Flexibel mit der Luft umgehen

Druckluft-Managementsystem mit adaptiver 3-D-Regelung

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05.08.2011 Für möglichst niedrige Betriebskosten sollten Betreiber alle Energieverluste, die besonders bei der Steuerung mehrerer Kompressoren oder Gebläse auftreten, berücksichtigen und vermeiden. Mithilfe einer Kombination aus maschinenübergreifender Verbundsteuerung und Webserver lässt sich eine Druckluftstation steuern und überwachen.

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Mit der Drucklufterzeugung verhält es sich ähnlich wie mit dem Fußballspielen: Aufs Ganze gesehen entscheidet nicht der einzelne Kicker oder Kompressor, sondern gut aufeinander abgestimmtes Teamwork. Bei Druckluftstationen geht es nicht um den Spielerfolg auf dem Rasen, sondern im Wesentlichen um Betriebssicherheit, Druckluftverfügbarkeit und mehr denn je um Energieeffizienz. Hier setzt der auf einem leistungsfähigen Industrie-PC basierende Sigma Air Manager an. Maschinenübergreifende Verbundsteuerung und Webserver in einem, steuert und überwacht dieses Druckluft-Managementsystem nicht nur energieeffizient die komplette Station; es macht darüber hinaus aufgrund verschiedener kommunikationstechnischer Möglichkeiten wesentliche Betriebsabläufe, Energieverbrauch und Kosten transparent.

In seiner neuen Version arbeitet das System mit einer adaptiven 3-D-Regelung. Sie berücksichtigt alle bei der Steuerung von Kompressoren auftretenden, für das Optimieren der Energieeffizienz relevanten Einflussfaktoren: Erstens minimiert sie die mit Start und Stillsetzung der Kompressoren verbundenen Schaltverluste. Zweitens reduziert sie den zusätzlichen Energieaufwand für Druckflexibilität und drittens minimiert sie auch die Regelverluste in Form von Leerlauf- und FU-(Regel-)Verlusten.

Das System analysiert ständig, mit welcher Steuerstrategie sich der erforderliche Energieeinsatz minimieren lässt, und steuert die Kompressoren entsprechend. So ergibt sich selbst bei stark schwankendem Druckluftbedarf eine hohe Energieeffizienz. Als positiver Nebeneffekt verringert sich die Schalthäufigkeit, das heißt die Anzahl der Starts, Last-/Leerlauf-Umschaltungen und Stillsetzungen.

Verbesserte Druckgüte spart zusätzlich Energie ein

Die 3-D-Regelung soll außerdem die Druckgüte verbessern. Entscheidend ist dabei, dass der Bedarfsdruck, den die Druckluftanwendung vorgibt, möglichst nie unterschritten werden sollte. Ein Problem beim Einhalten des Bedarfsdrucks war bei bisherigen Steuerungsverfahren zumeist die systembedingte Reaktionsträgheit von Kompressoren und Gebläsen, speziell in Form von Wartezeiten zwischen Startsignal und Förderbeginn. Dies berücksichtigt die 3-D-Regelung durch vorausschauende Schalthandlungen, die zudem adaptiv so optimiert werden, dass der Bedarfsdruck eingehalten wird. Im Vergleich zu bisherigen Steuerungsverfahren führt das zu einer erheblichen Energieersparnis. Moderate Druckanstiege über den Bedarfsdruck hinaus sind hingegen für die meisten Anwendungen problemlos zulässig. Innerhalb dieses Druckspielraums optimiert die Regelung die Betriebsweise der Druckluftstation unter Berücksichtigung der bereits genannten drei Dimensionen der Energieeffizienz. Starke Druckanstiege über den Bedarfsdruck hinaus treten nicht auf, da diese in der Summe der drei Dimensionen nicht energieeffizient sind.

Datenvisualisierung sorgt  für Betriebs- und Kostentransparenz

Zur serienmäßigen Ausstattung gehört die Datenvisualisierung Sigma Air Control Basic. Neben Betriebs- und Energieverbrauchsdaten liefert das System auch einen detaillierten Kostenstellenbericht. Das schafft Betriebs- und Kostentransparenz und die Grundlage für umfassende Druckluft-Audits. Zum Koordinieren der Wartung lassen sich auch die Betriebsstundenzähler abrufen.

Einen besonderen Vorteil bietet die Darstellung der spezifischen Leistung aller angeschlossenen Kompressoren oder Gebläse im Vergleich zu einem Referenzwert: Damit erkennt der Betreiber auf einen Blick, ob sich das Druckluftsystem energetisch im grünen Bereich befindet.

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Heftausgabe: August 2011
Erwin Ruppelt und Michael Bahr, Kaeser Kompressoren

Über den Autor

Erwin Ruppelt und Michael Bahr, Kaeser Kompressoren

Michael Bahr

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