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In diesem Beitrag möchten wir Ihnen eine weitere Idee zur Optimierung der Instandhaltungskosten als auch zur Energieoptimierung geben. Nämlich die Zustandsorientierte Instandhaltung der Drucklufterzeugung. Gründe dazu finden Sie hier.

Zustandsorientierte Instandhaltung der Drucklufterzeugung: Die Motivation

Die Erzeugung von Druckluft ist sehr teuer und sollte daher so sparsam wie möglich eingesetzt werden. Nur etwa 5 bis 6 % der eingesetzten elektrischen Energie werden für die Druckerhöhung eingesetzt. Der Rest wird vor allem in Abwärme umgewandelt. Nach der Nutzung der erzeugten Druckluft geht diese i. d. R. wieder in die Atmospäre. Somit zählt die Drucklufterzeugung, trotz ihrer immensen Vorteile, wohl zu einer der teuersten als auch ineffizientesten Verfahren, die eingesetzt werden. Und aus diesem Grunde lohnt sich der Blick auf eine Zustandsorientierte Instandhaltung der Drucklufterzeugung. Und diese wieder im Verbund mit der möglichen Steigerung der Energieeffizienz.

Die Idee(n)

Zustandsorientierte Instandhaltung Drucklufterzeugung

Zustandsorientierte Instandhaltung Drucklufterzeugung

Technisch kann dies wie folgt beschrieben werden:

1. Die Überwachungseinrichtungen am Motor / Antrieb selbst

Elektrische Überwachung

  • Energie- und Stromwerterfassung in Echtzeit zur möglichen Optimierung (CO2-Bilanz)
  • Zustandsveränderungen des Systems auf Basis der elektrischen Direktparameter feststellen
  • Erkennen von möglichen Trend- und Lastverhalten im laufenden Betrieb
  • Instandhaltungsmassnahmen können auf den Zustand geplant werden (z. B. Motorenwickeln, Lagertausch)
  • Zustandsveränderungen der Netzqualität erkennen und ggf. Optimieren

Temperaturüberwachung

  • Zustandsveränderungen als Symptom-Indikator
  • Zur Ursachenanalyse bestens im Verbund mit weiteren Indikatoren geeignet
  • Erkennen von möglichen Trendverhalten
  • Schadensvermeidung durch rechtzeitiges Abschalten

Mechanische Überwachung

  • Der Ultraschall gibt Hinweise auf den mechanischen Zustands des Antriebs
  • Zustandsveränderungen sind frühzeitig erkennbar
  • Erkennen von möglichen Trendverhalten
  • Vorbeugung von ungeplanten Ausfällen
  • Instandhaltungsmassnahmen können auf den Zustand geplant werden (Kosten- und Zeitoptimierung)

2. Die Überwachungseinrichtungen am Verdichter

Mechanische Überwachung Verdichter (Wälzlager)

  • Der Ultraschall gibt Hinweise auf den mechanischen Zustands des Verdichters
  • Zustandsveränderungen sind frühzeitig erkennbar
  • Vorbeugung von ungeplanten Ausfällen
  • Instandhaltungsmassnahmen können auf den Zustand geplant werden (Kosten- und Zeitoptimierung)

Temperaturüberwachung Verdichter (Öltemperatur)

  • Zustandsveränderungen als Symptom-Indikator (zu wenig Öl, Thermostat defekt, Kühler defekt)
  • Zur Ursachenanalyse bestens im Verbund mit weiteren Indikatoren geeignet
  • Schadensvermeidung durch rechtzeitiges Abschalten

3. Die Überwachungseinrichtungen am Druckspeicher

Ultraschall auf der Druckleitung

  • Strömungsüberwachung (Druckaufbau ja/nein/wann)
  • Zustandsveränderungen sind frühzeitig erkennbar (z. B Diagnose einer Leckage)
  • Erkennen von möglichen Trend- und Lastverhalten
  • Zur Ursachenanalyse bestens im Verbund mit weiteren Indikatoren geeignet
  • Reduktion von Kosten von ungenutzter Druckluft und somit CO2-relevant

Druckerfassung am Speicher

  • Im Verbund mit dem Drucksensor nach der Luftaufbereitung (Differenzdruckerfassung)
  • Zustandsveränderungen sind frühzeitig erkennbar (z. B verschmutzter Filter, Leckagen, Vereisung)
  • Dauerhaft zu schnelle Entladungen unter ein Minimum deuten auf Leckagen oder Unterdimensionierung
  • Dauerhaft zu langsame Entladungen über ein Minimum deuten auf eine mögliche Überdimensionierung
  • Reduktion von Kosten von ungenutzter Druckluft und somit CO2-relevant

