Ausfallsicherheit und Energieeffizienz gehen Hand in Hand

cav: Herr Emde, welche Rolle spielt die Energieeffizienz bei der Optimierung der Fördertechnik und welche die Ausfallsicherheit?

Emde: Die Verfügbarkeit von Produktionsanlagen hat absolute Priorität. Stillstand per se und erst recht ungeplanter Stillstand kosten viel Geld. Glücklicherweise ist es bei der Kreiselpumpe so, dass hier keinesfalls ein Kompromiss zwischen Ausfallsicherheit und Energie-effizienz einzugehen ist. Ganz im Gegenteil. Wird die Kreiselpumpe in einem Bereich nahe ihres energetischen Optimums betrieben, so ist auch die Lebensdauer der Verschleißkomponenten Wellendichtung und Lager und damit die mittlere Betriebsdauer zwischen Ausfällen maximal. Statistisch gesehen kann die Pumpe hier also länger und bei niedrigerer Ausfallwahrscheinlichkeit betrieben werden als z. B. in extremer Teil- oder Überlast.

cav: Inwieweit kann die Produktionseffizienz insgesamt erhöht werden?

Emde: Effizienzgewinne lassen sich im Kontext von Industrie 4.0 entlang der gesamten Wertschöpfungskette erzielen. Zuverlässigkeit und Energieeffizienz der Fördertechnik helfen, die Betriebskosten zu senken. Zukünftig müssen die Maschinen jedoch außerdem noch flexibler einsetzbar sein. Die Fördertechnik ist schließlich ein wesentlicher Bestandteil von modularen Anlagenkonzepten, die eine kundenindividuelle Produktion ermöglichen. Denken wir nur an die nicht kontinuierliche Herstellung kleiner Mengen. Hier sind in besonderem Maße auch die instationären Prozessphasen zu betrachten, z. B. das Anfahren eines Batch-Prozesses. In diesen Prozessphasen lassen sich die Material- und die Energieeffizienz wesentlich steigern. Hier kann die modulare Fördertechnik einen entscheidenden Beitrag leisten, indem beispielsweise die Pumpe eine integrierte und damit dezentrale Regelung der Fluidförderaufgabe übernimmt.

cav: Welchen Beitrag leisten KSB-Produkte zur Energieeffizienz?

Emde: Wir haben bereits vor einigen Jahren erkannt, dass wir unserer Verantwortung bezüglich der Energieeffizienz nur gerecht werden, wenn wir die Herausforderung ganzheitlich angehen. Der größtmögliche Beitrag zur Energieersparnis liegt auf der Systemebene. Nicht selten finden wir bei Betrachtung des Gesamtsystems 70 % Einsparpotenzial. Daher haben wir ein Lösungsportfolio entwickelt, dass wir in fünf Bausteine unterteilt haben. Der erste betrifft die Analyse des Systems und bildet die Basis für alle Entscheidungen. Zur Analyse verwenden wir unsere pumpenintegrierte Überwachungseinheit Pumpmeter. In komplexen Anlagen sind wir mit unserem Dienstleistungsangebot System-Effizienz-Service zur Stelle. Weiter geht es dann mit der Auslegung des Gesamtsystems, insbesondere mit unserem bewährten Auslegungsprogramm Easyselect. Den dritten Baustein bilden unsere hocheffizienten Hydrauliken – Pumpen und Armaturen mit optimalen Strömungskonturen. Als Viertes sind unsere hocheffizienten Antriebe zu nennen, die wie unser Synchron-Reluktanzmotor Supreme über einen weiten Betriebsbereich hinweg höchste Wirkungsgrade aufweisen. Der fünfte Baustein beinhaltet die bedarfsgerechte Fahrweise der Pumpen mittels Drehzahlregelsystem Pumpdrive, das die Bedarfssituation erkennt und dieser mit einem geeigneten Regelkonzept begegnet.

cav: Welche Produkte bietet KSB zur Selbstdiagnose und Fernwartung?

