Inno­va­ti­ves Air Manage­ment Sys­tem: Ener­gie­spar­fuchs de luxe

In allen Indus­trie­zwei­gen gehö­ren pneu­ma­ti­sche Pro­zes­se zum Stan­dard. Zugleich ver­brau­chen sie viel Ener­gie – auch weil Druck­luft häu­fig aus ver­schie­de­nen Grün­den ver­schwen­det wird. Um hier Abhil­fe zu schaf­fen und Anwen­der von wei­te­ren Vor­tei­len pro­fi­tie­ren zu las­sen, hat SMC mit dem Air Manage­ment Sys­tem in den Anschluss­grö­ßen ¼ bis 1 Zoll ein neu­es digi­ta­les Modul für das Druck­luft­ma­nage­ment ent­wi­ckelt. Mit­hil­fe der Kom­bi­na­ti­on aus Reg­ler, Hub und Abschalt­ven­til kön­nen Druck, Tem­pe­ra­tur und Durch­fluss der Luft­ver­sor­gung nicht nur über­wacht wer­den. Durch Fest­le­gung von Basis­pa­ra­me­tern lässt sich eben­falls eine vor­aus­schau­en­de War­tung und die zustands­ori­en­tier­te Über­wa­chung rea­li­sie­ren – und schließ­lich der Druck­luft­ver­brauch um bis zu 62 Pro­zent absenken.

Druck­luft ist einer der häu­figs­ten Ener­gie­trä­ger in der Indus­trie – und einer der teu­ers­ten. Denn beim Druck­luft­kom­pres­sor wer­den in der Regel vom benö­tig­ten Strom nur rund 10 Pro­zent in Form von Nutz­leis­tung in das Druck­luft­netz abge­ge­ben. Jeder Kubik­me­ter ist daher ein wert­vol­les Gut und Ver­schwen­dung ist unbe­dingt zu ver­mei­den. Unter der Prä­mis­se hat der Auto­ma­ti­sie­rungs­spe­zia­list SMC das neue Air Manage­ment Sys­tem in den Anschluss­grö­ßen ¼ bis 1 Zoll ent­wi­ckelt: Es hilft allem vor­an dabei, den Druck­luft­ver­brauch um bis zu 62 Pro­zent zu sen­ken. Dabei punk­tet das digi­ta­le Modul unter ande­rem durch die Über­wa­chung von Druck, Tem­pe­ra­tur und Durch­fluss und die pro­gram­mier­ba­re auto­ma­ti­sche Druck­re­du­zie­rung und Abschal­tung. Die Anbin­dung an über­ge­ord­ne­te Steue­run­gen kann über PROFINET oder EtherNet/IPä erfol­gen. Durch den inte­grier­ten OPC UA Ser­ver ist es zudem mög­lich, ganz ohne SPS aus­zu­kom­men und trotz­dem vom Air Manage­ment Sys­tem zu pro­fi­tie­ren. Außer­dem las­sen sich wei­te­re Sys­te­me draht­los in die Lösung ein­bin­den. Die Instal­la­ti­on gelingt somit ohne gro­ßen Auf­wand und das Sys­tem ist dadurch beson­ders ein­fach nach­rüst­bar – auch bei Brownfield-Anlagen.

Spa­ren fürs Porte­mon­naie – und das Klima

Ob ein unzu­rei­chend kon­trol­lier­ter Luft­ver­brauch, unent­deck­te Lecka­gen oder die feh­len­de Mög­lich­keit, Pro­zes­se auf Stand­by- und Abschalt­zei­ten hin zu opti­mie­ren: Alles Grün­de, die zu unnö­ti­gen Luft­ver­bräu­chen füh­ren und damit teu­er für Unter­neh­men und die Umwelt sind. Das neu entwickelte

Air Manage­ment Sys­tem, eine Kom­bi­na­ti­on aus Reg­ler, Hub und Abschalt­ven­til, löst die­se Pro­ble­me auf viel­fäl­ti­ge Wei­se und kann so zu Ein­spa­run­gen beim Druck­luft­ver­brauch von bis zu 62 Pro­zent füh­ren. Denn dank der umfas­sen­den Über­wa­chung von Druck, Tem­pe­ra­tur und Durch­fluss der Luft­ver­sor­gung las­sen sich Ano­ma­lien beim Ver­brauch schnell und exakt erken­nen und auto­ma­tisch dage­gen vorgehen.

