Vorbildliche Druckluft für den Frosch

Autoren Erwin Ruppelt Leitender Projektingenieur, Kaeser Kompressoren Daniela Koehler Pressesprecherin, Kaeser Kompressoren

Bei der Druckluftversorgung bedeutet Industrie 4.0 ein Gesamtkonzept zur hocheffizienten Drucklufterzeugung. Alle Elemente, von der Planung über die Ausführung bis zur vorausschauenden Wartung, sind vernetzt und so intelligent gesteuert, dass automatisch die individuell geforderte Druckluftleistung und -qualität entsteht, bei gleichzeitig höchster Verfügbarkeit und Effizienz sowie geringen Life-Cycle-Kosten. Werner & Mertz ist ein innovatives Unternehmen. Eine umweltschonende Wirtschaftsweise und Nachhaltigkeit sind für den Hersteller von Produkten für Consumer und professionelle Anwender, die unter Marken wie Frosch oder Erdal vertrieben werden, gelebte Firmentradition. So erfolgt die Energieversorgung zum Beispiel über Windkraftrotoren, die auf dem Dach des Verwaltungsgebäudes installiert sind. Natürlich gehört zu einer solchen Firmenphilosophie auch eine moderne Druckluftversorgung, die zuverlässig, effizient und während des gesamten Lebenszyklus kostensparend Druckluft zur Verfügung stellt.

Als eine Erneuerung des gesamten Systems anstand, ging es nicht nur darum, die vorher sehr unterschiedlichen und veralteten Komponenten zu ersetzen, es sollten auch erhebliche Einsparungen realisiert werden. Außerdem suchte das Unternehmen nach einer Lösung, die zur Philosophie der Nachhaltigkeit und Energieeffizienz von Werner & Mertz passt. Fündig wurde es bei Kaeser Kompressoren. Bei dem angebotenen Contractingkonzept bleibt die Druckluftstation selbst Eigentum der Herstellerfirma und der Kunde zahlt nur die tatsächlich bezogene Druckluft. Die Contracting-Variante bietet neben allen technischen Aspekten den Vorteil, dass die anfallenden Kosten für Druckluft zu variablen Kosten werden.

Um ein Druckluftsystem wie bei der Firma Werner & Mertz in ein modernes Managementsystem zu integrieren, empfiehlt es sich, zunächst eine Gesamtanalyse durchzuführen, die alle relevanten Punkte berücksichtigt. Diese waren: Betriebssicherheit, Energieersparnis sowie Anbindung an das Produktions- und Energiemanagementsystem. Das Unternehmen ist historisch gewachsen und das alte Druckluftsystem war nicht mehr produktionsgerecht und auf verschiedene Standorte aufgesplittet. Da die alte Anlage zudem mit keinerlei Sensorik ausgestattet war, wurde zunächst ein Druckluftaudit durchgeführt, um vorhandene Verbrauchsmuster, aber auch Schwachstellen des Altsystems zu erkennen. Das Verhalten der Kompressoren sowie Luftverbräuche, Drücke und auch mögliche Probleme bei der Druckluftaufbereitung ließen sich über eine Software visualisieren und Optimierungsvorschläge erarbeiten. Werner & Mertz entschied sich für die Contractingvariante Sigma Air Utility, bei der es vonseiten des Betreibers nur notwendig ist, auf dem Gelände seiner Produktionsstätte eine Räumlichkeit zur Verfügung zu stellen, in der eine Druckluftstation aufgebaut und betrieben werden kann.

Das Thema Industrie 4.0 ist bei Werner & Mertz zwar offiziell noch nicht als Leitlinie definiert, wird aber bereits diskutiert. Das heißt, auch die Druckluftstation muss Industrie-4.0- kompatibel sein. Dazu sind die einzelnen Kompressoren des Kaeser-Druckluftsystems mit Industrie-PCs ausgerüstet. Diese dienen dazu, die Daten an eine übergeordnete Steuerung, zum Beispiel den Sigma Air Manager (SAM), weiterzuleiten. Die Steuerung kann dann die Station aufgrund der gesammelten Daten eigenständig optimieren und gleichzeitig den Luftverbrauch, den der Betrieb benötigt, erkennen und die Anlage entsprechend nachregeln. Dies ist relativ einfach über einen Drucksensor an der Schnittstelle zwischen Erzeugung und Verbrauch möglich. Das Druckluftmanagementsystem ist aber auch die Schnittstelle, über die sämtliche Daten der Druckluftstation gehen, angefangen von den Betriebsdaten sämtlicher Kompressoren, die in diesem Falle die Informationen über Profibus DP an den zentralen Sigma Air Manager weiterleiten, aber auch über Störungen, Verbrauchsverhalten sowie Wirtschaftlichkeit des Systems und angeschlossener Peripheriegeräte wie Trockner, Kondensatableiter und -aufbereiter. Gespeichert werden aber auch die Umgebungsbedingungen der Kompressorenstation.

Aus dem Sigma Air Manager können die Daten der Druckluftstation von bis zu einem Jahr abgerufen werden. Falls erforderlich, können die Daten auch an ein bereits beim Betreiber vorhandenes Leitsystem weitergeben werden und zwar über Standardschnittstellen. Besitzt der Betreiber keine entsprechenden Leitsysteme, so ist das als Web-Server aufgebaute System in der Lage, über den Internet-Explorer die Daten an einfachen Rechnern zu visualisieren und den Nutzern entsprechende Informationen über Luftverbrauch, Energieverbrauch, laufende Kompressoren, Störungen und Kosten weiterzugeben. Sollte eine Nottelefonschaltung notwendig sein, so ist dies an dieser Datenschnittstelle des Sigma Air Managers möglich. Um einen optimalen Betrieb der Anlage zu gewährleisten, ist das System selbstverständlich in der Lage, über das World Wide Web die Daten an ein zentrales Datenzentrum beim Betreiber, in diesem Falle die Firma Kaeser, weiterzuleiten.

Zusätzliche Sicherheit bieten Entwicklungen wie das Sigma Network, ein leistungsfähiges Netzwerk auf Ethernet-Basis, das in sich sicher abgeschlossen ist und eine Überwachung und effiziente Steuerung der Druckluftstation sowie eine Nutzung im Sinne von Industrie 4.0 ermöglicht. Bei Werner & Mertz ist diese Komponente zwar noch nicht installiert, kann aber nachgerüstet werden. Dieses zentrale Datencenter ist nun Dreh- und Angelpunkt für alle weiteren Aktivitäten. So wird zum Beispiel die Servicestruktur über ein spezielles Servicemodul geleitet. Das internationale Datencenter bricht die Daten auf die jeweils nationalen Servicecenter herunter. Diese können zum Beispiel Noteinsätze direkt über die ortsansässigen Servicemonteure koordinieren, deren Servicefahrzeuge immer für entsprechende Fälle ausgerüstet sind. Die Lösung, die bei Werner & Mertz installiert wurde, läuft nun zu aller Zufriedenheit. Die Energieeinsparung, besonders beim Stromverbrauch, ist deutlich.

Halle 8.0, Stand A4

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