Hinweis: Die Reduktion des Netzdruckes um 1bar bewirkt bereits eine Einsparung der elektrischen Energie um ca. 6-8%

4. Redundanz-Steuerung

Um die Produktionssicherheit sicher zu stellen, werden oftmals zwei oder mehr  Kompressoren eingesetzt. Sinnvoll wäre eventuell, die Betriebsstunden via Wechselsteuerung zu harmonisieren (Alterungs-  und Verschleissharmonisierung). Fällt zudem einer der beiden Kompressoren aus oder wird gewartet, kann der andere übernehmen.

Fazit im Verbund mit einer ISO50001-Strategie:

  • Der Wirkungsgrad kann erhöht und somit die Energiekosten gesenkt werden
  • Schnelle Schadensfeststellung
  • Erkennen, ob und wann sich Probleme anbahnen
  • Logbücher, Dokumente und Nachweise werden automatisch mit digitalisiert
  • Es wird automatisch ein Beitrag zur CO2-Reduktion geleistet
  • Im Kontext Energy Management System ISO50001-Konformität
  • PEX und OPEX reduzieren sich automatisch
  • Das ganze System ist skalierbar – der ROI tritt schnell ein
  • Eine Instandhaltungs-Strategie auf den betrachteten Objekten entfällt, da automatisiert
  • Die Nachhaltigkeit und Ressourcenschonung wird positiv beeinflusst
  • Die Daten können bilanziert werden
  • Instandhaltung wird nur dann durchgeführt, wenn der Zustand die Notwendigkeit anzeigt
  • Von einer Vorausschauenden Wartung zur Zustandsorientierten und somit Zukunftsorientierten Instandhaltung

 

 

Impressum: Diese Idee wurde gemeinsam von Gubser Service und der Camille Bauer Metrawatt ausgearbeitet.

Die Zuverlässigkeit der Datensicherheit in Rechenzentren hängt von vielen unterschiedlichen Faktoren ab. So zum Beispiel von der Energieversorgung und Betriebssicherheit der Stromversorgung. Dies bezeichnen wir in diesem Blog als elektrische Datensicherheit. Die Bedingungen für elektrische Datensicherheit müssen zur Erreichung der Stufen Tier 1 – 4 ständig stetig überwacht werden. Dabei ist es für Sie ratsam, Parameter der Netzqualität, der Energie und der Fehlerstromerkennung als auch der Cyber-Security gemeinsam zu überwachen.

Bild 1: https://www.hpe.com/ch/de/what-is/data-center-tiers.html (31.1.2020); Quelle: Camille Bauer Metrawatt AG (eigenes Design)

Elektrische Datensicherheit und das Problem

Verschiedene Studien haben gezeigt, dass schlechte Netzqualität Kosten verursachen. Diese gehen jedes Jahr in die Milliarden. Schon im Jahr 2007 schätzte die Umfrage Pan-European LPQI Power Quality Survey, dass sich der Schaden jährlich auf umgerechnet 150 Milliarden Dollar beläuft. In der Zwischenzeit sind die damit für jeden einhergehenden Herausforderungen ständig gestiegen. Und das gilt besonders für Rechenzentren.

Die grundlegenden Anforderungen an ein Rechenzentrum

Bei der Planung der Energieversorgung eines Rechenzentrums sind viele Anforderungen zu berücksichtigen:

  • Sicherer Standort hinsichtlich Energieversorgung und Umweltbedingungen
  • Hohe Energieeffizienz zur Minimierung der Betriebskosten
  • Maximale Verfügbarkeit durch Redundanzen (USV, Generatoren)
  • Hohe Sicherheit (Brandschutz, Zugang, Abwehr von Cyberattacken)
  • Systemstabilität und Zuverlässigkeit der verwendeten Geräte
  • Möglichkeit für spätere Expansion
  • Kompatibilität mit der Norm z.B. nach DIN EN 50600 etc.
  • etc.

