To, co kdysi bylo pouhým snem, se nyní stává skutečností: Řešení Průmysl 4.0 umožňují vznik nových smluvních produktů a služeb v oblasti výroby stlačeného vzduchu.

Inteligentní řešení výroby stlačeného vzduchu jako Sigma Air Utility existují již delší dobu. Tyto takzvané hybridní balíčky služeb kombinují vysoce efektivní, inovativní produkty s inteligentními službami v oblasti techniky a prediktivní údržby. V podstatě se tato řešení stala základem Průmyslu 4.0 v sektoru výroby stlačeného vzduchu. Díky novým komunikačním technologiím a službám se tyto smluvní modely výroby stlačeného vzduchu stále zdokonalují.

Součástí těchto řešení jsou jak složky pro ošetření všech součástí tlakovzdušné stanice, která zajišťují výrobu a ošetření stlačeného vzduchu, tj. kompresory, sušičky, filtry atd., tak i periferní zařízení, jako jsou ventilační žaluzie. Kromě toho obsahují i celou řadu služeb poskytovaných po celou dobu životního cyklu tlakovzdušné stanice. Služby zahrnují přesné analýzy poptávky po stlačeném vzduchu, optimální návrh tlakovzdušných systémů, jejich údržby a servisu, možnost hospodaření s energií, jakož i navrhování nových systémů, rozšiřování systémů stávajících a investic do náhradních zařízení.

Podívejme se na jednotlivé komponenty - K plnému využití všech možností řešení Průmysl 4.0, musí komponenty splňovat dvě skupiny požadavků: ve spojení s jinými zařízeními a v reálném čase poskytovat provozní data pro monitorování a předávat všechna data nadřazeným systémům řízení. 

Moderní kompresory a komponenty pro úpravu stlačeného vzduchu jsou proto vybaveny interní regulací založenou na technologii průmyslových počítačů, které jsou schopny předávat data do nadřazeného ovládacího systému přes rozhraní, jako je Ethernet. Data generovaná těmito komponentami jsou nejprve odesílána do nadřazeného ovládacího zařízení, jako je Sigma Air Manager 2 (SAM 2). Toto zařízení plní dvě funkce: funguje jako řídicí systém tlakovzdušné stanice, a současně je i centrálním uzlem pro předávání relevantních dat.

Tyto moderní nadřazené systémy řízení musí plnit velmi náročné úkoly a musí být schopny zajistit efektivní, a co je nejdůležitější, prediktivní řízení kompresoru, s přihlédnutím k celé řadě faktorů jako jsou spínací ztráty, řídicí ztráty, atd. Dalším požadavkem je schopnost zvládnout veškerá data přicházející z kompresorové stanice - ta musí být nejprve sestavena požadovaným způsobem a potom odeslána do nadřazeného servisního střediska.

 

Více úrovní funkčnosti

Moderní regulační systémy umožňují různé úrovně zapojení externích poskytovatelů servisu. Provozovatelé tlakovzdušných systémů se mohou stále ještě rozhodovat, zda mají provádět údržbu, vyhodnocování a servis systému vlastními silami. V tomto případě je nadřízené regulační zařízení integrováno do řídicího systému provozovatele a data si může vyžádat kterákoliv část firmy provozovatele.

Provozovatelé systému se mohou také rozhodnout pro uzavření běžné servisní smlouvy. Mohou ovšem využít i dalších služeb, tj. zvolit prediktivní model servisu a údržby. Pro tento případ existuje možnost dálkové diagnostiky. Monitorování dat ze všech senzorů v reálném čase umožňuje okamžitě reagovat na neobvyklé provozní stavy, což je předpokladem pro optimální plánování servisu. Díky inteligentním prediktivním nástrojům budou provozovatelé vědět, co se bude v tlakovzdušné stanici odehrávat. Moderní řešení zajišťují nejvyšší úroveň provozní spolehlivosti a nabízejí některé klíčové výhody: 

- Zbavují provozovatele břemene provádění údržby a servisu tlakovzdušné stanice. To šetří fixní náklady na mzdy, i náklady na vlastní systém řízení servisu. 

- Outsourcing těchto služeb umožňuje zákazníkům využívat nejnovějších poznatků a odborných znalostí v oblasti technologie stlačeného vzduchu. To jsou hodnoty, které by neměly být podceňovány, protože oblast tlakovzdušného inženýrství je dnes tak složitá, že jen zřídka si mohou v běžných průmyslových firmách dovolit, aby si sami zajišťovali tak vysokou úroveň technických znalostí.

- Outsourcing těchto služeb ke specialistovi na stlačený vzduch přináší jasnou úsporu nákladů. Data z tlakovzdušné stanice jsou vyžadována, přenášena a analyzována v reálném čase. To představuje práci s obrovským množství dat. Což vyžaduje značné investice do IT infrastruktury, aby bylo možné zpracovávat a využívat tak velké objemy dat. Pro většinu provozovatelů by taková investice nebyla možná ani ekonomická.

