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Intelligent Energieverbrauch reduzieren

Energie-Effizienz-Modul für Druckluftsysteme

Energie-Effizienz-Modul
Bild: Festo
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Festo entwickelte mit seinem intelligenten pneumatischen Wartungsgerät MSE6-E2M ein Energie-Effizienz-Modul, das Druck- und Durchflusswerte nicht nur messen, sondern die Informationen vor Ort auswerten kann, daraufhin Entscheidungen trifft und entsprechende Maßnahmen einleitet – ganz im Sinne von Industrie 4.0. Anwender sparen Energie und steigern die Effizienz ihrer Anlagen.

Inhaltsverzeichnis

1. Funktionen des Gerätes im Detail
2. Technische Daten

Das MSE6-E2M ist ein intelligentes pneumatisches Wartungsgerät zur Optimierung des Einsatzes der Druckluft als Energieträger in der industriellen Automatisierungstechnik. Die Basis des Energie-Effizienz-Moduls (E2M) bilden bestehende Festo-Komponenten, die zu einem intelligenten System zusammengeführt wurden. Ausgestattet mit Mess-, Steuer und Diagnosefunktionen bietet das intelligente Wartungsgerät Anwendern die Möglichkeit, den Druckluftverbrauch durch aktives Eingreifen in die Versorgung zu reduzieren und so Leckage augenblicklich zu vermeiden. Des Weiteren erkennt das MSE6-E2M Stand-by-Zustände der Produktionsanlage und stoppt in diesem Fall eigenständig die Druckluftzufuhr, um den unnötigen Druckluftverbrauch zu vermeiden. Darüber hinaus erfüllt das Energie-Effizienz-Modul auch typische Monitoring-Funktionen. Es ermittelt energetische und prozessrelevante Daten und übermittelt diese über eine Feldbus-Anbindung direkt an die Maschinensteuerung.

Das intelligente pneumatische Wartungsgerät eignet sich gut als Nachrüstmodul bei älteren Anlagen. Hinter der Wartungsgerätekombination angebracht sorgt es für weniger Druckluftverbrauch. Dabei ist es kompatibel zu Festo-Komponenten oder zu denen anderer Hersteller. Darüber hinaus empfiehlt der Hersteller das Energie-Effizienz-Modul zum Einbau in neuen Anlagen, um diese auf eine höhere Energieeffizienz auszulegen.

Funktionen des Gerätes im Detail

  • Automatische Absperrung von Druckluft
    Per Profibus, Profinet, Ethernet/IP, Modbus-TCP/IP-Parameter und EtherCAT legt der Benutzer die Randbedingungen fest, anhand derer das Wartungsgerät die Entscheidung trifft, ob die Maschine momentan arbeitet oder im Leerlauf ist. Diese Parameter sind sehr maschinenspezifisch. Durch das Absperren der Druckluft-Versorgung werden etwaige Leckagen in der Maschine nicht mehr versorgt und keine Luft unnötig während des Standbys verbraucht. Soll die Maschine nun wieder arbeiten, so muss dies dem intelligenten pneumatischen Wartungsgerät signalisiert werden, damit das Sperrventil öffnet. Der Benutzer kann hierzu die verschiedensten Trigger wählen, zum Beispiel Start-Knopf oder Sensor zur Anwesenheit.
  • Druckdichtigkeitsprüfung/Leckage-Messung
    Sobald das Wartungsgerät in den abgesperrten Zustand geht, kann die Druckdichtigkeit der Anlage überprüft werden. Wird von einem abgeschlossenen Volumen ausgegangen, so darf der Druck nicht sinken. Gibt es Öffnungen im System – gewollt oder ungewollt –, so sinkt der Druck mit der Zeit. Der Benutzer legt die Geschwindigkeit des Druckabfalls fest, ab der von einer echten Leckage auszugehen ist. Sobald das E2M einen solch schnellen Druckabfall feststellt, wird es der SPS gemeldet. Die SPS wiederum wird dann eine Meldung wie zum Beispiel ‚Mögliche Leckage in der Maschine. Überprüfung notwendig‘ anzeigen.
  • Manuelles Ein-Ausschalten der Druckluft-Versorgung
    Falls der Benutzer einen komplexen Produktionsablauf hat, der die automatische Standby-Erkennung erschwert oder unmöglich macht, so kann der Betreiber diese Option deaktivieren und selbst auf seiner SPS entscheiden, wann die Maschine produziert und wann nicht. Vielleicht hat er sogar bessere Informationen in der Steuerung verfügbar, die ihm die Entscheidung leichter machen als das Wartungsgerät anhand der Durchflusswerte. In diesem Fall kann er einfach über die bereits genannten Feldbus-Schnittstellen ein Kommando an das Wartungsgerät schicken und sozusagen das 2/2 Ventil fernsteuern.
  • Condition Monitoring
    Über die aus der CPX-Welt stammende Feldbusknoten kann das E2M vollständig in die Maschinensteuerung eingebunden werden. Zyklisch werden wichtige Daten bezüglich Energieverbrauch und Verfügbarkeit der Anlage ausgetauscht. Fortlaufend zur Verfügung stehen die Messewerte der Durchflussmessung (16 bit), Verbrauchsmessung (16 bit) und der Druckmessung (16 bit). Die Einheiten für diese Werte können angepasst werden. Mit diesen Informationen ist es möglich, ein intelligentes Energie-Monitoring an der Maschine durchzuführen: Verbraucht die Anlage heute mehr als vor einem Jahr? Wieviel Druckluft wird für eine Charge benötigt? Ist der Druck richtig eingestellt? Bei einem Ausfall der Maschine: Wie hoch waren Druck und Durchfluss, als das Problem auftrat?

Technische Daten

Das Energie-Effizienz-Modul lässt sich bei einem Druck von 4 … 10 bar betreiben und besteht aus folgenden Hauptkomponenten: einem 2/2-Sperrventil mit einem Normalnenndurchfluss 4400 l/min, einem Durchflusssensor mit Messbereich 50 … 5000 l/min, einem Drucksensor mit Messbereich 0 … 14 bar sowie einem Busknoten. Das intelligente pneumatische Wartungsgerät verträgt einen Temperaturbereich von 0°C …+50°C und verfügt über die Schutzklasse IP 65.

Die Feldbus-Schnittstelle ermöglicht die vollständige Integration in eine übergeordnete Steuerung, zum Beispiel eine Anlagen- oder Maschinensteuerung. Alternativ zur Einbindung in eine übergeordnete Steuerung kann das Energie-Effizienz-Modul auch über ein externes Bediengerät oder einen PC bedient werden.

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