Emde: Unsere Pumpen sind mittlerweile hydromechatronische Systeme, bestehend aus Hydraulik, Antriebstechnik, Sensorik, Elektronik und Software. Sie diagnostizieren nicht nur sich selbst, sondern auch etwaige Fehler innerhalb des hydraulischen Systems. Aus unserer Sicht ist die kleinste vorstellbare Einheit pumpenintegrierter Intelligenz unser Pumpmeter. Die Überwachungseinheit erfasst und analysiert Betriebsdaten der Pumpe, zeichnet ein Lastprofil auf und zeigt ggf. Optimierungspotenziale auf. Zahlreiche Baureihen liefern wir zudem bereits ab Werk mit unserem Drehzahlregelsystem Pumpdrive aus. Mit beiden Produkten bekommt die Pumpe eine digitale Schnittstelle, die sowohl für die Einbindung in die klassische Automatisierungswelt genutzt werden kann als auch für die Fernüberwachung. So haben wir beispielsweise die Pumpensysteme in einem der größten und modernsten Rechenzentren Europas entsprechend ausgestattet. Hier kann unser Kunde die Betriebszustände seiner Pumpen und damit die zwingend benötigte Kühlung der Server via Maintenance Cloud überwachen.

cav: Wie hat sich KSB auf das Thema Industrie 4.0 vorbereitet?

Emde: KSB ist Zeitzeuge und Gestalter der zurückliegenden drei industriellen Revolutionen. Während ich davon ausgehe, dass die Kreiselpumpe auch nach Vollzug der vierten industriellen Revolution starke Ähnlichkeit mit einer Pumpe aus heutiger Produktion hat, so wird das Produkt ein gänzlich anderes sein. Zukünftige Produkte werden einen größeren Dienstleistungsanteil aufweisen. Neue Geschäftsmodelle werden den Kunden dabei unterstützen, sich auf seine Kernaufgabe zu konzentrieren und dabei seine Wettbewerbsfähigkeit zu erhöhen. Die Entwicklung eben dieser neuen Geschäftsmodelle, Dienstleistungsangebote und Technologien hat bei uns Priorität. Aus diesem Grund hat KSB hat eine Taskforce eingesetzt, um Entwicklungsprojekte im Kontext von Industrie 4.0 zu koordinieren, zu priorisieren und auf der Roadmap zu terminieren. Da wir innerhalb dieser Projekte fokussiert und pragmatisch vorgehen, können wir bereits einige Erfolge vorweisen.

cav: Welche Einsparpotenziale über Motortechnik und Frequenzregelung hinaus ergeben sich durch eine Digitalisierung der Komponenten?

Emde: Weitere Einsparpotenziale und weiterer Kundennutzen ganz allgemein werden durch die Digitalisierung in vielfältiger Weise erschlossen. Die Digitalisierung ermöglicht neue Geschäftsmodelle, diese sind zumeist datengetrieben. Mit den durch intelligente Pumpen bereitgestellten wertigen Informationen, Funktionen und Diensten und den von anderen Komponenten bereitgestellten Daten lassen sich Prozesse energie- und gleichzeitig ressourceneffizient gestalten. Modulare Anlagenteile organisieren sich selbstständig um ihren Wartungsbedarf mit Verfügbarkeitsanforderungen an die Produktionsanlage abzugleichen. Somit wird der Anteil ungeplanter Instandsetzungsmaßnahmen reduziert. Ein von der Pumpe diagnostizierter und gemeldeter Wartungsbedarf löst eine Ersatzteilbestellung und einen Instandsetzungsauftrag via ERP-System aus. Der Instandhalter bekommt vor Ort alle relevanten Dokumente, z. B. eine Montageanleitung, auf seinem mobilen Endgerät angezeigt. Daraus resultiert eine kürzere „Mean Time To Repair“ (MTTR).

cav: Wie sind Ihre Produkte vor Manipulationen geschützt?

Emde: Dieser Punkt ist mir persönlich sehr wichtig. Schließlich steht und fällt die Akzeptanz für die Industrie 4.0 und das viel zitierte Internet der Dinge ganz wesentlich mit der Beantwortung dieser Frage. Unsere Produkte sind zunächst einmal durch ein entsprechendes Berechtigungskonzept vor unbefugtem Zugriff geschützt. Dies gilt für die Parametrierung des Produktes vor Ort, aber ebenso für den Fernzugriff. Sie können sich sicherlich vorstellen, dass die Sicherheitsanforderungen bezogen auf die Verfügbarkeit der Serverkühlung in einem Rechenzentrum außerordentlich hoch sind, insbesondere dann, wenn, wie in unserem Beispiel, in diesem Rechenzentrum geschäftskritische Daten einer Vielzahl von Großunternehmen verarbeitet werden. Darum arbeiten wir gemeinsam mit weltweit führenden Software-Unternehmen auch an der Erarbeitung entsprechender Sicherheitskonzepte.