Startseite » Chemie » Energie »

Smarte Drucklufterzeuger

Das Zauberwort heißt Kommunikation
Smarte Drucklufterzeuger

Anzeige
Vom unvollständigen Einzelgerät geht die Entwicklung zur vollständig vernetzten Komplettstation, die Daten liefert, die überall bequem abrufbar und auswertbar sind: Industrie 4.0 hält Einzug im Gebläsebereich und bringt so höchste Energieeffizienz und Kostenersparnis.

Möglich geworden ist Industrie 4.0 im Gebläsebereich erst durch die Weiterentwicklung von ehemals sogenannten unvollständigen Maschinen (bestehend aus Verdichterblock, Kraftübertragung, Motor, Schalldämpfer sowie Ventilen, oft irgendwie an die Stromversorgung angeschlossen und kaum überwacht) hin zu vollständigen Maschinen (mit integrierter Vollüberwachung, elektrischem Leistungsteil wie zum Beispiel Frequenzumrichter und der Möglichkeit zur umfassenden Kommunikation von Betriebs- und Zustandsdaten). Dies gilt sowohl für moderne Drehkolben- als auch für Schraubengebläse.

Durch die Steuerungen und die Komplettbauweise sind diese Maschinen inzwischen auch kompatibel mit den Absichten, die sich hinter dem Begriff Industrie 4.0 verbergen. Diese auch als 4. Industrielle Revolution bezeichnete Umwälzung in der Industrieproduktion erfordert als Grundlage die Möglichkeit einer umfassenden Kommunikation von Maschine zu Maschine beziehungsweise mit einem übergeordneten Prozessleitsystem im Rahmen der fortschreitenden Vernetzung und Digitalisierung. Ziel ist eine flexiblere Ansteuerung der Maschine sowie die Diagnostik ihrer Betriebs- und Zustandsdaten in Echtzeit (sogenanntes Condition Monitoring), um einen optimalen Betrieb zu gewährleisten und vorausschauende Wartung (Predictive Maintenance) zu betreiben.
Zusätzlich zu den integrierten Gebläsesteuerungen kommen nun auch maschinenübergreifende Verbundsteuerungen auf den Markt. Diese sind bereits aus dem Bereich der industriellen Drucklufterzeugung bekannt und werden künftig auch bei Gebläsestationen ihren Einsatz finden.
Sicher, kostengünstig, effizient
Letztendlich ist für den Betreiber einer Gebläsestation in der chemischen Industrie nicht nur ein störungsfreier Betrieb interessant, sondern es geht darum, die Prozessluftversorgung langfristig sicher und effizient am Laufen zu halten bei gleichzeitig möglichst geringen Kosten. Nicht nur die Höhe der Energiekosten spielt dabei eine Rolle. Schäden am Gebläse, die durch mangelnde Wartung oder Überlastung zustande kommen, haben häufig finanzielle Folgen, die sich leicht auf viele Tausend Euro summieren.
Oftmals ist trotz des technischen Fortschritts, der in den letzten Jahren erzielt wurde, der Status Quo in Gebläsestationen auch heute noch alles andere als automatisiert und flexibel anpassbar. Nach wie vor versorgen eine Vielzahl von Gebläsen Prozesse – wie zum Beispiel den Transport von Pulvern – mit Druckluft, ohne nennenswert überwacht zu sein. Der Zustand von Ansaugfiltern in den Gebläsen, der Getriebeölstand, Betriebsdruck und eventuell auch die Verdichtungsendtemperatur werden bestenfalls in turnusgemäßen Rundgängen vom Wartungspersonal visuell erfasst und protokolliert.
Gleichzeitig steht immer weniger Personal oder Fachwissen über Drucklufttechnik vor Ort zur Verfügung. Der Ansatz von Industrie 4.0, eine nahezu vollständige und automatische Überwachung möglichst von einem zentralen und leicht zugänglichen Ort aus zu liefern, bietet daher viele Möglichkeiten bestehende und auch neue Stationen im Hinblick auf Energie- und Lebenszykluskosten zu optimieren.
Steuerungen sind der Schlüsselfaktor
Moderne Drehkolben- und Schraubengebläse sind inzwischen so ausgerüstet, dass sie die Voraussetzungen für Industrie-4.0-Dienstleistungen erfüllen können. Vorausgesetzt es handelt sich um Komplettsyteme, wie sie bereits eingangs erwähnt wurden. Integrierte Steuerungen ermöglichen es, dass eine Vielzahl von Informationen über den Betriebs- und Wartungszustand des Gebläses in eine Richtung ausgelesen werden können und umgekehrt das Gebläse in die andere Richtung ferngesteuert (Start-Stopp, Drehzahl, Druck) werden kann – idealerweise mit nur einem Kabel, dem Datenbuskabel.
Als Analogwerte können beispielsweise in Echtzeit ausgelesen werden: der Ansaug-, End- und Differenzdruck, die Ansaug-, End-, Öl- und Schallhaubeninnentemperatur, der Druckabfall am Ansaugfilter, am Frequenzumrichter die Gebläse-Drehzahl und Stromaufnahme sowie Umrichter- und Zwischenkreisspannung. Überwacht werden Temperatur und Stromaufnahme der Motoren, Öl-Niveau, Temperaturen auf Platinen der Leistungselektrik und vieles mehr.
Jedem dieser Werte sind Schwellwerte für die Meldung einer Warnung und Störung hinterlegt, die auch in das Prozessleitsystem des chemischen Betriebs mittels Busprotokoll implementiert werden können und so die Möglichkeit für eine bequeme und einfache Überwachung bieten. Hinzu kommen noch Zähler für die Betriebsstunden der Maschine und deren Einzelkomponenten wie zum Beispiel Gebläseblock, Motor, Steuerung, Leistungsteil, Wartungsteile usw. Den Wartungsteilen wie zum Beispiel Ansaugfilter, Öl, Keilriemen etc. sind auch Zeitintervalle hinterlegt, die nach Ablauf eine Wartungsmeldung generieren. Zustandsgrößen wie zum Beispiel Maschine aus, startbereit, Betrieb und Störung liegen ebenfalls auf dem Prozessabbild.
Mehr als nur Information
Im Falle der Schüttgutförderung kann die Information über einen plötzlichen Druckanstieg am Gebläse dazu dienen, der Gefahr einer Pfropfenbildung durch kurzzeitige Reduzierung der aufgegebenen Schüttgutmenge entgegenzuwirken. Umgekehrt kann die Leitwarte die Maschine in den gewünschten Betriebszustand versetzen und diverse Steuer- und Regelarten an- und abwählen.
Die Vorgabe einer externen Solldrehzahl für das Gebläse ist genauso möglich im Rahmen einer Ferndrehzahlsteuerung wie auch die Regelung von Prozessgrößen wie zum Beispiel Enddruck, Sauerstoffgehalt in Flüssigkeiten oder Verbrennungsluft mit Vorgabe des jeweiligen Soll- und gegebenenfalls auch externen Istwertes für die Regelung, da moderne Gebläsesteuerungen auch über einen integrierten, leicht parametrierbaren PI-Regler verfügen.
Die übergeordnete Verbundsteuerung sorgt dann später dafür, dass zum einen die Gebläse untereinander optimal aufeinander abgestimmt arbeiten, zum anderen gibt sie die Daten zu Analysezwecken weiter. Kommt es dennoch zu einer Störung, so lässt sich aus der gesammelten Datenhistorie, Ursachenforschung betreiben, um künftigen Störfällen vorzubeugen.
Als weiteren Vorteil bietet der Trend von unfertigen Maschinen, also Teilkomponenten, hin zu vollständigen, betriebsfertigen, smarten und kommunikativen Maschinen, den Vorteil der Rechtssicherheit. Wurden in der Vergangenheit Maschinenteilkomponenten vor Ort zu einer vollständigen, betriebsfertigen Maschine zusammengeführt und in Betrieb genommen, so fordert die Europäische Maschinenrichtlinie 2006/42/EG inzwischen ein Konformitätsbewertungsverfahren als Basis für die CE-Kennzeichnung des fertigen, kompletten Produktes. Derjenige, der die unfertigen Teilkomponenten am Ende komplettiert, begibt sich im Grunde in die Rolle des Maschinenherstellers mitsamt notwendiger Risikoanalyse, Dokumentation der ergriffenen mechanischen und elektrischen Schutzmaßnahmen und hat die Niederspannungsrichtlinie, die Richtlinie zur elektromagnetischen Verträglichkeit und noch einige mehr, wie zum Beispiel die Betriebssicherheitsverordnung, zu beachten.
Smarter im Sinne von Industrie 4.0 und der ganzheitlichen Betrachtung von Anlagen ist es, den Aufwand für die Planung, Dokumentation, Messung und Zertifizierung von Teilsystemen gering zu halten, um sich stattdessen auf die geschickte Vernetzung bereits fertiger Systeme, deren Datenerfassung und logische Auswertung zu konzentrieren. Dann kann der Betreiber sich sicher sein, den notwendigen Überblick zu haben, um die Prozesse sicher und wirtschaftlich am Laufen zu halten.

