In der Getränkeindustrie ist Druckluft für die Abfüllprozesse unerlässlich. Dennoch wissen die meisten Hersteller nur sehr wenig über die Druckluft, die ihre Maschinen nutzen. Hierzu gehören die Luftqualität an sich, die Luftfeuchte, der eingestellte Druck, Leckagen, Verbrauchsmengen und vieles mehr. Ohne diese Informationen können Probleme wie Lecks und Komponentenschäden entstehen, die zu ungeplanten Ausfallzeiten und übermäßigem Druckluftverbrauch führen. Auch wenn die von einer einzigen Maschine verbrauchte Druckluftmenge vernachlässigbar erscheint, so verstärken sich die Probleme, wenn man eine Produktionslinie, eine ganze Anlage oder mehr betrachtet.
Im Gegensatz dazu ermöglicht die Druckluftüberwachung, kritische Werte in Echtzeit zu messen und Probleme frühzeitig zu erkennen oder diese ganz zu vermeiden. Mit mehr Transparenz und Kontrolle über die Druckluftqualität und den Verbrauch können Abfüllunternehmen die Gesamtanlageneffektivität (GAE) steigern, die Produktionszeit erhöhen, den Drucklufteinsatz verbessern und die Betriebsmittelkosten verringern.
Ein weltweit tätiges Abfüllunternehmen hatte sich zum Ziel gesetzt, die Produktions- und Energiekosten in seinem gesamten Werksnetz zu senken. Das Unternehmen bat Emerson um eine sofort einsatzbereite Lösung zur Erkennung von Lecks und zur Messung der Druckluftqualität für die Abfüllmaschinen. Die Lösung sollte zudem innerhalb von zwei Stunden installiert werden können, um die Prozessunterbrechung so gering wie möglich zu halten. Emerson hatte bereits bewährte Technologie zur Erkennung von Druckluftleckagen entwickelt, sodass sich die Ingenieure sofort an die Arbeit machten, um das Problem zu lösen.
Leckagen verhindern und Feuchtigkeit kontrollieren
In Abfüllanlagen werden die Geräte in den Abfülllinien von Pneumatikanlagen angetrieben, die sich in einem sehr guten Zustand befinden müssen, um die Produktionspläne einzuhalten. Leckagen und eine hohe Luftfeuchte im System können Prozesse beeinträchtigen und sogar zum Stillstand bringen, was ungeplante Ausfallzeiten und höhere Kosten bedeutet.
Übermäßige Feuchte im System kann unterschiedliche Probleme verursachen, darunter korrodierte Komponenten, Auswaschen des Schmiermittels, Unregelmäßigkeiten im Produkt und vieles mehr. Darüber hinaus gibt es Normen, die in der Lebensmittelindustrie eine bestimmte Druckluftqualität vorschreiben. Insbesondere bei der Abfüllung ist es wichtig, dass keine Feuchtigkeit in das Produkt eindringt. Durch die Überwachung der Druckluftqualität in Echtzeit können Abfüllunternehmen Feuchtigkeitsprobleme erkennen und vorzeitigem Verschleiß von Komponenten und damit verbundenen Maschinenausfällen vorbeugen. Außerdem können sie die Vorschriften einhalten und die Produktqualität aufrechterhalten.
Wie übermäßige Feuchte können auch Leckagen zu Gerätestörungen und ungeplanten Ausfallzeiten führen und gleichzeitig den Energieverbrauch und die CO2-Emissionen erhöhen. Leckagen können in Pneumatikleitungen entstehen und lange unentdeckt bleiben, was zu Verschwendung und Leistungseinbußen der Maschine führt. Durch die frühzeitige Erkennung und Behebung von Leckagen können Abfüllanlagen Druckluftverschwendung verhindern und dafür sorgen, dass die Maschinen im bestmöglichen Zustand bleiben.