Mögliche Lösungen für eine Elektrische Datensicherheit

1. Investitionsabsicherung durch gute Netzqualität (PQ)

Bild 2: Netzqualität vereinfacht Quelle: Camille Bauer Metrawatt AG

2. Anlagenschutz durch Differenzstrom- und Fehlerstromüberwachung

Das Risiko

Differenzströme (Residual Current Monitoring – RCM) in Niederspannungsnetzen (z. B. Rechenzentren), die nicht oder zu spät erkannt werden, stellen ein wesentliches Sicherheitsrisiko dar:

  • Fehlerströme und Verfall der Isolation werden durch defekte / schlechte Komponenten hervorgerufen (z.B. Schaltnetzteile, LEDs, Serversysteme, PV usw.)
  • Im Rechenzentrum sollte / darf bei einem Fehler nicht abgeschaltet werden!
  • Überhitzte Kabelisolierung verursacht ein Brandrisiko!
Die Lösung

Entdecken riskanter Fehlerströme durch eine permanente Differenzstrommessung und dadurch Erhöhung des sicheren Betriebs von elektrischen Systemen.

Bild 3: Differenzstrom-Überwachung Quelle: Camille Bauer Metrawatt AG

Die Vorteile
  • Zeitaufwendige manuelle Überprüfungen werden nicht mehr benötigt (Abschaltthema)
  • Kontinuierliche Überwachung anstatt Status-Quo
  • Rechtliche Sicherheit hinsichtlich Gesetz, Wirtschaftsprüfern (Vermögensschutz) und Versicherungsgesellschaften
  • Permanente Schadensvermeidung an Mensch und Equipment

3. Elektrische Datensicherheit durch Cyber-Security

Bedrohung durch Cyber Attacken

Bild 4: Bedrohung durch Cyber Attacken

Das Thema Cyber-Security wird aufgrund der stetig wachsenden Vernetzung immer wichtiger. Speziell in den Bereichen der kritischen Infrastruktur. Aufgrund der Bedrohungslage ist dort eine wirksame Cyber Security essenziell. Somit auch sehr spezifisch in Rechenzentren und betrachtet unter dem Thema “Elektrische Datensicherheit”.

Den kompletten Blog-Beitrag zur Cyber-Security finden Sie hier

Komplette Lösungen für Ihr Rechenzentrum finden Sie hier

Gerade im Bereich von einem Daten-Monitoring fordern Sie mit Recht ein hochansprechendes HMI [Human Machine Interface]. Daraus soll schliesslich ein multifunktionaler Systemüberblick erzeugt werden. Dabei sollten Sie jedoch die wachsende Komplexität im Blick behalten. Es besteht die Gefahr, dass neue Datenfriedhöfe entstehen, die zuvor Geld gekostet haben und keinen Nutzen erzeugen. Es hilft Ihnen sicher nicht weiter, scheinbar mehr und mehr zu sehen. Und trotzdem verlieren Sie den Überblick aufgrund von einem Übermass an Informationen.

Multifunktionaler Systemüberblick? Was kann Ihnen dabei helfen

Wir schlagen Ihnen dazu die SmartCollect® SC² vor. Hierbei handelt sich um eine skalierbare HMI-/SCADA-Software. Diese visualisiert komfortabel Ihre Messdaten. Entweder für Ihre elektrische Verteilung als auch weiterer physikalischen Grössen. Aber auch physikalisch unabhängige Informationen kann die Software verarbeiten. Im Unterschied zu den üblichen visuell weniger ansprechenden SCADA-Softwaresystemen, baut die SmartCollect® SC² auf einer neuen ultramodernen webbasierten Plattform auf. Im folgenden erfahren Sie mehr über die wesentlichen Kernmodule.

Interaktives Einlinien-Diagramm als multifunktionaler Systemüberblick

Interaktives Einlinien-Diagramm der SmartCollect SC2

Im Grundsatz beginnt der Aufbau der Software mit diesem Modul. Es überwacht kontinuierlich aller in die
Infrastruktur integrierten Stromkreise. Dabei bietet es Ihnen einen kompakten Überblick. Für die Übersichtsdarstellung als Einzelliniendiagramm können Sie mühelos Ihr individuelles Anwendungsdesign definieren. Zugeschnitten auf Ihre Bedürfnisse.

Interaktive 2D/3D-Ansichten für Ihre Manager Perspektive

Interaktive 2D/3D-Ansichten der SmartCollect SC2

Sie möchten gerne die energetische Infrastruktur aus einer Manager-Perspektive einsehen? So wünschen Sie es sich als betriebswirtschaftliche oder auch als gesamtverantwortliche Führungsperson. Diese erlaubt es Ihnen nämlich, spezifisch individuelle Performance-Indikatoren einer Fabrik, einer einzelnen Anlage, eines Gesamtkomplexes, etc. zu überwachen. Nicht zuletzt auch, um womöglich mit anderen vergleichbaren Unternehmen oder Standorten einen Benchmark zu betreiben.

