4 IoT-Anwendungen in der Druckluftindustrie

Smarte Technologie bringt mehr Funktionalität für Industrieanlagen – wie „intelligentes“ Maschinenmanagement und vorausschauende Wartung. Für Drucklufthersteller, die zusätzliche Funktionalität wünschen, können diese IoT-Anwendungen einen großen positiven Einfluss auf Leistung, Wartungskosten und Energieverbrauch haben.

Industrie 4.0-Technologie hat einen großen Einfluss auf die Druckluftindustrie. Internet of Things (IoT)-Geräte haben bisher den größten Einfluss. Sie bieten Fachleuten optimierte Wartungsstrategien, die es ihnen ermöglichen, die Leistung zu verbessern, Wartungskosten zu senken und den Energieverbrauch zu optimieren.

Welche IoT-Anwendungen nutzen derzeit Drucklufthersteller und wie wird sich die Branche in den nächsten Jahren entwickeln?

1. Vorausschauende Wartung

Vorausschauende Wartung, wahrscheinlich eine der beliebtesten Anwendungen industrieller IoT-Geräte, verwendet mit dem Internet verbundene Sensoren, um die Geräteleistung zu überwachen. Nach dem Erstellen einer Grundlinie der Geräteleistung können diese Sensoren Baustellenmitarbeiter warnen, wenn sich eine Maschine außerhalb der typischen Parameter verhält, ungewöhnlich ist oder auf eine Weise signalisiert, dass eine Maschine kurz vor dem Ausfall steht.

Einige Systeme sind möglicherweise auch in der Lage, eine fehlerhafte Maschine aus der Ferne abzuschalten, um größere Schäden oder Ausfälle zu verhindern. Der Predictive-Maintenance-Ansatz kann deutlich kostengünstiger sein als eine vergleichbare präventive Wartungsstrategie. IoT-Leistungssensoren erkennen Probleme, die zwischen regelmäßigen Wartungsprüfungen auftreten, und helfen Vorgesetzten, Probleme zu vermeiden, die bei regelmäßigen Prüfungen nicht aufgedeckt worden wären.

Die vorausschauende Wartung kann Technikern auch dabei helfen, Probleme früher zu erkennen, als dies sonst der Fall wäre, und so frühere Reparaturen, Aufarbeitungen und Austauschvorgänge ermöglichen, die dazu beitragen können, die Wartungskosten später zu senken.

Ein Whitepaper von Intel über die Verwendung von IoT für die vorausschauende Wartung von Luftkompressoren ergab, dass die Technologie einen erheblichen Einfluss auf Ausfallzeiten und Energieverbrauch hat. Dem Bericht zufolge konnte der Luftkompressorhersteller Fusheng mit einer IoT-Überwachungslösung die First-Time-Fix-Rate um 20 % verbessern und die Ausfallzeit um 25 % verringern.

Fushengs besonderer Ansatz nutzte vier verschiedene Arten von Sensoren zur Überwachung des Abgasdrucks, der Abgastemperatur, der Öltemperatur und des Öldrucks. Die Sensoren lieferten über eine speicherprogrammierbare Steuerung Informationen an ein Analysemodell.

Wenn das Analysemodell feststellte, dass ein Betriebsparameter ein abnormales Verhalten anzeigte, wurde eine E-Mail-Benachrichtigung an das Wartungspersonal gesendet, sodass es schnell handeln konnte, um die Gerätefunktionen zu verwalten und Schäden zu vermeiden.

Dieser Ansatz könnte mit zusätzlichen IoT-Sensoren ausgebaut werden, die Prozessstörungen erkennen können. Ein Gerät, das beispielsweise Feuchtigkeit verfolgt, könnte Kondensatbildung erkennen, die andere Sensoren stören und zu Rohrkorrosion führen kann.

Dieser Ansatz birgt Risiken. KI-gestützte vorausschauende Wartung wird beispielsweise einen Black-Box-Algorithmus schaffen, der schwierig zu verwalten und zu warten sein kann. Die vorausschauende Wartung ist jedoch eine der effektivsten Anwendungen der IoT-Datenerfassung und Datenanalyse und bietet erhebliche Vorteile für Hersteller und Endbenutzer von Luftkompressoren.

2. Energieeinsparungen durch Leistungsoptimierung

Die Verbrauchsüberwachung ist eine kundenseitige Anwendung von IoT in der Druckluft. Einrichtungen verwenden IoT-Geräte, um den Energieverbrauch der Luftkompressoren am Standort zu überwachen und eine Luftbedarfsanalyse (ADA) durchzuführen. Dadurch erhalten sie ein genaueres Bild davon, wie viel Druckluft sie wirklich benötigen – und weniger Abfall.

Da IoT-Sensoren bereits Energie verfolgen und Daten als Teil einer vorausschauenden Wartungsstrategie verwenden, können diese Energie- und Bedarfsverfolgungslösungen einfach auf der bestehenden IoT-Infrastruktur implementiert werden.

IoT-gestützte Verlustreduzierung kann auch dazu beitragen, Abfall zu reduzieren und die Energieeffizienz zu verbessern. Im Durchschnitt verschwinden bis zu 30 % der von Industriekompressoren erzeugten Druckluft aufgrund von Leckagen im Versorgungsnetz. Ultraschallsensoren, die in der Nähe von Rohren und häufigen Leckstellen eingesetzt werden, könnten Druckluftlecks automatisch erkennen.

