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Frequenzumrichter Überwachen auf dem Tablet

| Autor / Redakteur: Simon Pichler / Robert Weber

Pumpen verbrauchen viel Energie. Frequenzumrichter können den Verbrauch senken und gleichzeitig die Produktion transparenter gestalten. Den Kontrollgang durch die Fabrik können sich Produktionsleiter sparen, versprechen Experten.

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Pumpen sind in der Chemieindustrie nicht wegzudenken. Mit Frequenzumrichtern kann soagr ein Energiemanagement schnell implementiert werden.
Pumpen sind in der Chemieindustrie nicht wegzudenken. Mit Frequenzumrichtern kann soagr ein Energiemanagement schnell implementiert werden.
(Bild: H.KoPP unter CC BY-ND 2.0, Flickr.com)

Ferdinand Schuster geht durch die Fabrik und schaut sich persönlich nochmal alle Pumpen in der Fabrik an. Komplett kann sich der Produktionsleiter diese alte, liebgewonnene Gewohnheit nicht abgewöhnen, auch wenn ihm der persönliche Eindruck selten etwas verrät, was er nicht schon vorher auf seinem Tablet-PC gesehen hätte. Denn seit drei Wochen überwacht er darüber die Aktivitäten aller Pumpen im Betrieb, kann deren Kennlinien über die neue Technik auswerten und so die Produktion optimieren. Diese Flexibilität verdankt er Frequenzumrichtern, die die Pumpen ansteuern und als ‚Sensor des Systems‘ fungieren, berichtet er stolz. Schuster hat Geld in die Hand genommen und einen Frequenzumrichter gekauft. Denn mithilfe des neuen Umrichters kann die Arbeit von Pumpen ausgelesen und angepasst werden.

Ungefähr 20 % der weltweit von Motoren verbrauchten Energie fallen laut Experten bei Pumpenanwendungen an. In einigen Industriebetrieben sind es sicherlich 50 % des Gesamtenergieverbrauches, die auf die Arbeit von Pumpen zurückzuführen sind, heißt es in Branchenkreisen. Die Themen Energieverbrauch und Wartung machen dabei die meisten Kosten aus. Durch eine verbesserte Mechanik oder ein Retrofit bestehender Anlagen, aber auch durch eine verbesserte Betriebsaufnahme lässt sich hier die Wirtschaftlichkeit verbessern, schreiben zahlreiche Experten. „Ein Frequenzumrichter hilft beim Einsatz von Pumpen die Drehzahl zu regeln und so das System im ‚best efficiency point‘, dem BEP, zu halten“ erklärt Jürgen Spiertz, Produktmanager Antriebstechnik bei Schneider Electric. „Durch eine Drehzahlregelung können hohe Kosten eingespart werden, nicht nur durch den reinen Energieverbrauch, auch werden bei niedriger Drehzahl die Verschleißteile geschont, was weitere Einsparungen mit sich bringt.“

30 % Steigerung durch Kennlinienoptimierung

Der BEP ist ein Kennwert der Pumpe, der beispielsweise bei Kreiselpumpen über die Pumpenkennlinie bestimmt werden kann. Um ihn zu erhalten, hat Ferdinand Schuster zu Anfang fünf Stützpunkte der Pumpenkennlinie bei einer konstanten Drehzahl (zum Beispiel 50 Hz) ausgelesen. Anschließend konnte er per Affinitätsgesetz den BEP ebenfalls für andere Drehzahlen ableiten. Um über den Frequenzumrichter das System überwachen zu lassen, gab Schuster diese Werte einfach an ihn weiter. Durch die Optimierung der Kennlinien ist eine Steigerung der Effizienz um 30 % und mehr möglich, versprechen Experten. Denn so wird die Pumpe im optimalen Arbeitspunkt betrieben. Dieser muss jedoch auch kontinuierlich überwacht werden, um die Stabilität des Systems zu gewährleisten.

„Im Mittel sind durch den Einsatz eines Frequenzumrichters bei einem System bestehend aus Motor und Pumpe sicherlich 8-10 % Kostenersparnis zu erreichen“, erklärt Schneider Electric-Mann Spiertz. „Bei den Wartungskosten eines solchen Systems lässt sich ebenfalls nochmal diese Höhe an Kosten einsparen“, ist der Produktmanager überzeugt. Denn über den Frequenzumrichter lässt sich nicht nur die Drehzahl ablesen und regeln, auch erkennt er über entsprechende Sensoren beispielsweise die Arbeitstemperatur der Pumpe, die die Lebensdauer beeinträchtigt, falls sie zu hoch ansteigt. So lassen sich zusätzlich Wartungsintervalle optimieren. Auch die Gefahr der Kavitation lässt sich frühzeitig erkennen und dadurch in den Griff bekommen.

Mit dem Umrichter zur ISO-Zertifizierung

Doch es geht noch viel mehr, versprechen die Hersteller. Die Energienorm ISO 50001 steht bei vielen Unternehmen an und es mangelt vor allem in kleinen und mittleren Betrieben an der Messtechnik. „Ein Frequenzumrichter ist eine gute Möglichkeit, schnell und einfach ins Energiemanagement einzusteigen“, weiß Spiertz. „Mit der neusten Generation an Frequenzumrichtern lassen sich per Webserver die Daten einfach über Computer oder Tablet überwachen. Auch ist eine Ansteuerung über Ethernet oder Feldbus und Profibus möglich. Dies ist ebenfalls für die Energiezertifizierung nach ISO 50001 wichtig.“

Hier ist die kontinuierliche Verbesserung der energiebezogenen Leistung eines Unternehmens das Ziel, wobei es wichtig ist, die Daten stets zu überwachen und dokumentieren zu können, ansonsten verweigert der Auditor die Urkunde. Für Produktionsleiter Ferdinand Schuster steht jedenfalls fest, dass das System seinen Arbeitsalltag enorm erleichtert hat. Den gewohnten Spaziergang durch die Fabrik will er sich dadurch aber dennoch nicht nehmen lassen. Immerhin zählt sein Tablet mittlerweile auch die Schritte des Bedieners und analysiert damit nicht nur den Gesundheitszustand der Pumpen im Betrieb.

Bild: H.KoPP unter CC BY-ND 2.0, Flickr.com

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