine neue übergeordnete Steuerung auf den Markt gebracht, welche die Visualisierung von Daten weiter erleichtert – und zwar auch bei rein interner Anwendung. Im Gegensatz zum Vorgänger, der ES 16, ist bei der neuen Steuerung die Datenaufbereitung nämlich auf Inhouse-Servern des Kunden möglich. „Über unsere Software Smartlink können Kunden, die unsere bisherigen Steuerungen wie die ES 16 einsetzen, sich diese Daten in tabellarischer oder grafischer Form anschauen. Dazu müssen die Daten aber vorher die Firma verlassen, weil sie von Atlas Copco gespeichert, aufbereitet und visualisiert werden, also auf externen Servern. Doch genau an diesem Punkt sind viele Kunden, zum Beispiel aus der Automobilindustrie empfindlich“, sagt Decker. „Aber auch im Maschinenbau gibt es Berührungsängste, vor allem in Deutschland. Ein Hersteller, der selbst als Industrie-4.0-Anbieter gilt, hat sogar die Module ausgebaut, die für eine Smartlink-Verbindung als Hardware in der Steuerung beziehungsweise in den Kompressoren sitzen.“

Der Optimizer speichert die Daten
direkt vor Ort beim Kunden

Beim Optimizer ist das anders: Dieser speichert die Daten direkt vor Ort, der Kunde kann ohne externe Umwege direkt zugreifen. In Verbindung mit Smartlink werden als Maßnahmen etwa Nachrichten über Störungen im System an verantwortliche in der Produktion oder in der Instandhaltung geschickt. Wenn zum Beispiel ein definierter Drucktaupunkt nicht eingehalten wird, kann sich ein Unternehmen proaktiv um die Auffälligkeit kümmern und Probleme oder gar eine Störung verhindern.

„Und weil wir nun alle wichtigen Schnittstellen anbieten, bleibt außerdem der Echtzeitfaktor komplett erhalten. Steuern und Regeln wird viel transparenter, weil die Auslastung der einzelnen Kompressoren eins zu eins zu sehen ist“, so Decker weiter. Der Optimizer unterstützt neben klassischen Schnittstellen wie Profibus DP und Modbus RTU zusätzlich Modbus TCP/IP, Ethernet IP und Profinet. Der Anwender kann somit Datentabellen oder grafische Darstellungen in das eigene System importieren.

Somit können Unternehmen zum Beispiel die Auslastung der Kompressoren analysieren: Arbeiten alle im optimalen Bereich, auch wenn der Luftbedarf schwankt? „Den meisten Kunden ist das vor allem kurz vor einem Energieaudit wichtig“, weiß Decker aus Erfahrung. Betriebe mit mehr als 250 Mitarbeitern müssen entweder ein Energieaudit oder eine Zertifizierung nach ISO 50001 nachweisen. In Deutschland ist laut Decker etwa die Hälfte der Unternehmen nach ISO 50001 zertifiziert.

„Aber auch viele kleinere Unternehmen nutzen das Energieaudit gerne, weil Energie eine zunehmend teurere Ressource wird, die sie einsparen wollen. Außerdem können sie sich per Audit von Wettbewerbern absetzen und als nachhaltiges Unternehmen präsentieren“, so der Energieberater. „Große Unternehmen fordern teilweise von ihren Zulieferern die ISO-Zertifizierung, um eine ununterbrochene Zertifizierungskette für ihre Produkte nachweisen zu können.“

In das Energiemanagementsystem können Unternehmen über den Optimizer beispielsweise Verbrauchswerte wie etwa der Volumenstrom in Kubikmetern pro Stunde oder die spezifische Leistung übernehmen. Diese sogenannte Druckluftkennzahl, die besagt, wie viele Kilowattstunden das Unternehmen ein Normkubikmeter Druckluft bei Systemdruck kostet, kann man auch direkt am Optimizer ablesen. „Anhand dieses Werts kann etwa der Betriebsleiter auf einen Blick erkennen, ob alles in Ordnung ist. Die Daten können als Excel-Datei oder als Bilder im JPG- oder BMP-Format eins zu eins ins Energiemanagementsystem importiert werden“, erklärt Decker.

Mithilfe des Optimizers könne der Anwender aber nicht nur absolute Werte leichter überblicken, sondern auch analysieren, wie sich zum Beispiel Änderungen in der Produktion auf den Energieverbrauch auswirken. „Der Betreiber will sich sofort ein Bild machen, auch um schnell eingreifen zu können. ISO 50001 bedeutet ja auch, dass Unternehmen bei der Energieeffizienz immer besser werden – das ist ein kontinuierlicher Prozess“, so Decker. Als Daumenregel gilt für ihn: Je komplexer die Prozesse, desto eher empfehlen sich übergeordnete Steuerungen wie der Optimizer, weil sie Anwendern den vollen Zugriff und die Transparenz der Daten gewähren.

Der Optimizer eignet sich für Stationen ab zwei bis drei Kompressoren und mindestens 100 kW Leistung. Darunter empfiehlt Atlas Copco ihn nicht, weil die Energieeinsparung nicht so groß ist, dass sich die Investition schnell amortisiert.

Drei verschiedene Druckluftnetze im Unternehmen lassen sich gleichzeitig regeln

Die neue Steuerung regelt volumenstromabhängig. Das heißt, sie ermittelt in Abhängigkeit vom Volumenstrom, welcher Kompressor zum jeweiligen Zeitpunkt am effizientesten arbeitet. Insgesamt können mit dem Optimizer drei verschiedene Druckluftnetze im Unternehmen gleichzeitig geregelt werden – also etwa ein Niederdrucknetz und ein normales 6- oder 7-bar-Netz. Dafür wird jedes Netz mit mindestens zwei Drucksensoren ausgestattet.

Außerdem kann der Optimizer auch Kompressoren anderer Hersteller regeln. „Wir geben der Steuerung die Kennlinien aller Maschinen vor, auch diejenigen von Fremdkompressoren. Dafür setzen wir ein spezielles Competitor-Modul ein. Das Besondere an unserer neuen Steuerung ist, dass wir jetzt sowohl Last-Leerlauf- als auch drehzahlgeregelte Kompressoren anderer Anbieter aktiv regeln können“, betont der Energieberater.


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Für neue Druckluftanlagen sowie deren übergeordnete Steuerung sind noch bis Ende 2022 Förderungen durch das Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) möglich. Nähere Informationen dazu: http://hier.pro/B7YAB



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