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Der Betriebsleiter 5/2018

Der Betriebsleiter 5/2018

DRUCKLUFTTECHNIK I

DRUCKLUFTTECHNIK I SPECIAL Smart überwachen, Qualität steigern Intelligente Datenerfassung und -auswertung im Druckluftprozess Qualität ist immer das Ergebnis kontrollierter Prozesse und wird mittels zuverlässiger Messtechnik- Systeme sichtbar gemacht. So ermöglicht es eine smarte Druckluftüberwachung, Produktions- und Fertigungsprozesse intelligent zu steuern und die Qualität der Produkte nachhaltig zu sichern – ein wichtiger Baustein hin zur digitalen Fabrik. Autor: Rainer Stützel, Beko Technologies GmbH, Neuss Druckluftstation mit Messtechnologie von Beko Technologies Vier zentrale Faktoren fordern Unternehmen der Fertigungsindustrie permanent heraus: Time to market, Flexibilität, Qualität und Effizienz. Gleichzeitig eröffnet die Industrie 4.0 neue Chancen: Durch die Digitalisierung der Produktionsprozesse und die smarte Datennutzung können Innovationsund Produktentwicklungszyklen verkürzt und individuelle Kundenanforderungen flexibler berücksichtigt werden. Produktionsausfälle lassen sich minimieren. Das erhöht zugleich die Produktionsqualität. Darüber hinaus sind Unternehmen durch die digitale Transformation in der Lage, Kapazitäten und Ressourcen optimal auszuschöpfen und die Effizienz insgesamt zu steigern. Der Schlüssel zu einer reibungslos arbeitenden digitalen Fabrik (Digital Factory) liegt im Digitalisierungs- und Automatisierungsgrad der Produktion und Fertigung. Hier laufen sämtliche Prozesse zusammen – von Design und Planung über Konstruktion bis hin zur Ausführung. Sind diese Abläufe eng aufeinander abgestimmt und miteinander verzahnt, gewinnen sowohl der Produktionsprozess als auch das Endprodukt an Qualität. Druckluft: Einflussgröße in der Fertigung Doch es kommt nicht allein auf einen hohen Digitalisierungsgrad an. In der Fertigung gibt es viele Stellschrauben und Faktoren, die den reibungslosen Ablauf beeinflussen und damit auch das Konstrukt einer digitalen Fa- brik ins Wanken bringen können. Das Medium Druckluft ist eine solche Einflussgröße, kommt sie doch in vielen Anwendungen in der Fertigungsindustrie zum Einsatz: in Kühlungsprozessen, für die Behandlung von Oberflächen, zur Reinigung oder zur Erzeugung eines Vakuums, um Teile aufzugreifen. Je nach Anforderung variiert dabei die Druckluftqualität. Besonders hohe Qualitätsstandards gelten zum Beispiel für Spritzlackierungen in Fahrzeuglackierstraßen oder beim Schweißen mit Lasern. Eine Kontamination der Druckluft mindert die Qualität, was im schlimmsten Fall zu einem Produktionsausfall führen kann. Für sichere und stabile Prozesse in der Fertigungsindustrie ist es daher erforderlich, die Druckluft lückenlos zu messen und zu überprüfen, ob sie den vorgegebenen Anforderungen entspricht. Verunreinigungen in der Druckluft In der Ansaugluft, die mit Wasserdampf, Schmutz oder Mikroorganismen belastet sein kann, und in veralteten oder materialgemischten Rohrleitungssystemen liegen Gefahrenquellen für eine Verunreinigung der Druckluft. Auch eine unzureichend ausgelegte Druckluftaufbereitung, ein unsachgemäßer Betrieb sowie eine mangelhafte Wartung der Kompressoren und Aufbereitungskomponenten können zu einer Kontamination durch Schmutzpartikel, Restfeuchte oder Restöldampf führen. Es gilt daher, zuverlässige Messtechnik einzusetzen, die die entscheidenden Druckluft-Parameter wie Restöldampfgehalt, Volumenstrom, Druck, relative Feuchte und Taupunkt überwacht und eine belastbare Datenbasis zur Auswertung liefert. Hohe Prozesssicherheit Kurze Messintervalle erfassen Veränderungen im Druckluftprozess schnell und erkennen Peaks bei den Messungen. Ein automatisch errechneter Mittelwert der Messungen gibt Auskunft über den aktuellen Zustand der Druckluft. So werden die Messwerte nicht durch Ausreißer – verursacht beispielsweise durch leichte Unregelmäßigkeiten in der Druckluft – verzerrt. Für eine hohe Zuverlässigkeit der Messungen unabhängig von den Betriebsbedingungen sorgen Referenzgase. Werden diese mittels Reinigung im Katalysator und nicht durch Filterung mit Aktivkohle erzeugt, ist sichergestellt, dass es sich bei dem Referenzgas um absolut ölfreie Nullluft handelt. Einfache Visualisierung auf den Messgeräten des Status Quo der Druckluft – beispielweise über die Ampelfarben rot und grün – helfen dem Anwender, den Betriebs- Im Fokus Effizienz Sicherheit Nachhaltigkeit 34 Der Betriebsleiter 5/2018