Diese Daten helfen beim Energiemanagement der gesamten Anlage und können Endnutzern dabei helfen, Beziehungen zwischen Betriebsvariablen und Energieverbrauch zu erkennen. Hersteller können Leistungsdaten auch bei der Konstruktion zukünftiger Luftkompressoren verwenden.

Der Intel-Bericht über die Anwendung der IoT-Technologie von Fusheng stellte auch fest, dass das IoT-Luftkompressormanagement erhebliche Energieeinsparungen erzielen könnte, als Ergebnis von reduzierten Ausfallzeiten und Wartungs- und Betriebsänderungen, die es Endbenutzern ermöglichen, die Leistung von Luftkompressoren zu verbessern.

3. Fernverwaltung und Automatisierung von Luftkompressoren

IoT-Geräte können Herstellern und Endbenutzern auch dabei helfen, fernüberwachte und -gesteuerte Systeme zu erstellen, sodass Standortmanager Luftkompressoren umschalten oder Kompressoreinstellungen ändern können, ohne vor Ort sein zu müssen.

Der Fernzugriff kann als eigenständige Funktion einer IoT-Flotte funktionieren oder als Teil eines komplexeren Mehrzweck-Standortüberwachungssystems existieren. Häufig ist der Fernzugriff Teil eines Fernüberwachungssystems, das auch als vorausschauende Wartungslösung fungieren kann.

Mit diesen Geräten ist es auch möglich, sich über Wi-Fi oder ein Mobilfunknetz mit dem Internet zu verbinden, was den Bedarf an kabelgebundenen Verbindungen reduziert und dazu beiträgt, eine Remote-Facility-Management-Lösung flexibler zu gestalten. Diese Systeme bieten dem Baustellenpersonal die Fernsteuerung eines Systems und ermöglichen es Technikern oder Managern, die Leistung eines Luftkompressors zu überprüfen, ohne vor Ort sein zu müssen.

Einige hochentwickelte Systeme sind möglicherweise in der Lage, die Luftkompressoren und die zugehörigen Maschinen oder Geräte eines Standorts nahezu vollständig zu automatisieren. Diese Systeme können auch dabei helfen, Luftkompressoren mit anderen intelligenten Systemen vor Ort zu koordinieren – wie Robotik- und Facility-Management-Lösungen.

Diese Systeme können in einer Welt nach der Pandemie besonders wertvoll sein, in der Endbenutzer auf eine Krise vorbereitet sein möchten, die Arbeiter oder Vorgesetzte daran hindern könnte, einen Standort persönlich zu besuchen.

4. Sofortige Serviceinformationen

Für den Fall, dass ein Luftkompressor ausfällt oder gewartet werden muss, können IoT-Überwachungssensoren einem Techniker Echtzeitinformationen über diesen Luftkompressor liefern. Wenn beispielsweise ein vorausschauendes Wartungssystem kritische Betriebsdaten für einen bestimmten Kompressor überwacht – wie den Druck und die Temperatur des Ölfasses eines Luftkompressors – kann es einem Techniker Hinweise darauf geben, was ein bestimmtes Problem verursacht, bevor er eintrifft.

Dies kann dem Techniker eine bessere Vorstellung davon geben, was das Problem verursacht haben könnte, und es ihm ermöglichen, die richtigen Werkzeuge zu besorgen oder Ersatzteile zu bringen, wodurch die Zeit minimiert wird, die zum Abschließen einer Serviceanfrage benötigt wird.

Beispielsweise können schnell fallende Druckdaten das Personal vor Ort auf ein Luftleck aufmerksam machen. Weitere Informationen von einem Ultraschallsensor können einem Techniker helfen, den Ort des Lecks zu lokalisieren, ohne vor Ort sein zu müssen. Wenn Luft aus einem defekten Tankventil austritt, kann der Techniker ein Ersatzventil mitbringen oder eines bestellen, bevor er überhaupt in der Einrichtung ankommt.

In einigen Fällen können diese zusätzlichen Informationen es einem Techniker sogar ermöglichen, Mitarbeiter vor Ort mit telefonischem Support durch den Reparaturprozess zu führen – wodurch Ausfallzeiten reduziert und die Notwendigkeit eines persönlichen Wartungsanrufs beseitigt werden. In Kombination mit dem richtigen Wartungsansatz können diese Serviceinformationen dazu beitragen, die für Reparaturen benötigte Zeit zu verkürzen und Ausfallzeiten und Abfall weiter zu reduzieren.

Wie die Druckluftindustrie das IoT nutzt

Mit dem Internet verbundene Sensoren und Smart-Facility-Management-Technologien haben einen großen Einfluss auf die Industrie insgesamt.

Für Hersteller und Endbenutzer von Luftkompressoren ist die IoT-Technologie auf verschiedene Weise nützlich. Fernüberwachung und vorausschauende Wartung tragen beide dazu bei, Ausfallzeiten zu reduzieren und die Maschinenleistung zu verbessern – wodurch möglicherweise Abfall und Wartungskosten reduziert werden.

Die Analyse der von IoT-Geräten gesammelten Daten kann Herstellern auch beim Designprozess helfen oder eine effektivere Verwaltung von Luftkompressoren ermöglichen.