Gemeinsam mit unseren Kunden entwickeln wir Lösungen, die auf realen Projekten basieren. Ausgerichtet an den Zielen dieser Unternehmen, bildet unser Ansatz eine solide Grundlage für eine fortschrittliche Entwicklung in der gesamten Branche. Ein Beispiel dafür ist das neue Air Management System, das nicht nur dazu beiträgt, den bisherigen Druckluftverbrauch, um bis zu 62 % zu senken, sondern auch die Kohlendioxidemissionen reduziert, da in Zeiten mit geringem oder keinem Bedarf weniger Luft benötigt wird.
Von Dan Ives, Senior Project Engineer, European Technical Centre
JANUAR 2023
Wir arbeiten eng mit einem Blue-Chip-Unternehmen zusammen, um die hochgesteckten Ziele im Bereich Nachhaltigkeit und digitale Transformation zu erreichen. Unser Kunde benötigte eine Möglichkeit, hochauflösende Daten zur Überwachung des Luftverbrauchs (Druck, Durchfluss und Temperatur) seiner Maschinen zu generieren und gleichzeitig eine wirtschaftliche Steuerung der Druckluftversorgung sicherzustellen. Die Lösung musste sowohl für die Nachrüstung bestehender als auch für die Eingliederung neuer Maschinen geeignet sein. Weitere Anforderungen waren ein einfacher Zugang zu Daten und die unkomplizierte Inbetriebnahme. Auf Basis dieser Voraussetzungen entwickelte unser Team aus Ingenieuren das Air Management System.
Air Management System –optimieren Sie Ihr Druckluftmanagement
Förderung von Nachhaltigkeit
Eine typische Produktionslinie besteht individuell aus etwa 10 verschiedenen Maschinentypen, die mindestens 180 Flaschen pro Minute verarbeiten. Jeder Antrieb führt unter Verwendung von Druckluft verschiedene Arbeitsgänge aus wie etwa Blasen und Vakuumieren, was zu einem hohen Luftverbrauch und damit zu hohen Energiekosten führt. Die einzelnen Anwendungen sind sehr unterschiedlich, weshalb das Konzept für unser Air Management System auf universellen Maschinenzuständen wie Anhalten, Laufen, Warten und Fehler basiert. PackML (Packaging Machine Language) gilt als allgemein gültiger Standard und bietet die Definition für diese Bedingungen.
Schauen wir uns die Funktionsweise des Air Management Systems anhand eines Beispiels an: Eine Flaschenaufstell-Maschine befindet sich wegen eines Problems mit der nachgeschalteten Flaschenetikettier-Maschine im Leerlauf. Bisher war diese Applikation nicht „intelligent“ genug und verbrauchte demnach weiterhin zu viel Luft. Als Antwort hierauf überzeugt das Air Management System mit der Funktion eines „Warte“-Signals. Überschreitet das Wartesignal eine vom Kunden festgelegte Dauer, regelt das Air Management System die Maschine auf einen niedrigeren, sekundären Druck herunter, z. B. 4 bar anstelle des Primärdrucks von 7 bar. Infolgedessen verringert sich die Durchflussmenge in der Regel um mehr als die Hälfte, was zu einer drastischen Verringerung des Energieverbrauchs und der CO2-Emissionen führt. Dieses neu entwickelte System verfügt zusätzlich über ein optionales Ventil für eine Vollisolierung (Druckluftisolierung). Bei Überschreitung einer zweiten vom Kunden festgelegten Dauer kann dieselbe Maschine den unnötigen Verbrauch von Druckluft vollständig einstellen und so ihren Energiebedarf weiter senken.
Digitalisierung auf Anlagenebene
Das Air Management System wurde von uns in Bezug auf die Anschlussmöglichkeiten flexibel konstruiert: Es ist möglich, entweder eine kabelgebundene Verbindung einzurichten oder mit unserer proprietären drahtlosen Konnektivität zu einer Basiseinheit zu nutzen, die Daten von bis zu 10 Remote-Geräten sammelt. Der Kunde kann das Gerät auch an das Feldbusnetzwerk anschließen oder einfach die integrierte OPC-UA-Serverschnittstelle verwenden. Dadurch entfällt die komplexe Kommunikation mit Maschinen mit unterschiedlichen Feldbusprotokollen.
Das System ist komplett „dark factory ready“ und bietet dem Kunden die Möglichkeit einer dezentralen Steuerung und Überwachung. Neben den Energieeinsparungen bildet die Datenanalyse die Grundlage dafür, Effizienzsteigerungen und präventive Wartungsmaßnahmen festzulegen.
Unser Air Management System ermöglicht die Erfassung von hochauflösenden Daten (10 Hz) und unter Verwendung von Druckluft bildet somit Druck, Durchfluss und Temperatur jeder mit dem Produkt ausgestatteten Maschine zielgenau ab. Dieses Wissen ermöglicht es dem Kunden, seine Anlagen zu messen und zu überwachen sowie fundierte Entscheidungen über den richtigen Zeitpunkt der Maschinenwartung zu treffen. Ebenfalls können die Daten bei Bedarf auch an andere Dienste wie computergestützte Wartungsmanagementsysteme (CMMS) oder KI-Pakete für maschinelles Lernen weitergeleitet werden.
Schneller ROI
Mit unserem Air Management System sind die Einsparungen pro Eingriff in der Regel gering. Im Laufe des jährlichen Arbeitszyklus einer Maschine, multipliziert mit mehreren Maschinen und Produktionslinien, erzielte unser Kunde dennoch einen außergewöhnlich schnellen Return on Investment (ROI).
Bei allen Anwendungen, bei denen das Air Management System zum Einsatz kommt, ist der Zugriff auf die SPS der Maschine nicht erforderlich. Stattdessen arbeitet das System fast wie eine Plug-&-Play-Lösung mit jeder Anlage individuell und universell und benötigt dafür nur ein 24-VDC-Signal. Die digitale Integration ist ebenfalls einfach, da ein drahtloser Hub die Verbindung zu 10 Remote-Einheiten in einem Umkreis von 100 m ermöglicht. Dies führt zu geringeren Kosten und einem niedrigem Integrationsaufwand.
Abschließend sei gesagt, dass das Air Management System nicht nur für große OEMs geeignet ist. Dank des günstigen Preises und des schnellen ROI eignet es sich für Unternehmen jeder Größe – auch dann, wenn keine fortschrittliche digitale Architektur gegeben ist.
