Energieeffizienz in der Druckluftversorgung

Mit einem neuen Steuerungskonzept sollte bei einem weltbekannten Leuchtenhersteller an einem seiner Produktionsstandorte in Deutschland die Weichen für erhöhte Drucklufteffizienz gestellt werden.

Der Betrieb von vier bislang unabhängig betriebenen Druckluftnetzen mit Aggregaten der unterschiedlichsten Hersteller sorgte neben einer schlechten Energieeffiziens häufig auch für Ausfälle in der Produktion.

Bei der Produktion von 550.000 Leuchtstoffröhren pro Tag fallen selbst Rückschläge von 10 Minuten stark ins Gewicht. Zum Reset einer ca. 80 Meter langen Fertigungslinie gehört das Zerschlagen der Kolben, das Fahren der Maschine in die Grundstellung sowie das Vorheizen des Ofens auf Betriebstemperatur. Die Ursache dafür lag konkret in der Abschaltung einzelner Kompressoren, die ab und zu mit verstopften Filtern, Überhitzung oder mit mechanischen Schäden, bspw. der Überbeanspruchung von Getriebestufen, zu kämpfen hatten sowie in stark schwankendem Netzdruck aufgrund von Liefermengenänderungen und einem fehlenden Steuerungssystem.

Das gesamte System, bestehend aus einem 6 bar Netz welches durch Schraubenverdichter gespeist wurde sowie einem Niederdrucknetz, einem Grob und einem Feinvakuumnetz, sollten hier optimiert werden.

Das 6bar-Druckluftnetz erfüllt pneumatische Aufgaben wie das sichere Freiblasen von Brennerluftgemischen. Das Feinvakuumnetz ist dafür verantwortlich, die Kolben der Leuchtstoffröhren zu evakuieren, d. h. die enthaltene Luft abzusaugen und den vorhandenen Raum mit Edelgas zu befüllen. Das Kleingebläsenetz liefert bei einem Druck von 0,5 bar Luft, die dem Edelgas zugemischt wird, um eine heiße Flamme zu erzeugen und nachhaltig zu stabilisieren. Das Grobvakuumnetz erfüllt wichtige Handlingaufgaben im Verpackungsbereich.

Unsere Lösung

Zur Steuerung, Regelung und Überwachung konstruierten und Installierten wir ein übergeordnetes Druckluftmanagementsystem auf S7-Basis welches heute alle vier Netzte gleichzeitig überwacht und steuert.

Die über das Druckluftmanagementsystem verfügbare Anlagentransparenz kommt der vernetzten Aufgabenteilung sehr zugute. Es besteht ein ständiger Signalaustausch des Steuerungssystems mit den Kompressoren. Stör- und Fehlerumschaltungen erfolgen vollautomatisch und ohne Zeitverzögerung. Drucklufteinbrüche mit der Folge gravierender Produktionsausfälle sind auszuschließen, sofern es nicht zu einem kompletten Stromausfall kommt. Unser Druckluftmanagementsystem regelt vor allem den Lastausgleich innerhalb der Netze. Über ein zentrale Touchscreen - Panel des Systems sind sämtliche Netze grafisch dargestellt. Der jeweilige Status der Anlage ist sofort ersichtlich, sämtliche für die jeweiligen Netze relevanten Regelparameter lassen sich auf die betrieblichen Erfordernisse anpassen. Die Ausstattung mit einem Fernwartungs- und Überwachungsmodul ist besonders innerhalb der vielen Hallen des 120.000 qm großen Betriebsgeländes von großem Vorteil. Wichtige Nachrichten gelangen via SMS auf das Betriebshandy, eine schnelle und effiziente Fehleranalyse lässt sich auch jederzeit aus weiter Entfernung vom eigentlichen Bedienpanel vornehmen.

Der Kundennutzen

  • Verringerung der Vollzeitkräfte für die Bereitschaft zur Überwachung der Netze von 6 auf heute 4 Personen.
  • Energieeinsparung von durchschnittlich 30 KWh/Std. bei 144 Betriebsstunden pro Woche und 50 Wochen / Jahr (~ 216.000 kWh)
  • Verlängerte Standzeiten und Wartungsintervalle der Maschinen
  • Minimierte Produktionsausfälle
  • Gesamtbetriebskostenersparnis für den Bereich von rund 65 Prozent

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