Wie können Automatisierer KI-Modelle intuitiv entwickeln und in die Steuerung integrieren? Wie lässt sich überschüssige Energie im Antriebsverbund wieder...
Thomas Preuß: Atlas Copco bringt jetzt unter dem Namen Optimizer 4.0 eine neue Steuerung auf den Markt. Was war der Anlass hierfür?
Karsten Decker: Früher standen für unsere Kunden vor allem Betriebssicherheit, Effizienz und die gleichmäßige Auslastung der Kompressoren im Vordergrund. Das alles gilt zwar auch heute noch; darüber hinaus aber müssen sie nachweisen, dass ihr Unternehmen den Standard für ein Energiemanagement nach ISO 50001 erfüllt. Und dafür wollen sich die Anwender jederzeit selbst ein Bild von der Auslastung der Anlage und ihrer Energieeffizienz machen können. Und sie brauchen zum Teil mehr Schnittstellen für die Konnektivität. Der Optimizer 4.0 bietet jetzt neben den klassischen Schnittstellen wie Profibus DP und Modbus RTU zusätzlich Modbus TCP/IP, Ethernet IP und Profinet. Diese sind etabliert und heute Standard.
Preuß: Es geht also vor allem um besseren Datenfluss und bessere Visualisierung?
Decker: Jederzeit Zugriff auf die Daten zu haben und sie von jedem internetfähigen Gerät der Welt über einen Webbrowser anschauen zu können, ist der wichtigste Punkt. Allein mit dem Druckluftmanagement per Optimizer kann man zum Beispiel 5 bis 7 % Energie einsparen – etwa durch eine Senkung des Druckbands. Eine solche Effizienzsteigerung soll visualisiert werden können – nicht nur an der Steuerung selbst. Der Anwender möchte Datentabellen oder grafische Darstellungen in das eigene System importieren können. Und zwar ohne, dass die Daten vorher die Firma verlassen, um auf externen Servern entsprechend aufbereitet zu werden. Genau an diesem Punkt sind viele Kunden empfindlich. Unsere neue Steuerung speichert die Daten direkt vor Ort, der Kunde kann ohne externe Umwege direkt zugreifen.
Preuß: Welche Daten möchten die Anwender denn konkret abrufen und wofür benötigen sie diese?
Decker: Unsere Kunden wollen die Auslastung der Kompressoren analysieren: Arbeiten alle im optimalen Bereich, auch wenn der Luftbedarf schwankt? Den meisten Kunden ist das vor allem kurz vor einem Energieaudit wichtig. In das Energiemanagementsystem werden Verbrauchswerte übernommen, wie etwa der Volumenstrom in Kubikmetern pro Stunde oder die spezifische Leistung. Diese sogenannte Druckluftkennzahl, die mir sagt, wie viele Kilowattstunden mich ein Normkubikmeter Druckluft kostet, kann ich jetzt auch direkt am Optimizer ablesen. Anhand dieses Wertes kann etwa der Betriebsleiter auf einen Blick erkennen, ob alles in Ordnung ist. Die Daten können als Exceldatei oder als Bilder im JPG- oder BMP-Format eins zu eins ins Energiemanagementsystem importiert werden.
Mit Hilfe der neuen Steuerung kann der Anwender aber auch analysieren, wie sich zum Beispiel Änderungen in der Produktion auf den Energieverbrauch auswirken. ISO 50001 bedeutet ja auch, dass Unternehmen bei der Energieeffizienz immer besser werden – das ist ein kontinuierlicher Prozess.
Preuß: Ihre neue Steuerung trägt das derzeit oft zitierte „4.0“ im Namen. Was bedeutet das in diesem Zusammenhang?
Decker: Industrie 4.0 bedeutet beim Optimizer: Wir können Daten sammeln, diese aufbereiten und entsprechende Maßnahmen ableiten, um die Prozesse zu optimieren. In Verbindung mit unserer Fernüberwachungs-Software Smartlink werden als Maßnahmen etwa Nachrichten über Störungen im System an den Kunden oder direkt an uns geschickt. Wenn zum Beispiel ein definierter Drucktaupunkt nicht eingehalten wird, müssen wir nicht warten, bis eine Störung passiert ist, sondern können uns proaktiv kümmern und Probleme verhindern. In unserem Werk in Antwerpen gibt es einen sogenannten Diagnostic Room, in dem sich Techniker und Ingenieure alle über Smartlink gesendeten Daten von Maschinen anschauen können, für die der Kunde mit uns einen Servicevertrag vereinbart hat. Wenn Unregelmäßigkeiten auftauchen, wie etwa ein häufiger Temperaturanstieg, informieren diese das jeweilige Kundenzentrum, damit jemand vor Ort beim Kunden nachschaut, was das Problem verursacht. Der große Vorteil für den Kunden ist, dass durch das frühe Eingreifen Betriebsausfälle sowie langwierigere Reparaturen verhindert werden.
