Die 75 Unternehmen im Industriepark Kalle-Albert brauchen viel Druckluft. (Bilder: Infraserv Wiesbaden)
- Die in Turboverdichtern hergestellte Druckluft ist wesentlich für zahlreiche Produktionsbetriebe im Industriepark, da sie beispielsweise für die mechanische Steuerung großer Produktionsanlagen eingesetzt wird.
- Um die Kühlwasserversorgung der Verdichter jederzeit sicherzustellen, setzt der Industriepark-Betreiber Infraserv Wiesbaden auf die vorausschauende Wartung der Kühlwasser-Pumpen.
- Durch das eingesetzte Sensorik-Tool und die Zusammenarbeit mit dem Hersteller KSB ließ sich Ende 2019 bereits ein ungeplanter Ausfall einer solchen Pumpe verhindern.
Im Industriepark Kalle-Albert gehen rund 6.000 Menschen in 75 unterschiedlichen Unternehmen ihrer Arbeit nach. Für deren Versorgung mit dem unverzichtbaren Energieträger Druckluft ist die Betreibergesellschaft Infraserv Wiesbaden (ISW) zuständig. Die Druckluftversorgung ist so wesentlich, da sie beispielsweise für die mechanische Steuerung großer Produktionsanlagen zum Einsatz kommt – insbesondere auch in sensiblen Bereichen, wo aus Sicherheitsgründen eine elektrische Anlagensteuerung ausgeschlossen ist. Darüber hinaus benötigt auch die Betreibergesellschaft selbst für den Standortbetrieb große Mengen Druckluft, etwa für die Stickstofferzeugung oder die Werkstätten der Tochtergesellschaft ISW-Technik.
Vier Turboverdichter sorgen für viel Abwärme
Die Druckluftversorgung im Industriepark wird in einem speziellen Technikgebäude über insgesamt vier Turboverdichter gesteuert. Diese liefern rund um die Uhr im Durchschnitt 22.000 m³/h Druckluft mit 5 bar Überdruck – pro Jahr summiert sich dies auf etwa 200 Mio. m³. Die vier Maschinen erzeugen im Betrieb erhebliche Abwärme und sind zur Begrenzung ihrer Betriebstemperatur mit einem Kühlsystem verbunden.
Für die Kühlwasser-Versorgung der Turboverdichter kommen zwei Pumpen mit aufmontierter Überwachung zum Einsatz.
Für die Kühlwasserversorgung hat der Betreiber 2015 zwei Pumpen der Produktklasse Etanorm des Herstellers KSB installiert. Diese arbeiten im Redundanzbetrieb, das heißt, sie sind parallel geschaltet, um beim Ausfall einer Pumpe die Versorgung durch das Zweitgerät sicherzustellen. Beide Maschinen sind mit dem KSB Guard ausgestattet – einem etwa handygroßen Sensorik-Tool zur Pumpenüberwachung, die Predictive Maintenance ermöglicht. Vernetzte Sensoren überwachen Schwingung und Temperatur direkt an der Pumpe und sammeln diese Zustandsdaten. Das Tool erkennt heraufziehende Veränderungen der gesammelten Daten und meldet diese digital.
Ein praktisches Beispiel für Predictive Maintenance
Über das Tool haben sowohl die Produktionsleitung vor Ort als auch Techniker des Herstellers die Leistungs- und Zustandsdaten der Pumpen wie Temperatur, Schwingungen und Lastzustand jederzeit im Blick. Das zeigte sich auch in einem praktischen Beispiel im Oktober 2019: Dort wurde an einer der Pumpen eine Abweichung zum Normalbetrieb gemeldet. Die Spezialisten der ISW-Technik identifizierten einen sich anbahnenden Lagerschaden – eine Verschleißerscheinung, die je nach Beanspruchung der Pumpe in unterschiedlichen Zyklen einen Lageraustausch erforderlich macht.
Die Techniker waren aufgrund der Meldung in der Lage, zu unkritischen Zeiten eine gezielte Instandhaltungsmaßnahme einzuleiten. So konnte ein spontaner Ausfall der Anlage mit ungeplanten Stillstandzeiten und möglicherweise sogar weiterreichenden Betriebsschäden verhindert werden.
Vorbeugende Instandhaltung ist sicherer als Redundanz
Das Sensorik-Tool misst Zustandsdaten der Pumpe und meldet Anomalien digital.
