IoT & Industry 4.0 nutzen, um Druckluftsysteme zu optimieren

In Fabriken, Verarbeitungsanlagen und anderswo: Wenn der Druckluftstrom stoppt, steht alles still. Aktuatoren und pneumatische Werkzeuge funktionieren nicht, Förderbänder bewegen kein Pulver, Sprühgeräte können keine Beschichtungen auftragen. Das stellt die für das Druckluftsystem verantwortliche Person in den Mittelpunkt des Geschehens – was meist wenig Spaß macht.

IoT und Industry 4.0 sollten hier Abhilfe schaffen. Sie sollten auch helfen, Energiekosten zu senken und Wartung effektiver zu gestalten. Hier ist ihre Relevanz für die Luftkompressor-Installation.

IoT und Industry 4.0 verstehen

Beim IoT geht es um den Einsatz „intelligenter“ Sensoren, die ihre gesammelten Daten kommunizieren können. Zuhause gibt es „intelligente“ Thermostate und Türklingeln. In der Fabrik messen und melden „intelligente“ Durchflussmesser und Temperatursensoren. Es gibt auch „intelligente“ Aktuatoren und Steuerungen, die auf Signale oder Anfragen hin Aktionen ausführen. Einen Überblick bietet „How the Industrial Internet of Things Enhances Compressed Air Systems“.

Industry 4.0, kurz für die vierte industrielle Revolution, fügt fortschrittliche Analysetools hinzu, die Sinn in die gesammelten Daten bringen. Diese Tools laufen auf kleinen Computern an den überwachten Geräten, auf Desktop-PCs und für massive Rechenleistung auf Servern „in der Cloud“.

Die Herausforderung beim Management von Druckluftsystemen

Die Erzeugung und Verteilung von Druckluft ist komplex. Viele Faktoren können sich sowohl auf der Eingangs- als auch auf der Nachfrageseite ändern. Umgebungstemperatur und Luftfeuchtigkeit schwanken im Tagesverlauf. Staub und Pollen beeinflussen die Filtereffizienz. Selbst die Spannungsversorgung kann innerhalb der Toleranzen schwanken.

Der Luftverbrauch ist selten konstant. Die Nachfrage steigt und fällt mit Änderungen im Produktionsplan. Personalstärke beeinflusst, welche Geräte laufen. Pausen, Schichtwechsel und andere Stillstände können plötzliche Nachfragerückgänge verursachen.

Zudem benötigen Druckluftgeräte häufige Inspektionen und regelmäßige Wartung. Kondensatableiter müssen entleert, Filter gewechselt und Riemen ersetzt werden. Werden diese Maßnahmen ausgelassen, steigt die Ausfallwahrscheinlichkeit dramatisch.

Um diesen Herausforderungen zu begegnen, haben neuere Luftkompressor-Installationen in den letzten Jahren erheblich an Instrumentierung gewonnen. Druck, Durchfluss, Taupunkte, elektrische Leistung, Trocknerbetrieb und Kondensatableiter sind nur einige der gemessenen Parameter oder überwachten Geräte.

Das verbessert Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit. Warnsignale melden, wann Aufmerksamkeit nötig ist, und Kompressoren können abschalten, bevor Schäden entstehen. Frequenzumrichter verbessern die Kompressoreffizienz, und Durchflussmessungen identifizieren Lecks und andere Probleme. Man kann sagen, dass moderne Druckluftsysteme zuverlässiger und effizienter sind als je zuvor. Was können IoT und Industry 4.0 also zusätzlich beitragen?

IoT und Industry 4.0 auf Ihre Luftkompressor-Installation anwenden

Es gibt Vorteile in vier Bereichen:

• Fernüberwachung und -steuerung
• Datenerfassung
• Predictive Maintenance (vorausschauende Wartung)
• Optimierter Energieverbrauch

Sobald Druckluftsystem-Informationen über das Internet verfügbar sind, müssen die Verantwortlichen nicht mehr vor Ort sein. Sie können Alarme per SMS oder E-Mail erhalten, sich auf Tablet oder Laptop einloggen, um den Status zu prüfen, und Befehle über dieselbe Schnittstelle senden.

Verbesserung beginnt mit Messung, doch historisch hatten Nutzer sehr wenig Informationen darüber, wie ihre Druckluftsysteme tatsächlich laufen. IoT-Geräte können umfassende Historien zu jedem Aspekt des Systembetriebs erstellen – von Druckabfällen über Filter bis zu Motortemperaturen. Solche Daten sind der Schlüssel zu effektiven Entscheidungen.

Predictive Maintenance ersetzt die planmäßige Wartung, die oft die falschen Dinge tut oder Dinge öfter als nötig tut, durch eine Art „bedarfsorientierte“ Wartung. Bei der vorausschauenden Wartung überwacht Software das Alter, die Betriebsstunden und den Zustand jeder Komponente im System. Werden Veränderungen erkannt, werden Trends analysiert, um den optimalen Zeitpunkt für Austausch oder Überholung zu bestimmen. So werden Arbeiten geplant, um Kosten und Produktionsauswirkungen zu minimieren, anstatt Stillstände zu planen und trotzdem auf Ausfälle zu reagieren.

Der vierte Vorteilsbereich ist der optimierte Energieverbrauch. Wenn der Druckluftbedarf konstant ist, ist es relativ einfach, den Energieverbrauch zu minimieren. Bei schwankender Nachfrage wird dies deutlich schwieriger, aber es ist eine gute Aufgabe für einen „intelligenten“ Controller.

Durch Kombination von historischem Wissen über Muster mit Informationen zum aktuellen Bedarf kann ein „intelligenter“ Druckluftsystem-Controller entscheiden, ob Luft in einem Behälter gespeichert werden soll oder ob Kompressor(en) ein-, ausgeschaltet oder gedrosselt werden sollen. (Menschen könnten diese Entscheidungen auch treffen, aber nicht mit der gleichen Geschwindigkeit wie ein automatisiertes System, und es wäre ein Vollzeitjob.) Das Ergebnis ist eine wirklich optimierte Energieeffizienz.

Die Last reduzieren

Selbst wenn Kompressoren reibungslos laufen und jeder Nutzer die benötigte Luft erhält, besteht weiterhin Druck, es besser zu machen. Energiekosten sind immer zu hoch und zu viel wird für Wartung ausgegeben.

Die Anwendung von IoT- und Industry-4.0-Technologien auf Ihre Luftkompressor-Installation hilft, diese Herausforderungen zu meistern. Mehr Daten plus bessere Analysefähigkeiten führen zu schnelleren und besseren Entscheidungen. So verbessern Branchenführer die Verfügbarkeit und Qualität von Druckluft, während sie weniger für Wartung ausgeben und ihre Energierechnungen senken. Wenn das interessant klingt, sprechen Sie mit JH Foster. Wir erklären, was verfügbar ist, um zu helfen, und was Sie tun müssen.