Monitoring-Software Mit Titan kostengünstig den Datenschatz heben

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Ziel des Forschungsprojekts Titan ist eine Monitoring-Software, die datengetriebenes Energiemanagement sowie Predictive Maintenance ermöglichen soll. Automatisierungsspezialist Hesch bringt sein Know-how mit ein.

Ein ambitioniertes Ziel: Projektpartner aus Wissenschaft und Wirtschaft wollen eine Plattform schaffen, die verschiedene IT-Systeme eines Unternehmens miteinander verbindet. Diese Titan getaufte Software soll die Daten aller Maschinen und Anlagen eines Betriebes sammeln, in einem virtuellen Leitstand anzeigen und so dem Personal wichtige Informationen für die Prozessoptimierung geben. Als Open-Source-Lösung soll sie allen Anwendern frei zugänglich und individuell anpassbar sein, d. h. jeder Nutzer wird die Plattform erweitern und an seine Anforderungen anpassen können.

Partner aus vielen verschiedenen Bereichen

An diesem hochkomplexen Projekt, das vom Bund gefördert wird, beteiligen sich Unternehmen aus verschiedensten Branchen sowie IT-Experten und Wissenschaftler. Jeder Partner bringt seine Kenntnisse und Fähigkeiten aus den Anwendungsbereichen Drucktechnik, Inspektionssysteme, Gebäudetechnik, Schifffahrt und Automatisierungstechnik ein.

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Automatisierungsspezialist Hesch wurde 2018 auf Titan aufmerksam. Auf eine Fachmesse kam es zu einem Kontakt mit dem Kieler Software-Spezialisten Wobe-systems GmbH, die unter anderem Software für die industrielle Automatisierung, die Systemintegration und die Nutzung von Produktionsdaten entwickelt. Das arbeitete zu diesem Zeitpunkt bereits gemeinsam mit Informatikern der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) an der Entwicklung der Titan-Software.

Monitoring-Software für das produzierende Gewerbe

Die Wissenschaftler um Prof. Dr. Wilhelm Hasselbring suchen seit zwölf Jahren nach Möglichkeiten, Softwareressourcen mithilfe einer Software-Plattform zu überwachen. Das Titan-Projekt riefen sie ins Leben, um auf Basis ihres bisher gesammelten Know-hows eine Monitoring-Software für das produzierende Gewerbe zu programmieren. Mit Wobe-systems fanden sie einen versierten Partner aus der Praxis, der bereits viele ähnliche Projekte realisiert hatte.

Schon bald nach dem Gespräch auf der Messe war für Wobe-systems-Geschäftsführer und Software-Entwicklungsleiter Maik Wojcieszak klar, dass Hesch der ideale Partner für das Titan-Projekt ist. Hesch entwickelt und fertigt Automatisierungslösungen für verschiedenste Branchen und ist mit den Prozessen in zahlreichen industriellen Anwendungen vertraut. Das Unternehmen vertritt deshalb in dem Projekt die Interessen der Automatisierungstechnik. „Wir nehmen quasi die Rolle eines potentiellen Anwenders der Software ein“, sagt Geschäftsführer Werner Brandis. „Für das Projekt ist diese Perspektive wichtig, damit die Ergebnisse allgemeinverständlich und praktisch umsetzbar sind.“

Mit den gewonnenen Daten Energieressourcen überwachen

Die Titan-Software soll besonders kleinen und mittleren Unternehmen helfen, ihre Anlagen zu digitalisieren. Mit den gewonnenen Daten können sie z. B. ihre Energieressourcen überwachen und feststellen, wann Spitzenlasten auftreten. Das Wissen um diese Spitzenstromlasten ist wichtig, denn auf Basis dieser Werte berechnen Energieversorger oftmals den Grundstrompreis. Titan versetzt die Unternehmen in die Lage, ihren Energieverbrauch genau zu verfolgen und Prozesse zu optimieren. So verringern sich die Spitzenlasten und ihre Stromkosten sinken. „Eine datengetriebene Industrie kann der Schlüssel zu einer ressourcenschonenden und damit auch umweltfreundlichen Industrie 4.0 sein“, ist Prof. Hasselbring überzeugt.

