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Intelligente Steuerungstechnik Grünes Licht für energiefressende Filteranlagen

| Autor: Sariana Kunze

Eine Filteranlage frisst bis zu 40 % des Energiebedarfs einer gesamten Produktionsanlage. In vielen Betrieben in der Holz-, Kunststoff- und Textil-Industrie ist sie aber ein Muss. Grund genug für Schuko, ein Spezialist für Absaugtechnik und Filtersysteme, sich das Thema Energieeffizienz auf die Fahne zu schreiben. Intelligente Steuerungstechnik soll dabei helfen den Energiebedarf einer Möbelfabrik signifikant zu senken.

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Den Kunden auf
Den Kunden auf "Grün zu schalten", ist das erklärte Ziel von Ulrich Lemme, Geschäftsführer der LS Automation. Der Spezialist für intelligente Steuerungstechnik will eine höhere Energieeffizienz mit Technologie von Eaton realisieren.
(Martin Fisch, flickr.com / BY-SA 2.0)

Heiko Schulte-Südhoff steht vor einer Holzbearbeitungsmaschine in einer großen Produktionshalle. Er atmet tief ein und tief wieder aus. Es riecht nach Holz. Die Luft kitzelt ihn aber nicht in der Nase. Das Spanmaterial wird hier sicher und umfassend abgesaugt. Die Luftqualität ist unbedenklich und entspricht den gesetzlichen Vorschriften. Er ist zufrieden. Sein Bruder Andre steht neben ihm, auch er hat den Geruch von Holz in der Nase. „EU-weit sterben jedes Jahr mehrere 100.000 Menschen an staubbelasteter Luft. Deshalb ist es wichtig in der Holz-, Kunststoff- und Textil-Industrie eine gesundheitlich unbedenkliche Luft sicherzustellen“, erklärt Heiko Schulte-Südhoff, der gemeinsam mit seinem Bruder Geschäftsführer bei Schuko H. Schulte-Südhoff GmbH (Schuko) in Bad Laer ist. Die beiden Männer sind gemeinsam mit dem Geschäftsführer des Partnerunternehmens LS Automation zu Besuch bei einer Möbelmanufaktur, für deren Produktion sie mit LS Automation eine intelligenten Filteranlage entwickelt haben, die nicht nur für staubarme Luft sorgt, sondern auch für mehr Energieeffizienz. Dabei hat sich Schuko um die Absaugtechnik und Filtersysteme gekümmert und LS Automation um den Schaltschrankbau inklusive Automatisierung. Denn in Filteranlagen hat die Effizienz des Ventilatorantriebs einen großen Einfluss auf die Betriebskosten. In der Vergangenheit wurde die Ventilatoren lediglich an- oder ausgeschaltet, heute benötigt man für die Anlage eine intelligente Steuerung.

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Den Energiebedarf von 3 MW auf 400 kW senken

„Wenn wir den Energiebedarf einer Holzverarbeitungsmaschine nehmen, benötigt das Filtersystem zusätzliche 40 % Energie. Das schlägt zu Buche. Daher beschäftigen wir uns schon seit langem mit Wirkungsgraden und Kosteneffizienz. Bisher haben sich Hersteller wie wir jedoch eher auf die konstruktive Optimierung ihrer Anlage fokussiert. Aber mittlerweile ist es so, dass wir aufgrund der Steuerungstechnik einen Auftrag gewinnen – mit dem Thema Energieeffizienz“, freut sich Andre Schulte-Südhoff. Daher hat Ulrich Lemme, Geschäftsführer der LS Automation (das Unternehmen wurde vor einiger Zeit aus Schuko ausgegliedert), es sich zum Ziel gesetzt, mit intelligenten Steuerungskonzepten und leistungsfähigen Automatisierungslösungen einen Wettbewerbsvorteil zu schaffen. Gemeinsam mit dem Energiemanagementspezialisten Eaton und Schuko konnte LS Automation den Energiebedarf der Möbelfabrik von rund 3 MW auf 400 kW reduzieren. Dabei wurde eine optimierte Filteranlage für 168 Maschinen entwickelt, welche auf einer Fläche von 5.000 m2 verteilt sind und ein 1,2 km langes Rohrleitsystem erfordern. Mit über 40 Drehstrommotoren werden die 18 Absaugventilatoren sowie unterstützende Transportventilatoren, Kettenmotoren für den Spänetransport sowie Schleusenmotoren angetrieben. Gemäß der ErP-Richtlinie setzt Schuko seit einiger Zeit auf IE3-Motoren. Hierfür kommen in der Möbelmanufaktur zum Großteil PKZ Motorschutzschalter von Eaton zum Einsatz, in einigen Fällen Motorstarterkombinationen aus DIL-Schützen für einen direkten Stern-Dreieck-Anlauf.

Hier geht es zum Eaton-Whitepaper: Motorschutz im Zeitalter von IE3 – Auswirkungen der ErP-Richtlinie auf Schalt- & Schutzsysteme

Eine Besonderheit der Filteranlagen stellt das Kaskadensystem dar, das eine optimale Leistungsregelung und -anpassung der Absauganlage an den tatsächlichen Luftbedarf ermöglicht und somit zur Optimierung des Stromverbrauchs beiträgt. Das System besteht aus mehreren Einzelventilatoren, die sich bedarfsabhängig zu- und abschalten lassen. So erzeugt die Anlage immer die erforderliche Druckerhöhung. Einer dieser Ventilatoren wird zum Ausgleich von Druckschwankungen über einen Frequenzumrichter angesteuert, während die anderen mit fester Drehzahl im optimalen Betriebspunkt am Netz fahren. Mit Hilfe einer kombinierten Bedien- und Steuerungseinheit (HMI/PLC) XV-102 werden sowohl die Kaskadensysteme und Antriebe für das Filtersystem als auch die 168 Antriebe der Schieber, die je nach Aktivität an den einzelnen Arbeitsplätzen den Luftstrom regulieren, gesteuert. Die in 2 Bauabschnitte aufgeteilte Anlage ist so aufgebaut, dass je 2 HMI/PLC einen Bauabschnitt steuern, die 4 Einheiten aber zum Datenaustausch untereinander vernetzt sind.

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