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In Energiedatenerfassung investieren

Kostenkontrolle durch Condition Monitoring

Bei der Frage nach Einsparpotenzialen fällt der Blick wieder verstärkt auf die Instandhaltung als 'Kostenverursacher'. Doch ungeplante Stillstände kann sich ein Unternehmen genauso wenig leisten wie den Austausch von Teilen, die noch eine lange Restlebensdauer bieten würden. Die Frage 'Wie geht es meinen Anlagen?' hat also durchaus eine wirtschaftliche Komponente. Dabei rückt auch der Energieverbrauch in den Fokus.

Bilder: Institute of Thermography INC

Ungeplante Stillstände kann sich ein Unternehmen genauso wenig leisten, wie den geplanten Austausch von funktionsfähigen Komponenten und Bauteilen, die noch eine lange Restlebensdauer bieten würden. Und sobald ein Betrieb die Energieeffizienz in Kostenbetrachtungen einbezieht, sollte zudem die Energieaufnahme durch Zustandsparameter wie beispielsweise eine schlechte Ausrichtung nicht erhöht werden. Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen führen also auch zu der Frage: ‚Wie geht es meinen Anlagen?‘ Die Antworten auf diese Fragestellungen fallen so zahlreich wie unterschiedlich aus.

Ein sinnvoller und machbarer Ansatz zur Ermittlung von validem Datenmaterial aus dem Maschinenpark ist die konsequente Maschinenzustandsüberwachung und die Durchführung von regelmäßigen Ausrichtkontrollen. Schon vor fast 20 Jahren gab es die erste Studie zum Thema Fehlausrichtung und Energieverbrauch. Diese wurden an elektrisch angetriebenen Prozesspumpen in der chemischen Industrie in Großbritannien durchgeführt.

Die Firma ICI aus dem britischen Runcorn war sehr an diesem Projekt interessiert und führte daraufhin über mehr als ein Jahr einen Feldversuch mit etwa 100 Aggregaten durch. Das Ergebnis zeigte eben den Zusammenhang zwischen Fehlausrichtung und prozentualer Zunahme der Energieaufnahme. Beim Blick auf die Wirkung von Fehlausrichtung an Maschinen ist dieser Zusammenhang zumindest mit einem qualitativen Ansatz leicht nachzuvollziehen: Fehlausrichtung führt zuerst zu verstärkter Lagerlast und Abnutzung von Wellendichtringen. Aufgrund der schlechten Ausrichtung steigt dabei aber auch die Temperatur der Kupplung.

Fehlausrichtungen im Blickfeld der Messtechnik

Stand der Technik für die Ausrichtung ist zwischenzeitlich die Benutzung von Lasersystemen, die schon seit mehr als 25 Jahren verfügbar sind. Prüftechnik, Anbieter von laseroptischen Präzisionsmesssystemen, hat nach eigenen Angaben damals mit ‚Optalign‘ den Standard om der weltweiten Industrie gesetzt. Das laseroptische Wellenausrichtsystem dient dazu, Wellenversatz und Winkelfehler zu ermitteln und basierend auf den geometrischen Daten der Maschine die Korrekturwerte pro Maschine beziehungsweise Maschinenfuß zu errechnen und auszugeben.

Grenzwerte für die erlaubte Fehlausrichtung werden vom Systemanbieter empfohlen und inzwischen von vielen Firmen als Richtwerte übernommen. Bei der Implementierung von Laserausrichtprogrammen gibt es verschiedene Ansätze. Das Minimum ist die Ausrichtung von neu aufgestellten Maschinenzügen. Eine regelmäßige Ausrichtkontrolle ist von Vorteil, wobei hier zu beachten ist, dass diese nur bei stehender Maschine durchgeführt werden kann. Eine gute Kombination stellt die Schwingungsanalyse dar, welche auch bei laufender Maschine durchgeführt werden kann und in der Lage ist, Hinweise auf eine Fehlausrichtung zu geben. In Zeiten knapper Budgets zählt für die Verantwortlichen der richtige Weg für die Einführung von Maschinenzustandüberwachung. Es gibt keine Toleranz für Fehlentscheidungen. Aus diesem Grund müssen sich die Verantwortlichen vor der Systemeinführung genau überlegen, welches Ziel erreicht werden soll.

Auswirkungen auf den Maschinenpark

Am Anfang sollte dabei eine Situationsanalyse stehen, die sowohl die Rolle der Maschinen und Anlagen im Produktionsprozess als auch die Ausfallshäufigkeiten mit einbezieht. Als Grundlage dienen hierfür die Ansätze der Fehler-Möglichkeiten-Einfluss-Analyse oder ‚Failure Mode and Effects Analysis‘ (FMEA). Der Vorteil dieses Ansatzes besteht in einer umfassenden Betrachtung, die wirtschaftliche Auswirkungen mit einbezieht. Die FMEA stellt dazu eine Methodik zur Verfügung, welche die systematische Vorgehensweise bei der Einteilung der Maschinen und Anlagen nach unterschiedlichsten Kriterien erlaubt. Das beginnt mit Gefahren für Leib und Leben oder die Umwelt bis hin zu möglichen Beeinträchtigungen des Produktionsprozesses.

Auch beispielsweise die Verfügbarkeit von Ersatzteilen, das Vorhandensein von Backup-Aggregaten und die Wichtigkeit für den Produktionsprozess gilt es, in Erwägung zu ziehen. Allein eine Aussage zum Vorhandensein von Backup-Aggregaten ist ebenfalls schon das Ergebnis eine Prozessanalyse: Das Aggregat ist wichtig für den Prozess und so günstig, dass es sich auch aus Gründen der Produktionssicherheit lohnt, dieses zweimal zu haben. Für viele Maschinen ist das allerdings nicht möglich, beispielsweise für Zementmühlen in einem Zementwerk oder Turbinen und Großlüfter in einem Kraftwerk. Außerdem kann der Bedarf an Backup-Maschinen nur bei der Planung ganzer Produktionsanlagen sinnvoll berücksichtigt werden.

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