Druckluft-Managementsysteme

Kompressoren und Randparameter überwachen

Ein Druckluftmanagementsystem, das erkennt, wenn es dem Kompressor an etwas fehlt, das sieht, wann zum Beispiel die Temperatur zu hoch wird oder ob es menschlichen Eingreifens bedarf und das alles veranlasst und regelt: Übergeordnete Steuerungen spielen bei der effizienten Nutzung von Druckluftsystemen schon länger eine wichtige Rolle. Mit der nächsten Generation kommen jetzt intelligente technische Systeme auf den Markt, die die Betriebssicherheit weiter verbessern und noch mehr Kosten einsparen.

Effizienz, Zuverlässigkeit und vor allem schonende Ressourcennutzung und Energieersparnis zwingen Entwickler und Anwender dazu, vorhandene Lösungen immer weiter zu optimieren. Moderne Anlagen sind umfangreiche Systeme mit Kompressoren, Kühlsystemen, Trocknern oder Filtern. Und selbst die einzelnen Komponenten haben wieder Sekundärsysteme wie Lüftung oder Kühlwassersysteme. Zusätzlich werden moderne Druckluftstationen gern 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 ins Spiel. Sie überwachen die einzelnen Komponenten und stimmen sie optimal aufeinander ab. Sie sind diejenigen, die aus den Einzelspielern erst ein wirklich effektives Team machen, das betriebssicher und wirtschaftlich arbeitet. Bisher war durch ihren Einsatz auch schon einiges an Optimierung möglich. So sind übergeordnete Steuerungssysteme wie die SAM mit 3D-Regelung 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.

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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 Verfeinerungspotenzial. Manche Kompressoren verfügen nicht über integrierte Steuerungen, die die Zustände der Kompressoren erkennen und weitergeben, sondern sind nur mit so genannten potentialfreien 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 Bus-Systeme, 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 auf Ethernet als Kommunikationsmittel zurück, um mit anderen Systemen vernetzt zu kommunizieren. Bei der neusten Generation an Steuerungen handelt es sich nun um regelrechte Managementsysteme. Diese agieren genauso wie eine übergeordnete Steuerung, können aber noch viel mehr. Sie ermitteln die Daten der angeschlossenen Komponenten und Messpunkte über Ethernet und sind in der Lage, sie auf ein zentrales Leitsystem zu übertragen und auszuwerten. Die Art und Weise, mit der sie die Daten ermitteln, bietet unterschiedliche Möglichkeiten der Nutzung. So optimiert das Managementsystem das Druckluftsystem. So werden die Kompressoren und Aufbereitungskomponenten immer so zu- und abgeschaltet oder laufen in Teillast, dass die Druckluftmenge und -qualität immer dem aktuellen Bedarf optimal entspricht.

Randparameter im Blick

Zusätzlich überwachen die Managementsysteme auch alle relevanten Randparameter, zum Beispiel die Temperatur und die Drücke im Kompressor und bei der Druckluftaufbereitung oder die Umgebungsbedingungen. Das heißt, es lässt sich auch überprüfen, ob die Kühlung für die Kompressoren entsprechend arbeitet oder ob die Umgebungsbedingungen den nötigen Voraussetzungen entsprechen. Wird Wärmerückgewinnung betrieben, werden auch alle hierfür relevanten Parameter mit in das Managementsystem eingebunden. 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 z.B. verschmutzten Kühlern oder Filtern, sind auch in der spezifischen Leistung schlechter. Neue Managementsysteme ziehen auch den Parameter der Wartung in Betracht und beziehen diesen in die Gesamtoptimierung mit ein. Eine vorbeugende 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.

Zusätzlich zur Steuerung der Anlage selbst, ermöglichen Managementsysteme der neusten Generation die Erfassung, Weiterleitung und Auswertung wichtiger Daten für die Dokumentation nach ISO 50001. Sie erfassen Daten über den Luftverbrauch oder die Wärmerückgewinnung und rechnen sie automatisch in Kosten um, die sich dann wiederum den einzelnen Positionen zuordnen lassen. Die Nutzung dieser Funktionen, einschließlich der Visualisierung, erfolgt webbasiert mit Standardbrowsern ohne Zusatzsoftware. Doch was tun, wenn die bestehende Anlage nicht dem neusten Standard entspricht? Auch dann ist der Einsatz von Managementsystemen möglich. Denn sie erlauben die Einbindung von vorhandenen Altanlagen. jg

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