Beim plötzlichen Ausfall der Pumpe wäre zwar die Zweitpumpe angesprungen, um die Druckluftproduktion störungsfrei aufrechtzuerhalten. Eine gezielte Maßnahme der vorausschauenden Wartung birgt dennoch enorme Vorteile gegenüber einem spontanen, nicht vorgeplanten Schadensmanagement. Insgesamt erhöht sich nicht zuletzt die Sicherheit und Verfügbarkeit der Energieversorgung im Industriepark.
Geplant ist jetzt, diese Technologie der vorausschauenden Wartung im Laufe der nächsten Monate auf die nächste Stufe der Digitalisierung zu heben: die Zustandsüberwachung soll zukünftig über die IoT-Plattform KI Konzept automatisiert erfolgen. Bereits heute ist die Verbindung zu KSB Guard technisch realisiert, und die Pumpendaten werden – neben weiteren Anlagen- und Prozessdaten – auf der IoT-Plattform permanent auf Unregelmäßigkeiten hin analysiert und der aktuelle Zustand in Echtzeit visualisiert.
Vorausschauende Wartung für Standortunternehmen und andere Anwender
Die Betreibergesellschaft ISW hat das Tool mittlerweile auch bei anderen Unternehmen im Industriepark installiert. Die Unternehmensgruppe verfolgt das Ziel, fortlaufend neue digitale Angebote für den modernen Maschinen- und Anlagenbetrieb zu entwickeln, um den Anwendern den größtmöglichen Mehrwert zu liefern. Bevorzugt geschieht diese Entwicklungsarbeit in Kollaboration mit externen Partnern, wobei die IoT-Plattform KI Konzept auch in dieser Hinsicht ganz neue Möglichkeiten eröffnet. Vom Komponentenhersteller bis hin zum Datenanalysten können darauf alle Prozessbeteiligten zusammenarbeiten.
Darstellung der Schwingungsmessung an der betroffenen Pumpe: Die grüne Kurve steht für eine Schwingung in radialer Richtung – ab Anfang November wurden hier grenzwertige Anomalien digital gemeldet.
Auch insgesamt verfolgt der Konzern unter dem Produktnamen KI Konzept seit einigen Jahren das Ziel, sich für Standort- und Mittelstandsunternehmen in der Region Rhein-Main als Pioniere der digitalen Transformation in der Instandhaltung und Prozesssteuerung zu etablieren. Auf diesem Strategiepfad in Richtung Industrie 4.0 wurden im Leistungsportfolio des Technikdienstleisters bereits erste innovative Technologien für die digitale Zustandsüberwachung (Condition Monitoring) von Maschinen und Anlagen und darauf aufsetzende, intelligente Wartungs- und Instandhaltungsprozesse – also „Smart Maintenance“ – etabliert.
Digitalisierungskonzept im Industriepark
Die vernetzte und computergesteuerte Wartung und Instandhaltung von Maschinen und Anlagen ist nur ein Beispiel für die „Digitalisierung“ im Industriepark Kalle-Albert. Die ISW-Technik will darüber hinaus auch eine beschleunigte und bessere Kommunikation mit den Standortunternehmen und anderen Anwendern erreichen. Diesen können standardisierte, grafisch aufbereitete Anlagenzustandsberichte per Mausklick übermittelt werden.
Perspektivisch geht es dann auch um die digital gestützte Optimierung von hoch-komplexen Produktionsabläufen, bei denen unterschiedlichste Komponenten und Anlagen ineinandergreifen. Durch deren digitale Vernetzung und zusätzliche smarte Algorithmen lassen sich diese Prozesse auf sogenannten IoT-Computerplattformen nachbilden und mit selbstlernender Software verbessern – „Internet of Things“ (IoT), „Künstliche Intelligenz“ (KI), „Maschine Learning“ und „Digitaler Zwilling“ sind Stichworte hierfür.
Ein erstes Pilotprojekt wird derzeit mit dem Ventilhersteller Samson im Rahmen einer strategischen Entwicklungskooperation betrieben. Dabei geht es darum, die Prozesse der biologischen Wasseraufbereitungsanlage im Industriepark Kalle-Albert hinsichtlich Effizienz und Kosten weiter zu optimieren. Ein anderes Beispiel für die Umsetzung der Digitalstrategie ist eine F&E-Kooperation des Technikdienstleisters im Industriepark mit dem Mittelstand 4.0-Kompetenzzentrum Darmstadt (Fraunhofer LBF) zur Analyse und vorausschauenden Erkennung von Rissbildungen in Maschinengehäusen.
