Kühlsysteme

Zu heiß geworden?

Anlagen, die ohne ausreichende Kühlleistungen betrieben werden, können ausfallen und damit erhebliche Kosten nach sich ziehen. Damit es nicht soweit kommt, ist eine präventive Wartung der Kühlgeräte unabdingbar. Intelligente Sensor- netzwerke, welche die gemessenen Werte an diesen Kühlgeräten per Funk übertragen, bieten dem Betreiber deutliche Vorteile.

Das RTT Wireless Sensor Concept von Rittal bietet dem Betreiber aufgrund der Anbindung über ein Wireless-Netzwerk eine deutlich höhere Flexibilität als fest verdrahtete Lösungen.

Wartung und Instandhaltung von Kühlgeräten erfolgt heute immer häufiger nach Bedarf und nicht in vorab festgesetzten Zeitabständen. Dabei ist es natürlich sehr wichtig, dass die Wartung zum richtigen Zeitpunkt durchgeführt wird. Einerseits sollte sie aber nicht zu früh erfolgen und damit unnötige Kosten verursachen. Andererseits ist ein Ausfall einer Anlage aufgrund zu später Wartung unbedingt zu vermeiden, da so beispielsweise erhebliche Kosten durch einen Produktionsausfall entstehen können. In vielen Fällen hilft daher eine zustandsorientierte Wartung die Kosten zu senken. Bei einem solchen Wartungskonzept geht es in der Regel darum, den richtigen Zeitpunkt für eine Wartung zu bestimmen. Um den Zustand zu ermitteln, werden heute verschiedene Sensoren eingesetzt, welche die wichtigsten Parameter erfassen können. Bei Kühlgeräten, die in industriellen Schaltanlagen sowie in Rechenzentren zum Einsatz kommen, ist die wesentliche Messgröße die Temperatur. Das Unternehmen Rittal bietet für die Überwachung der Schaltschrank-Klimatisierung verschiedene Sensoren sowie die dazu passende Hard- und Software an.

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Die Verdrahtung von Sensoren stellt bei der Installation einen nicht zu vernachlässigenden Arbeitsaufwand dar. Zusätzlich ist die Flexibilität aufgrund der fest verdrahteten Sensoren erheblich eingeschränkt. Rittal hat sich daher entschlossen, das gesamte System mit der Möglichkeit zur drahtlosen Funkübertragung zu erweitern. Die Funk-übertragung im lizenzfreien ISM-Band arbeitet bei einer Frequenz von 2,4 GHz mit einer Nutzbandbreite von 80 MHz und die Übertragung erfolgt mit einer Übertragungsrate von 1 Bit/s. Innerhalb von geschlossenen Räumen ist mit dieser Funktechnik eine Reichweite von etwa 50 Meter möglich, was für praktisch alle Anwendungen ausreichend ist. Gegebenenfalls lassen sich mit Repeatern die Reichweiten weiter ausdehnen. Da die Menge an übertragenen Daten vergleichsweise gering ist und zur Funkübertragung nur sehr wenig Energie benötigt wird, ist ein praktisch wartungsfreier Betrieb gewährleistet. Die Batterie zur Energieversorgung der Sensoren hat eine Lebensdauer von mindestens fünf Jahren.

Einfach Zustände überwachen

Das System selbst ist entsprechend robust konstruiert, denn die Hardware muss problemlos auch unter rauen Umgebungsbedingungen wie Staub, hohe Temperaturen, Feuchtigkeit und Erschütterungen laufen. Zusätzlich sind eine hohe Störfestigkeit der Datenübertragung sowie eine gute Koexistenz mit anderen Funkdiensten gefordert. Die Funkkommunikation nach IEEE 802.15.4a, die in dem neuen Wireless-System eingesetzt wird, erfüllt diese Anforderungen. Verwendet wird das so genannte CSS-Modulationsverfahren, das bereits im IEEE-Standard enthalten ist und eine extrem hohe Störfestigkeit aufweist. Dies ist gerade dann besonders wichtig, wenn mehrere Funkdienste, wie WLAN, Bluetooth etc. gleichzeitig betrieben werden.

Die Klimageräte der RTT-Serie von Rittal, die bereits über einen Comfort-Regler verfügen, lassen sich einfach per Plug & Play auf die neue Wireless-Technologie umrüsten. Dazu wird lediglich das im Klimagerät verwendete Anzeigemodul aus der Halterung gezogen und durch den neuen RTT Wireless-Controller ersetzt. Die Controller lesen die Mess- und Statusinformationen der Klimageräte aus und leiten die Daten über Funk an eine RTT Wireless I/O Unit weiter. Gleichzeitig können auch Daten von externen Funksensoren aus der Umgebung an die Wireless I/O Unit gesendet werden. An diese Unit lassen sich bis zu 32 mit einem Wireless Controller ausgestatteten Klimageräte der RTT-Serie anbinden. Von der Wireless I/O Unit werden die Daten an die so genannte Processing Unit weitergeleitet, die über einen internen Webserver verfügt, mit dem sich die Zustände der 32 angeschlossenen RTT-Klimageräte visualisieren lassen. Die Innentemperatur, die Differenz zwischen Lufteintritts- und Austrittstemperatur im Außenkreislauf des Kühlgerätes sowie Alarm- und Warnmeldungen können damit sicher überwacht werden. Die Processing Unit stellt die gemessenen Daten außerdem über Ethernet mit TCP/IP für ein übergeordnetes Überwachungssystem zur Verfügung. Die durch das System zur Verfügung gestellten Daten werden in dem übergeordneten System zentral erfasst, ausgewertet und archiviert. Damit lässt sich leicht ein Wartungssystem implementieren, das flexibel auf Zustandsänderungen der Geräte reagiert. In der Software sind dazu Werte hinterlegt, so dass Abweichungen, die einen baldigen Ausfall eines Geräts ankündigen, schnell und sicher erkannt werden. Ist eine solche Anomalie erkannt, kann das System automatisch eine Wartungs- bzw. Serviceanforderung auslösen – und dies rechtzeitig, bevor ein größerer Schaden entsteht.

In einer zukünftig geplanten Ausbaustufe des neuen Wireless-Systems wird auch eine mobile Onlinediagnose möglich sein. Dazu wird mit einem zusätzlichen Gerät – dem so genannten Mobile Connect – eine Bluetooth-Kommunikation ermöglicht. Über diese kann der Service-Techniker mit einem Bluetooth-fähigen Bediengerät direkt auf die Daten vor Ort zugreifen. Gleichzeitig ist damit eine Ortungsfunktion nutzbar, die beispielsweise in großen Anlagen hilft, schnell und sicher das richtige Klimagerät zu lokalisieren. Das Gerät stellt außerdem eine Anbindung an externe Steuerungen zur Verfügung. Mit diesem Open-Connectivity-Konzept kann zum Beispiel eine externe SPS direkt auf die Daten der Klimageräte zugreifen. Jürgen Glowick, Rittal/st

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