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Effizienz, Zuverlässigkeit und vor allem schonende Ressourcennutzung und Energieersparnis bringen Entwickler und Anwender dazu, vorhandene Druckluftlösungen immer weiter zu optimieren. Moderne Druckluftstationen sind umfangreiche Systeme mit Kompressoren, Kühlsystemen, Trocknern oder Filtern. Und selbst die einzelnen Komponenten haben wieder Sekundärsysteme wie zum Beispiel Lüftung oder Kühlwassersysteme. Zusätzlich werden moderne Druckluftstationen gerne in Wärmerückgewinnungsverfahren eingebunden, um einen möglichst optimalen energetischen Nutzen zu erzielen. Die Bandbreite und Anzahl der Einzelkomponenten eines kompletten Druckluftsystems kann somit recht umfangreich sein.
Bei einem solch komplexen System braucht es eine Art ordnende Hand. Hier kommen maschinenübergreifende Steuerungen wie zum Beispiel der Sigma Air Manager 4.0 ins Spiel. Sie überwachen die einzelnen Komponenten und stimmen diese optimal aufeinander ab. Sie sind diejenigen, die aus den Einzelspielern erst ein wirklich effektives Team machen, dass betriebssicher und wirtschaftlich arbeitet.
Bisher war durch ihren Einsatz auch schon einiges an Optimierung möglich. So sind übergeordnete Steuerungssysteme bereits seit einiger Zeit in der Lage, verschiedene Kompressoren mit unterschiedlichen internen Regelungen so zu optimieren, dass sie bei bester Energieausnutzung immer den benötigten und vorgegebenen Betriebsdruck liefern.
Doch gab es auch Punkte, die noch deutlich Verbesserungspotenzial in sich trugen. So bot zum Beispiel die Kommunikation zwischen Komponenten und Steuerung noch sehr viel Entwicklungs- und Verfeinerungsmöglichkeiten. Manche Kompressoren verfügen nicht über integrierte Steuerungen, die die Zustände der Kompressoren erkennen und weitergeben, sondern sind nur mit sogenannten potenzialfreien Kontakten ausgestattet, die es lediglich erlauben, den Grundzustand des Kompressors (läuft/läuft nicht) zu übermitteln.
Hinzu kommt, dass die große Bandbreite an unterschiedlichen miteinander nicht oder nur kaum kompatiblen Bussystemen, die auf dem Markt sind, es schwer macht, alle notwendigen Informationen über den Zustand der Anlagen weiterzugeben.
Zeitgemäße Bussysteme auf der Basis von Ethernet ermöglichen eine einfachere Einbindung und die Übermittlung sehr vieler Daten. Anlagen, die bereits mit modernen internen Steuerungen ausgestattet sind, greifen deshalb bereits auch auf Ethernet als Kommunikationsmittel zurück, um mit anderen Systemen vernetzt zu kommunizieren.
Das ganze System im Blick
Bei der neuesten Generation an Steuerungen handelt es sich nun um regelrechte Managementsysteme. Diese agieren genauso wie eine übergeordnete Steuerung, können aber noch viel mehr. So ermittelt der Sigma Air Manager 4.0 die Daten der angeschlossenen Komponenten und Messpunkte über Ethernet und ist in der Lage, sie ohne Einschränkungen auf ein zentrales Leitsystem zu übertragen und auszuwerten.
Die Art und Weise, mit der die Daten ermittelt werden, bietet unterschiedliche Möglichkeiten der Nutzung. Das Managementsystem optimiert das Druckluftsystem. Zum Beispiel werden die Kompressoren und Aufbereitungskomponenten immer so zu- und abgeschaltet oder laufen in Teillast, dass die Druckluftmenge und -qualität stets dem aktuellen Bedarf optimal entspricht. Natürlich unter dem Gesichtspunkt der Betriebssicherheit und Wirtschaftlichkeit.
Zusätzlich überwachen die Managementsysteme auch alle relevanten Randparameter. Wie zum Beispiel die Temperatur und die Drücke im Kompressor und bei der Druckluftaufbereitung oder die Umgebungsbedingungen. Das heißt, es kann auch überprüft werden, ob die Kühlung für die Kompressoren entsprechend arbeitet oder ob die Umgebungsbedingungen (Temperatur, Druck) den nötigen Voraussetzungen entsprechen. Wird Wärmerückgewinnung betrieben, werden auch alle hierfür relevanten Parameter mit in das Managementsystem eingebunden.
Vorausschauende Wartung
Beim reinen Betrieb der Anlage allein hört der Fortschritt allerdings nicht auf. Ein wesentlicher Punkt für eine möglichst kostengünstige Drucklufterzeugung ist auch die Wartung. Schlecht gewartete Anlagen, mit zum Beispiel verschmutzten Kühlern oder Filtern, sind auch in der spezifischen Leistung schlechter. Neue Managementsysteme ziehen deshalb auch den Parameter der Wartung schon in Betracht und beziehen diesen in die Gesamtoptimierung mit ein. Predictive Maintenanche (vorausschauende Wartung) bringt auf Dauer neben der Energie- auch eine Kostenersparnis mit sich und verbessert die Werterhaltung der Gesamtanlage. Durch die komplexere Überwachung wird auch eine Vorausschau möglich. Diese Überwachung kann sowohl firmenintern geschehen, also auch durch einen externen Dienstleister. Anbieter von Druckluftsystemlösungen ermöglichen Betreibern seit einigen Jahren die Fernüberwachung ihrer Anlagen. Dabei werden nicht nur die Betriebsparameter für die tägliche Drucklufterzeugung im Auge behalten, sondern die Anlage wird auch im Hinblick auf ein Life-Cycle-Management immer wieder überprüft. So können potenziell steigende oder auch sinkende Bedarfe frühzeitig erkannt und die Druckluftstation entsprechend optimiert werden.
Dokumentation und Management
Die Managementsysteme ermöglichen zusätzlich die Erfassung, Weiterleitung und Auswertung wichtiger Daten für die Dokumentation nach ISO 50001. Sie erfassen Daten über den Luftverbrauch oder, sofern genutzt, die Wärmerückgewinnung und rechnen sie automatisch in Kosten um,
die dann wiederum den einzelnen Positionen zugeordnet werden können. Die Nutzung dieser Funktionen, einschließlich der Visualisierung, erfolgt webbasiert mit Standardbrowsern ohne den Einsatz von Zusatzsoftware.
Smart, sicher, effizient
Managementsysteme wie zum Beispiel der Sigma Air Manager 4.0 optimieren die Druckluftversorgung. Sie benötigen keine Zusatzsoftware zur Kostenüberwachung. Dieses Managementsystem steuert nicht nur die Kompressoren gemäß Druckluftverbrauch, sondern überwacht und steuert das Gesamtsystem und seine Randsysteme unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten. Zudem verbessert es die Auswertungsmöglichkeiten der Daten und ermöglicht neben vorausschauender Wartung auch Fernüberwachung und Life-Cycle-Management. Das bringt mehr Betriebssicherheit bei genaueren Informationen über das eigene System und die Betriebskosten reduzieren sich insgesamt.
Kaeser Kompressoren SE, Coburg
Autorin: Daniela Koehler
Pressesprecherin
Kaeser Kompressoren
Autor: Gerhart Hobusch
Projektingenieur,
Kaeser Kompressoren