Die größten Chemiestandorte in Deutschland
Mit 180 Hektar Gesamtfläche kommt der von Yncoris (ehemals Infraserv Knapsack) betriebene Chemiepark Knapsack auf Platz 19 des Chemiepark-Rankings deutscher Standorte. Bild: Yncoris
Der von Infraserv Gendorf betriebene Chemiepark Gendorf umfasst 197 Hektar Gesamtfläche. Bild: Chemiepark Gendorf
Als Chemie- und Industriepark sieht sich der Standort Zeitz in Ostdeutschland. Die Gesamtfläche beträgt 232 ha.Bild: Infra-Zeitz Servicegesellschaft mbH
Im Chempark Krefeld, der von Currenta betrieben wird, hat unter anderem der Kunststoffhersteller Covestro Produktionsanlagen in Betrieb. Gesamtfläche: 260 ha. (Bild: Covestro)
Solvay betreibt in Rheinberg Chlor-Vinyl-Anlagen und vermarktet die freien Flächen des Industrieparks (261 ha Gesamt, frei: 80 ha). (Bild: Solvay)
Klarer Fokus auf Petrochemie hat der Standort Gelsenkirchen-Scholven, der von Ruhröl - BP Gelsenkirchen betrieben wird. (280 ha) (Bild: BP)
Der von der BASF betriebene Standort Schwarzheide umfasst 290 ha, davon stehen 95 ha für neue Ansiedler zur Verfügung. Bild: BASF
Auch Dormagen ist ein von Currenta betriebener Chempark-Standort. Dort stehen von einer Gesamtfläche von 360 ha nur noch 25 ha für Ansiedler zur Verfügung. Bild: Covestro
Agrochemie bildet einen Fokus am Chemiestandort Piesteritz, der von SKW betrieben wird. Von 390 ha sind noch 30 für Ansiedler frei. Bild: SKW Stickstoffwerke Piesteritz
Der Industriepark Brunsbüttel ist zwar auch ein ehemaliger Bayer-Standort, wird aber nicht wie die Chempark-Standorte von Currenta betrieben, sondern vom Kunststoffhersteller Covestro. Von 420 ha sind 250 ha frei. Bild: Covestro
Infraserv Höchst betreibt mehrere Chemieparks, der größte davon ist der Standort Höchst (460 ha, 50 ha Freifläche). Bild: Infraserv Höchst
Der größte unter den von Currenta betriebenen Chempark-Standorten ist das Werksgelände in Leverkusen (480 / 30 ha). Bild: Currenta
Am Standort Lingen im Emsland wird nicht nur Chemie hergestellt, sondern wird auch Strom und Dampf aus Kernkraft produziert. Von 500 ha Gesamtfläche sind 80 verfügbar. (Bild: RWE)
Der Chemiepark Marl landet mit einer Gesamftfläche von 650 ha auf Platz 6 unseres Rankings. Bild: Evonik
Der Standort Schwarze Pumpe in der Lausitz kommt auf 720 ha, von denen 70 ha verfügbar sind. (Bild: Vattenfall)
Der Industriepark Schwedt wird von der PCK Raffinerie beherrscht, die gleichzeitig Betreiber des 800 ha umfassenden Geländes ist. Bild: Werner Weber-Fotolia
Auf Platz 3 der Chemiestandorte landet das BASF-Gelände in Ludwigshafen (1000 ha). Nach jüngster Erhebung stehen dort noch 50 ha für neue Anlagen zur Verfügung. Bild: BASF
Mit 1200 ha Gesamtfläche und noch verfügbaren 120 ha Freifläche für Neuansieldlungen steht der Chemiepark Bitterfeld-Wolfen auf Platz 2 unseres Rankings. Bild: Chemiepark Bitterfeld-Wolfen GmbH
Die Total-Raffinerie in Kombination mit dem Chemiepark-Gelände sorgen dafür, dass der Chemiestandort Leuna mit einer Gesamtfläche von 1300 ha klar auf Platz 1 landet. Bild: InfraLeuna GmbH
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