Preuß: Für welche Druckluftstationen ist der Optimizer 4.0 sinnvoll?
Decker: Er eignet sich für Stationen ab zwei bis drei Kompressoren und mindestens 100 kW Leistung. Darunter empfehlen wir ihn nicht, weil die Energieeinsparung nicht so groß ist, dass sich die Investition schnell amortisiert. Für kleinere Stationen passt dann zum Beispiel eher eine ES 6, die aber nur die Reihenfolge der Kompressoren vorgeben kann. Die neue Steuerung regelt dagegen volumenstromabhängig. Das heißt, sie ermittelt in Abhängigkeit vom Volumenstrom, welcher Kompressor zum jeweiligen Zeitpunkt am effizientesten arbeitet. Dafür geben wir der Steuerung die Kennlinien aller Maschinen vor, auch diejenigen von Fremdkompressoren.
Preuß: Verstehen wir das richtig? Der Optimizer regelt auch Fremdkompressoren? Jeglicher Art?
Decker: In der Tat. Durch den zusätzlichen Einsatz eines Competitor-Moduls. Das ist das Besondere an unserer neuen Steuerung, dass wir jetzt sowohl Last-Leerlauf- als auch drehzahlgeregelte Kompressoren anderer Anbieter in Verbindung aktiv regeln können. Wir binden sie so ein, dass auch diese im optimierten Bereich fahren. Denn wir wollen ja, dass der Kunde möglichst effizient fährt, und dafür müssen wir – auch fremde – drehzahlgeregelte Maschinen perfekt auslasten können.
Preuß: Welchen Anwendern raten Sie, zur neuen Steuerung zu wechseln?
Decker: Kunden, deren Kompressorstation durch eine ES 16 oder 360 geregelt wird, sind im Prinzip gut aufgestellt, da diese auch volumenstromabhängig regeln. Der Algorithmus ist identisch. Eine Verbesserung gibt es aber bei der Hardware. Hier setzen wir jetzt Standardkomponenten ein: einen Industrie-PC mit Touch-Screen, der mit unserer Software ausgestattet ist. Damit ist die Ersatzteilbeschaffung im Fall des Falles wesentlich simpler. Man sollte sich die Frage stellen, wie wichtig Visualisierung und Transparenz im Unternehmen sind. Mit einem Update unserer Steuerung ES 16 sind der Datentransfer und die lokale Visualisierung ohne externe Umwege ebenfalls möglich. Die Nachrüstung kostet etwa die Hälfte der neuen Steuerung, man ist aber natürlich in puncto Schnittstellen und Hardware nicht auf demselben Level.
Preuß: Kann man verallgemeinernd sagen: Je komplexer die Prozesse, desto eher eignet sich die neue Steuerung, weil Anwender dann auch den vollen Zugriff und die Transparenz der Daten wünschen?
Decker: Das ist sicher so. In der Pharmaindustrie zum Beispiel wird ja jeder noch so kleine Prozesswert aufgenommen. Hier ist man eher geneigt, hinsichtlich Visualisierung, schnellem Datenaustausch und Transparenz aufzurüsten als vielleicht in einer Gießerei. Übrigens können wir mit der neuen Steuerung drei verschiedene Druckluftnetze im Unternehmen gleichzeitig regeln. Das ist derzeit vermutlich ein weiteres Alleinstellungsmerkmal der neuen Steuerung. Wer also zum Beispiel ein Niederdrucknetz und ein normales 6– oder 7-bar-Netz hat, ist mit der neuen Steuerung gut bedient. Dafür wird jedes Netz mit mindestens zwei Drucksensoren ausgestattet.
Preuß: Ist der Optimizer teurer als die Vorgängermodelle?
Decker: Nein. Die neue Steuerung kostet ebenso viel wie die ES 16, die sie jetzt ablösen soll. Übrigens kann auch diese Investition vom BAFA mit bis zu 25 % Kostenzuschuss gefördert werden – unter dem Stichwort „effiziente Querschnittstechnologie“. Voraussetzung für die Förderung ist eine Station mit mindestens zwei Kompressoren.
Details zum Optimizer 4.0:
Karsten Decker, Europäischer Energieberater (IHK), Atlas Copco Kompressoren und Drucklufttechnik
Bild Atlas Copco
„Industrie 4.0 bedeutet beim Optimizer: Wir können Daten sammeln, diese aufbereiten und entsprechende Maßnahmen ableiten, um die Prozesse zu optimieren.“