Hin­ter­grund ist die pro­gram­mier­ba­re Druck­re­du­zie­rung bezie­hungs­wei­se von Abschalt­zei­ten, die auf vor­ein­ge­stell­ten Maschi­nen­be­din­gun­gen basiert. So kann das digi­ta­le Modul zum einen auf Abwei­chun­gen etwa mit einer Druck­ab­sen­kung auto­ma­tisch reagie­ren. Zum ande­ren las­sen sich auf Basis vor­ein­ge­stell­ter Para­me­ter auch Abschalt- und Stand­by-Zei­ten defi­nie­ren, in die der Pro­zess auto­ma­tisch wech­selt. Hier­durch wer­den deut­li­che Ener­gie­ein­spa­run­gen und zugleich Opti­mie­run­gen des Wir­kungs­gra­des von Pro­zes­sen rea­li­siert – ein kla­rer Vor­teil sowohl für die Kos­ten- als auch die Klimabilanz.

Vor­aus­schau­en­de War­tung und ein­fa­che Integration

Neben dem Luft­durch­fluss kann das Air Manage­ment Sys­tem auch Druck und Tem­pe­ra­tur über­wa­chen, wodurch eine genaue Bestim­mung von Basis­pa­ra­me­tern für Maschi­nen und Anla­gen gelingt. Mit der Zeit schaf­fen die so gesam­mel­ten hoch­auf­lö­sen­den Daten einen digi­ta­len Fin­ger­ab­druck der opti­ma­len Betriebs­be­din­gun­gen. So las­sen sich eben­falls Schwel­len­wer­te defi­nie­ren, anhand derer der Sta­tus einer Anla­ge über­prüft und bei ent­spre­chen­den Abwei­chun­gen (bei­spiels­wei­se durch Lecka­gen) War­tungs­maß­nah­men geplant bezie­hungs­wei­se ein­ge­lei­tet wer­den kön­nen. Durch den umfas­sen­den Grad an qua­li­ta­tiv hoch­wer­ti­gen Daten lässt sich eben­falls der gene­rel­le Sta­tus der Aus­rüs­tung über­wa­chen. Dadurch wer­den mög­li­che Aus­fäl­le früh­zei­tig erkannt und Anwen­der kön­nen schnell reagieren.

Auch die Inte­gra­ti­on des Air Manage­ment Sys­tems gelingt denk­bar ein­fach – selbst bei Brown­field-Anwen­dun­gen. So wird bei der draht­lo­sen Kon­struk­ti­on eine Haupt­ein­heit phy­sisch an ein Indus­tri­al-Ether­net-Netz­werk ange­schlos­sen und per Funk­si­gnal mit einer Remo­te-Ein­heit ver­bun­den. Dadurch ist weder eine auf­wen­di­ge und platz­be­an­spru­chen­de Ver­drah­tung not­wen­dig, noch wird die Luft­lei­tung durch die Instal­la­ti­on beein­träch­tigt. Die Daten­über­tra­gung, bei der sich an einem ein­zi­gen Air Manage­ment Sys­tem bis zu 10 Wire­less-Modu­le anschlie­ßen las­sen, ist zudem ver­schlüs­selt und gelingt sicher über einen Radi­us von 100 Metern. Für die Kom­mu­ni­ka­ti­on mit über­ge­ord­ne­ten Sys­te­men steht ent­we­der der offe­ne Stan­dard OPC UA zur Ver­fü­gung, für den kei­ne SPS erfor­der­lich ist, oder die Pro­to­kol­le EtherNet/IP, PROFINET. Da bei allen Air Manage­ment Sys­te­men außer­dem ein IO-Link-Mas­ter inte­griert ist, lässt sich ein zusätz­li­ches IO-Link-Device anschließen.

Dank der umfang­rei­chen Aus­stat­tung, zu der je nach Reg­ler-Aus­füh­rung auch die Schutz­art IP65 oder IP67 gehört, erhal­ten Anwen­der aus ganz unter­schied­li­chen Bran­chen eine opti­ma­le Lösung für ihr Druck­luft­ma­nage­ment, um Ener­gie, Kos­ten und schließ­lich CO2 ein­zu­spa­ren. Ganz gleich, ob es sich um die all­ge­mei­ne Fer­ti­gung, die Automobil‑, Papier- oder Nah­rungs­mit­tel­in­dus­trie, oder die Berei­che Werk­zeug­ma­schi­nen­bau, Elek­tro­nik oder Life Sci­ence handelt.