Für produzierende Unternehmen bringt Titan zudem noch weitere Vorteile, denn die Software soll auch die vorausschauende Wartung ermöglichen (Predictive Maintenance). So können Bauteile, die kurz vor dem Verschleiß stehen, rechtzeitig erkannt und im laufenden Betrieb ausgetauscht werden. Teure Stillstandzeiten lassen sich auf diese Weise vermeiden.

Filteranlagen liefern wertvolle Daten

Auch im Bereich Filtertechnik könnten mit der Titan-Software deutliche Prozessoptimierungen erzielt werden. Werner Brandis weiß aus langjähriger Erfahrung, wie wertvoll die Daten sind, die an Filteranlagen erhoben werden können: Hesch entwickelt und fertigt unter anderem Differenzdruckregler, Ventilsteuerungen und Abreinigungssteuerungen für Entstaubungsanlagen. „An Filteranlagen kommt es oft zu einer Überreinigung“, berichtet Brandis, „das heißt, die Filter werden öfter abgereinigt als erforderlich. Diese überflüssige Reinigung verursacht hohe Kosten, denn dabei wird jedes Mal teure Druckluft und Strom verbraucht. Mit einer Differenzdruckmessung und einer entsprechenden Steuerung kann man die Abreinigungszeiten optimal an die jeweilige Anwendung anpassen.“

Vorausschauende Wartung

Wie Predictive Maintenance Produktivität und Effizienz steigert

Da die Titan-Software zudem in der Lage sein wird, die Ausgangssignale der Filtersteuerungen und Sensoren von Hesch zu verarbeiten, ergeben sich für Unternehmen weitere Möglichkeiten, ihre Energiebilanz zu optimieren.

Einsparpotenzial besteht auch bei der elektrischen Energie, die zum Betrieb des Lüfters in Entstaubungsanlagen benötigt wird. Der Lüfter verhindert nach jedem Druckluftstoß, dass sich der abgereinigte Filterkuchen wieder am Filter festsetzt.

Zahl der Abreinigungsimpulse reduzieren

Die Abreinigung erfolgt in vielen Filteranlagen nach Überschreiten eines voreingestellten Differenzdruck-Schwellwertes. Dieser ist allerdings statisch und berücksichtigt nicht die tatsächliche Beschaffenheit des Volumenstroms, also ob er eine hohe oder eine niedrige Staubfracht mit sich führt. Durch eine dynamische Anpassung des Differenzdruck-Sollwertes an den Volumenstrom kann die Zahl der Abreinigungsimpulse gesenkt werden. Auf diese Weise reduziert sich auch der Stromverbrauch des Lüfters.

Steuerungen

Neue Steuerungen und Controller für die Automatisierung

Anhand eines 500 kW-Lüfterantriebs lässt sich eindrucksvoll darstellen, wie hoch die Energieeinsparung durch eine Anpassung des Differenzdruck-Sollwertes sein kann. Bei einer Reduzierung des Stromverbrauchs um etwa 10 Prozent pro Stunde (50 kW/h) würden pro Tag 1200 kWh gespart. „Unsere Abreinigungssteuerung HE 5750 für Großanlagen kostet etwa 15.000 Euro“, rechnet Werner Brandis vor. „Da hat der Anwender die Investition in weniger als einem Jahr schon wieder raus.“

Bereit für Industrie 4.0

Ein weiterer Pluspunkt der Abreinigungssteuerung von Hesch ist ihre Industrie 4.0-Fähigkeit. Die HE 5750 verfügt über eine Profibus-DP-, Modbus- und Ethernet-Anbindung und ermöglicht das Fernwarten bzw. Fernwirken via Modem. Darüber hinaus bietet sie eine Datenlogging-Funktion für die Langzeiterfassung von Betriebsdaten.

Durch die Beteiligung von Hesch am Titan-Projekt erhalten vor allem kleine und mittlere Unternehmen die Chance, Industrie 4.0-Anwendungen einzusetzen und so ihre Effizienz zu steigern. Damit sichern sie sich einen wichtigen Vorteil im härter werdenden globalen Wettbewerb. (jv)

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