 

Vždy aktuální 

Monitorování v reálném čase podává poskytovateli servisu podrobný obraz o tom, co se v tlakovzdušné stanici děje, kdykoliv je to požadováno. Takto podrobný monitoring není omezen pouze na hlavní komponenty systému, ale může být rozšířen i na periferní zařízení, jako je např. ovládání ventilačních žaluzií, atd. Pokud se vyskytnou nestandardní situace, je automaticky vygenerováno upozornění a odesláno servisnímu středisku. To pak okamžitě spustí preventivní opatření, aby nedošlo k poškození nebo selhání systému. Kromě toho sofistikované algoritmy vyvinuté odborníky na stlačený vzduch umožňují specialistům predikativně odhadnout, zda k poruchám může dojít v blízké budoucnosti, a pokud ano, přijmout vhodná preventivní opatření.

Tento typ údržby, který je založen na využívání nebo potřebě systému, snižuje náklady a zabraňuje selhání systému. Provozovatelům to přináší významné zvýšení spolehlivosti provozu a optimalizaci servisních nákladů, také delší životnost systému a zabezpečení požadovaného výkonu.

Výhody zákazníků vyplývající z prediktivní údržby na základě servisních dohod však spočívají nejen v záruce vysoké provozní spolehlivosti jejich tlakovzdušných systémů. Např. náklady životního cyklu mohou být sníženy až o 30 %, neboť specialisté na stlačený vzduch dokáží upravit energetickou náročnost tlakovzdušné stanice v závislosti na poptávce (např. podle stoupající nebo klesající poptávky po stlačeném vzduchu, rozšíření systému, atd.) tak, aby byl za všech okolností zajištěn optimální provoz. Není třeba zdůrazňovat, že to zvyšuje celkovou efektivnost systému.

Získávaná data jsou užitečná nejen pro servisní techniky, kteří zákazníkům optimalizují systémy, ale profituje z nich také oddělení výzkumu a vývoje poskytovatele servisních služeb. Na základě analýzy chování produktů při poruchách, jsou vývojáři schopni identifikovat druhy a příčiny poruch a využít je pro další vývoj a optimalizaci i pro další zvyšování provozní spolehlivosti svých systémů.

 

Engineering Base: ideální plánovací nástroj

Ve většině případů další klíčovou službou pro provozovatele, která umožňuje plné využití schopností

 tlakovzdušného systému Průmysl 4.0, je správné plánování tlakovzdušného systému. Služba spočívá ve shromažďování všech parametrů a komponent, které se týkají výroby stlačeného vzduchu, pro plánování do tzv. Engineering Base. Tento inovativní nástroj umožňuje systematicky sledovat každý jednotlivý aspekt tlakovzdušného systému po celou dobu jeho životního cyklu. To také slouží jako základ pro inteligentní služby jako je řízení efektivity a prediktivní údržba.

V minulosti byly systémy mapovány manuálně, na papíře. Dokumentace byla málokdy uložena pohromadě na jednom místě. Kromě toho následné změny nebyly obvykle zaznamenávány, a pokud ano, byla tato dokumentace uložena opět někde jinde. To mělo za následek, že informace týkající se tlakovzdušné stanice byly jen zřídka aktuální a neexistoval jediný, centralizovaný způsob přístupu k informacím.

Engineering Base je proto mocným nástrojem, který data správně, rychle a kompletně registruje a bezpečně ukládá. Díky jejich předávání a vyhodnocování v reálném čase zajišťuje, že jsou vždy aktuální. Do určité míry je dokonce možné stávající systémy integrovat nebo spojovat se systémy pocházejícími od různých výrobců. Ovšem za předpokladu, že tyto kompresory mají vhodný mikroprocesor.

Z hlediska projektování nových systémů povyšuje Engineering Base optimální návrh tlakovzdušných stanic na novou úroveň. To zajišťuje bezpečný a efektivní provoz přizpůsobený aktuální potřebě, a to jak po uvedení do provozu, tak i během jeho pořizování.

Získaná data jsou také ideálním nástrojem, který je k dispozici vždy, když je potřeba realizovat optimalizační opatření. Konzistentní a kompletní soubor všech dat o tlakovzdušné stanici a jejích periferních zařízeních rovněž šetří čas při rozšiřování nebo změnách konfigurace systému.

Provozovatelé, kteří využívají výhod všech nabízených řešení pro své tlakovzdušné stanice, získávají vysoce účinné nástroje a výhody přesného plánování systému. Avšak celý balíček je mnohem rozsáhlejší nežli tento výčet jeho částí: 

- nejmodernější systém z hlediska energetické účinnosti; což se projevuje maximálně možným snížením nákladů, kterého je možné v současné době dosáhnout; 

-inovativní služby, jako je prediktivní údržba, které snižují další náklady na servis v průběhu celého životního cyklu systému až o 30 % současných provozních nákladů.

Monitorování energetické účinnosti také umožňuje ještě další úspory během celého životního cyklu systému, neboť kontinuální adaptace na proměnlivé provozní podmínky zajišťuje, že systém vždy pracuje s optimálním zatížením.

 

Erwin Ruppelt, Daniela Koehler, Kaeser Kompressoren SE