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Effizienz durch Energieregeneration

Für den sparsamen Umgang mit Energie müssen Industrieunternehmen vielfach Technologien anpassen. Der amerikanische Motorenhersteller Briggs & Stratton wandelt dazu die bei Langzeit-Tests entstehende Motorenabwärme in Strom um, welcher der Produktion zugeführt wird. Außerdem setzt der Betrieb ein Leitsystem ein, um kritische Echtzeitinformationen etwa zu Maschinenauslastung, Geschwindigkeit, Temperatur, Testzeitraum, Ölverbrauch über Industrierechner zu erfassen und zu visualisieren.

Bild: Briggs & Stratton

Das Unternehmen Briggs & Stratton gehört zu den größten Herstellern von Rasenmähern, Schneefräsen und motorbetriebenen Arbeitsgeräten in den USA. Am Hauptsitz in Milwaukee im Bundesstaat Wisconsin werden Prototypen und modifizierte Versionen von Verbrennungsmotoren einer genauen und langwierigen Qualitätsprüfung unterzogen: „Unsere Aufgabe ist es, Fehler im Labor auszumerzen sowie die Lebensdauer und Sicherheit der Konstruktion nachzuweisen, bevor sie an den Kunden verkauft wird“, erläutert Ray Matuszak, Leiter des Bereichs Prüftechnik bei Briggs & Stratton. „Um Aussagen über die Langzeit-Zuverlässigkeit eines Motors zu erhalten, kommt es auf die fortlaufende, einheitliche und präzise Messung der Prüfzeit und der Betriebsparameter an.“ Seit Februar 2011 erhalten Matuszak und sein Team diese kritischen Informationen aus voll automatisierten Testständen, die darüber hinaus einen weiteren Vorteil bieten: Energie für das Werk zurückzugewinnen. Das fortschrittliche Qualitätszentrum brachte dem Unternehmen schnell Auszeichnungen für ökologische Nachhaltigkeit ein. Dem gingen jedoch vier anstrengende Jahre für Briggs & Stratton voraus.

Auf dem Weg zu höherer Prozessautomatisierung

Die Kosten für die endlosen Dauerbelastungstests des Qualitätszentrums beim Kleinmotor-Hersteller schlugen jährlich mit fast einer Million US-Dollar zu Buche. Die Ingenieure von Briggs & Stratton hielten eine Senkung der Betriebskosten für möglich, wenn sie die in Form von Wärme an den Prüfständen anfallende Energie zurückgewinnen könnten. Aus dieser Energie sollte nach Möglichkeit Strom für den Betrieb der Fabrik erzeugt werden. Bis dato gab es diese spezielle Art von Rückgewinnungssystem nicht, weshalb die Ingenieure schnell ansteigende Kosten fürchteten. Daneben benötigte das Unternehmen ein automatisiertes Überwachungs- und Datenerfassungssystem mit maßgefertigten Funktionen zur Visualisierung und Nachverfolgung historischer Daten. Bisher wurden die Motoren auf den Prüfständen über den gesamten Prüfzeitraum hinweg stets von Technikern überwacht. Neben der Belastung trug das Personal verschiedene Betriebsparameter und weitere wichtige Kenndaten manuell in entsprechende Formulare ein. Die Daten auf diese Weise zu erfassen, war nicht nur arbeitsaufwändig, sondern auch anfällig für Unstimmigkeiten und menschliche Fehler.

Doppellösung für Regeneration und Netzbetrieb

Die Techniker des Unternehmens entwickelten daher in enger Zusammenarbeit mit dem Automatisierungsanbieter Rockwell Automation eine Doppellösung: Die gewonnene Elektrizität in der Fabrik sollte nutzbar gemacht und gleichzeitig eine reibungslose und sichere Anbindung an das öffentliche Stromnetz hergestellt werden. Die Ingenieure des Automatisierers arbeiteten hierzu mit dem örtlichen Energieversorger ‚We Energies‘ zusammen, um Anpassungen auszuarbeiten, die für einen sicheren Energiefluss in beiden Richtungen notwendig waren. Bei der Datenerfassung lag die Schwierigkeit in der genauen Festlegung, welche Informationen das Automatisierungssystem einholen sollte und welche Steuerungs- und Schutzfunktionen in das System einzubeziehen wären. Hinzu kamen Diskussionen über Steuerungsdetails sowie die Art und Weise, wie die Betriebsparameter der Motoren auf den Industriecomputern im Labor angezeigt werden sollten. „Da jeder, der von der Umstellung betroffen war, an der Planung mitwirken konnte, bekamen wir genau das, was wir wollten. Nicht zuletzt sorgte die Einbeziehung unserer Mitarbeiter in den Designprozess dafür, dass sich die spätere Umstellung im Labor reibungsloser gestaltete“, erklärt Richard Feustel, Corporate Energy Services Manager bei Briggs & Stratton.

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