DRUCKLUFTTECHNIK I SPECIAL Praxisbeispiel: permanente Druckluftüberwachung in der Medizintechnik Im neuen Laserforschungszentrum CALA in Garching erforschen Physiker, Mediziner und Biologen der Ludwig-Maximilians-Universität (LMU) und der Technischen Universität München (TUM) das Potenzial von Licht für die Früherkennung und Therapie schwerer Krankheiten wie etwa Krebs. Für die Nutzung des intensiven Laserlichts spielt Druckluft und insbesondere ihre absolute Reinheit eine wichtige Rolle. Essenziell für die Forscher ist daher die lückenlose Überwachung der Druckluftqualität – ein komplexer und sensibler Prozess, der jedoch durch den Einsatz eines Online-Messsystems vereinfacht und mit der nötigen Zuverlässigkeit gestaltet wurde. Um die Qualität der Druckluft permanent zu überwachen und bei Verunreinigungen sofort reagieren zu können, entschieden sich die CALA-Projektverantwortlichen für die Kontrolle durch das Messgerät Metpoint OCV der Beko Technologies GmbH. Das Messverfahren des Neusser Druckluftspezialisten ist gemäß Anforderungen der ISO 8573-1, Klasse 1-4, TÜV-zertifiziert und bietet damit höchstmögliche Sicherheit bei der Erfassung und Analyse der Daten zur Druckluftqualität. Mit dem Messgerät sind Analysen bis in den Bereich von Tausendstel Milligramm pro Kubikmeter Restöldampf möglich. Das reduziert gerade bei einer so hochkomplexen Technik und verzweigten Laser-Infrastruktur wie im CALA das Risiko einer Kontamination der gesamten Laseranlage. Der Strahlgang – oder auch die „Laser-Autobahn“ – verläuft unter den Bodenplatten in einem etwa einen Meter hohen Doppelboden. Bei einer Kontamination durch Öl wäre eine Säuberung der Druckluftleitungen und der „Beamline“ erforderlich. Das Messgerät hingegen ermöglicht eine übergeordnete Steuerung der Sperrschieber und Druckluftventile. Die Technik löst einen Alarm aus, sobald die erfassten Daten einen individuell einstellbaren Grenzwert überschreiten. Das Drucklufthauptventil wird geschlossen und die Verunreinigung der gesamten Laseranlage verhindert. zustand und die Einhaltung der ISO 8573 Öl- Klasse auf einen Blick zu erfassen. Um bei einem steigenden Restöldampfgehalt unverzüglich informiert zu werden, lassen sich Alarmkontakte individuell konfigurieren. So ist sichergestellt, dass noch vor einer Verunreinigung der Druckluft entsprechende Maßnahmen ergriffen werden können. Ein übergreifendes Mess- und Überwachungssystem ist ein wichtiger Teilaspekt der Industrie 4.0. Darüber lassen sich weitere intelligente Prozesse anstoßen, beispielsweise die automatisierte Wartungsplanung, die Überwachung der Prozessqualität und die Optimierung der Prozesse hinsichtlich Kosten und Energieverbrauch. Bei Energieeffizienz und Nachhaltigkeit spielen die zunehmende Intelligenz der mobilen Endgeräte wie Tablets oder Smartphones und die zentrale Verfügbarkeit der Daten eine wichtige Rolle. Sie erlauben es, die Geräte zu vernetzen, Stichwort Internet der Dinge, und somit die Schwarmintelligenz vieler Komponenten der Druckluftanlage zu nutzen und noch effizienter auszulegen – für ein Plus an Qualität im Fertigungsprozess. Bilder: Ludwig-Maximilians-Universität München www.beko-technologies.com Servicefälle erkennt man am beSten, bevor sie entstehen. ihre AerZen Maschine steht an einer schlüsselposition ihrer Produktion. Ausfälle können entsprechend folgenreich sein. Auch wenn das in der regel selten vorkommt, ist es gut zu wissen, dass unser service bereitsteht. im vorfeld. im ernstfall. in der Zukunft. vom real time Monitoring über Field services, von der schnellen original-ersatzteil-versorgung weltweit bis zum praktischen Mietmaschinen-einsatz – der Aerzen service betreut sie ganzheitlich. Für höchste Maschinenverfügbarkeit und effiziente Prozesse. www.aerzen.com

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