Marcus Jungkunst Daniela Koehler
Produktsupport,
Kaeser Kompressoren
Pressesprecherin,
Kaeser Kompressoren
Anzeige
Schlagzeilen
Newsletter

Jetzt unseren Newsletter abonnieren

cav-Produktreport

Für Sie zusammengestellt

Webinare & Webcasts

Technisches Wissen aus erster Hand

Whitepaper

Hier finden Sie aktuelle Whitepaper

Top-Thema: Instandhaltung 4.0

Lösungen für Chemie, Pharma und Food

Pharma-Lexikon

Online Lexikon für Pharma-Technologie

Prozesstechnik-Videos

Hier finden Sie alle aktuellen Videos

phpro-Expertenmeinung

Pharma-Experten geben Auskunft

Prozesstechnik-Kalender

Alle Termine auf einen Blick

Anzeige
Anzeige

Industrie.de Infoservice
Vielen Dank für Ihre Bestellung!
Sie erhalten in Kürze eine Bestätigung per E-Mail.
Von Ihnen ausgesucht:
Weitere Informationen gewünscht?
Einfach neue Dokumente auswählen
und zuletzt Adresse eingeben.
Wie funktioniert der Industrie.de Infoservice?
Zur Hilfeseite »
Ihre Adresse:














Die Konradin Verlag Robert Kohlhammer GmbH erhebt, verarbeitet und nutzt die Daten, die der Nutzer bei der Registrierung zum Industrie.de Infoservice freiwillig zur Verfügung stellt, zum Zwecke der Erfüllung dieses Nutzungsverhältnisses. Der Nutzer erhält damit Zugang zu den Dokumenten des Industrie.de Infoservice.
AGB
datenschutz-online@konradin.de