Ausgangslage:
Nachhaltigkeit mit dem zugrundeliegenden Umweltgedanken haben in den letzten Jahren stark an Popularität gewonnen. Druckluft gehört zu den kostspieligsten Energieformen der industriellen Nutzung. Die Durchflussmenge wird im Unternehmen nur oberflächlich zur internen Verrechnung gemessen und ist somit für eine Leckagen Detektion unbrauchbar. Neue Technologien sind im Zuge von Industrie 4.0 im Vormarsch und versprechen effiziente Systeme zur Optimierung von Produktionsanlagen. Knowhow, wie auch das Wissen über Anwendungsvariationen fehlen im Betrieb. Nutzenüberlegungen und der Einsatz dieser Systeme sollten im Rahmen des kontinuierlichen Verbesserungsprozesses gemacht und geprüft werden. Dieses Projekt soll den Grundstein für nachhaltige Verbesserungen auf Basis der erweiterten Prozessdatenerfassung bilden und die Vision der digitalisierten Produktion vorantreiben.
Ziel:
Grundsätzlich bestand das Ziel daraus Knowhow zu generieren und einige Anwendungsvariationen im Bereich von Industrie 4.0 zu testen. Kurz gesagt: " Eine Basis für zukünftige Prozessoptimierungen zu schaffen". Dafür griffen wir das Thema "Druckluftleckagen" auf und setzen dies in den Mittelpunkt unserer Arbeit.
Spezifiziert heisst das:
- Fünf Druckluftsensoren an den Ventilinseln der "Filteranlage"
- Temperatur- und Vibrationsüberwachung eines Motors.
- Energieüberwachung der Vakuumpumpe.
- Eine SPS mit HMI zur Auswertung und Visualisierung der Prozessdaten.
- Die Erstellung einer Kosten-Nutzen-Analyse von effizienter Druckluft Leckagen Behebung.
Umsetzung
Von der Entwicklung und Konzeptionierung, der Lieferantenwahl, dem labormässigen Aufbau, der Programmierung und Konfiguration bis hin zum eigentlichen Einbau mit abschliessendem Testing, durften wir jeden Schritt selbst ausführen. Der Industriestandard der gewählten Komponenten ist zukunftsorientiert und bildet eine gute Basis für weiterführende Projekte.
Endergebnis:
Fünf IO-Link Druckluftsensoren messen den Druck, die Temperatur und den Durchfluss der entsprechenden Ventilinseln. Ein kombinierter IO-Link Vibrations- und Temperatursensor misst die Temperatur und vier Vibrationswerte, welche Aufschluss über den Zustand des Getriebes und Motors geben. Ein Energiemessgerät misst die Spannungen, die Ströme, die Leistungen, die Frequenz und den Cosinus Phi der Vakuumpumpe. Alle Daten werden via Profinet oder Modbus TCP an eine SPS kommuniziert und auf einem HMI visualisiert.
Endergebnis
Fazit:
Alle gesteckten Ziele konnten erfolgreich erfüllt und viel Knowhow erarbeitet werden. Die Auswertung der erhobenen Daten ist ein fortlaufender Prozess und wird wie die Systemintegration ins Firmennetzwerk mittelfristig erfolgen. Die Ausbaufähigkeit ist gegeben und kann kostengünstig auf weitere Anlagenteile erfolgen. Der Payback der effizienten Leckagen Behebung ist überschaubar und kleiner als erwartet ausgefallen. Dies ist vor allem auf die momentan günstigen Produktionskosten von Druckluft zurückzuführen. Unter dem Strich können jedoch Kosten reduziert, Energie gespart und somit Ressourcen geschont werden, zugleich erweitert sich das Monitoring der Prozessdaten und wichtige Erkenntnisse für zukünftige Projekte wurden gesammelt. Das ganze Wissen ist Abteilungsübergreifend nutzbar und ist somit ein grosser Mehrwehrt für den gesamten Standort Schattdorf der Dätwyler Schweiz AG.
Wenn Sie Fragen haben oder weitere Informationen wünschen, freuen wir uns auf Ihre Kontaktaufnahme.
Besten Dank für Ihr Interesse.
Daniel Infanger & Cedric Eiholzer