Das Unternehmen verfügte über eine Cloud-Umgebung mit Dashboard und über seine Abfüllanlagen. Es musste eine Möglichkeit zur Kommunikation zwischen dem Fertigungsbereich und der Cloud gefunden werden: eine Lösung, die schnell und einfach zu installieren war, um Druckluftdaten von der Abfülllinie zu erfassen und an die Cloud zu übertragen.
Sofort einsatzbereite Lösung zur Druckluftüberwachung
Um das Unternehmen zu unterstützen, nutzte das Emerson-Team Floor-to-Cloud sowie sein branchenspezifisches Knowhow und entwickelte mit bewährter Technologie eine Lösung aus seinem Portfolio für die Fabrikautomatisierung. Der Floor-to-Cloud-Ansatz für die Fabrikautomatisierung ermöglicht es Herstellern, verborgene Daten, die physische und digitale Prozesse miteinander verbinden, zu erschließen und auf sie zuzugreifen. Die so erreichte Transparenz ermöglicht Einblicke, anhand derer datengestützte Entscheidungen zur Verbesserubg von Betriebsabläufen getroffen und Aufgaben effektiv und effizient automatisiert und ausgeführt werden können. Durch diesen Ansatz können Hersteller ihre Betriebsabläufe beschleunigen und umgestalten, die Effizienz steigern, nachhaltiges Wachstum fördern und Potenziale ihrer Mitarbeiter freisetzen.
Emerson verwendete und installierte einen vorab entwickelten und vorprogrammierten Koffer mit einem modernen Luftstromsensor, einem Taupunktsensor und einer Luftzufuhr-Wartungseinheit mit definierter Kommunikation zu den entsprechenden Gateways. Die als Aventics Smart Pneumatics Analyzer (SPA) bekannte tragbare Lösung überwacht pneumatische Installationen und Systeme und visualisiert die analysierten Daten. Das integrierte Edge-Gateway mit PacEdge-Software zeichnet kontinuierlich Daten von den integrierten Sensoren der Wartungseinheit auf und liefert daraus umsetzbare Erkenntnisse.
Zu den integrierten Sensoren gehören der Aventics AF2-Durchflusssensor und der Aventics DS1-Taupunktsensor. Der bewährte AF2-Durchflusssensor unterstützt Anlagen auf der ganzen Welt erfolgreich dabei, den Druckluftverbrauch zu senken und die Energieeffizienz zu steigern. Er überwacht kontinuierlich den Luftverbrauch in Pneumatikanlagen und ermöglicht ein schnelles Eingreifen bei Leckagen.
Der Aventics DS1-Taupunktsensor ist laut Anbieter der einzige industrielle Sensor, der Taupunkt, Temperatur, Feuchtegehalt sowie die Qualität der Druckluft und anderer nicht korrosiver Gase in Echtzeit mit einem einzigen Gerät überwacht. Zu den Messwerten des DS1 gehören Drucktaupunkt, Temperatur, relative Luftfeuchte, absolute Luftfeuchte, Feuchtigkeitsgehalt, Feuchtigkeitsgehalt V/V, Wasserdampfpartialdruck und atmosphärischer Taupunkt. Der DS1 unterstützt Bediener dabei, zu hohe Feuchtigkeit frühzeitig zu erkennen und zu reduzieren und so feuchtigkeitsbedingte Geräteschäden zu vermeiden.
Das Team von Emerson installierte die Lösung direkt an der Hauptdruckluftleitung, wobei der Betrieb der Maschine nur minimal eingeschränkt wurde, und stellte innerhalb einer halben Stunde die Verbindung zur Cloud her. Alle relevanten Informationen waren in der Cloud des Unternehmens sichtbar. Mit der Sensortechnologie von Emerson und der vorhandenen Softwareanwendung können die Bediener nun Leitungen überwachen und Leistungskennzahlen verfolgen, den Druckluftverbrauch in produktionsfreien Zeiten minimieren und während der Produktion verbessern, Leckagen erkennen und die Luftqualität ermitteln.