Multifunktionaler Systemüberblick aus dem Energie Monitoring System [EMS]

Energie Monitoring System [EMS] der SmartCollect SC2Der hohe Grad der Datenerfassung gibt Ihnen eine volle Transparenz auf die Energiedaten. Für analytische Zwecke (z.B. Reduzierung des CO2-Ausstosses, Steigerung der Energieeffizienz sowie zur Bewertung von Einsparpotenzial, usw.) unterstützt Sie das EMS. Dazu helfen Ihnen diverse Panel-Ansichten innerhalb des EMS-Dashboards. Zudem unterstützen Sie verschiedene Berichtsfunktionen bei Ihrer individuellen Geschäftsanalytik.

Multifunktionaler Systemüberblick mit einer raffinierte Zoomfunktion

Raffinierte Zoomfunktion der SmartCollect SC2Mit der Zoomfunktion können Sie direkt auf dem Dashboard genaue Analysen vornehmen. Beim Zoomen werden alle Parameter in der Übersicht auf dem Dashboard synchronisiert. Somit sind Sie in der Lage, alle in Verbindung stehenden Grössen ins Verhältnis zueinander zu setzen.

Optimale WebGUI-Integration

Optimale WebGUI-Integration der SmartCollect SC2Die Software unterstützt Ihre individuelle Integration von Geräte-WebGUIs. Dadurch können Sie, je nach Gerätefunktion, direkt auf verschiedene zusätzliche Details der Messstelle zugreifen. Auch eine Fernkonfiguration können Sie einfach durchführen. Bei Camille Bauer Messgeräten natürlich ausschliesslich mit den sehr hohen Cyber Security Standards nach ENEL GSTQ901.

Funktionales Trend-Dashboard als multifunktionaler Systemüberblick

Funktionales Trend-Dashboard der SmartCollect SC2Das hochmoderne Trend-Dashboard zeigt Ihnen zuverlässig alle relevanten Informationen. Dabei haben Sie alle kritischen Messwerte dauerhaft im Blick. Das Datendesign wird auf Ihre individuellen Bedürfnisse aufgebaut. Auch hier hilft Ihnen die raffinierte Zoomfunktion beim Analysieren. Zudem definieren Sie Ihre individuellen Zeitbereiche, die Sie als Trend überblicken wollen.

Flexible Datenkommunikation – ein Muss

Die Software bietet Ihnen zudem eine grosse Varianz verschiedenster Datenformate. Dies für Ihre eingehenden, ausgehenden und geschützte Daten (z. B. Modbus TCP/IP, IEC61850, DNP3, IEC60870-5-104, UPC UA/DA, usw.). Daten können Sie zudem standardmässig im csv-Format exportieren. Und dies im tatsächlichen Rohformat oder auch formatiert für eine MS Excel-Anwendung. Weitere Formate können individuell programmiert und konfiguriert werden.

Erfahren Sie mehr unter SmartCollect® SC².

“Die aktuelle Version PQDiffractor steht nun online zum Download bereit.”

Was jedoch ist eigentlich die aktuelle Version des PQDiffractor?

Eine Power Quality Software, wie zum Beispiel die PQView 4 oder DranView 7, bietet Ihnen eine reibungslose Schnittstelle für die Anzeige von PQDIF- und COMTRADE-Dateien. Darüber hinaus bieten die Softwarelösungen eine Fülle weiterer Funktionen, zum Beispiel zur Überwachung und Analyse der Netzqualität. Was aber, wenn Sie die Investition einer Software scheuen weil Sie nur eine View zur Grobanalyse benötigen? Dafür ergeben sich zwei mögliche Lösungsvarianten. Erstens, die aktuelle Version des PQDiffractor und zweitens, ein multifunktionales Web-Interface.

Die aktuelle Version des PQDiffractor funktioniert als PQDIF- und COMTRADE-Viewer zum Betrachten, Durchsuchen, Diagnostizieren und Konvertieren von PQDIF- und COMTRADE-Dateien. Und dies kostenlos.

Option 1: Die Betrachtung und Analyse der Daten mittels der aktuellen Version des PQDiffractor

PQDIFFRACTOR

Wenn Sie nur einen Viewer benötigen, ist PQDiffractor® der kostenlose PQDIF- und COMTRADE-Viewer genau das richtige.

Was kann die aktuelle Version PQDiffractor:

  • Lesen von binären PQDIF-Dateien unter Verwendung der Spezifikationen von IEEE Std 1159.3-2003
  • Lesen von ASCII- oder binären COMTRADE-Dateien unter Verwendung der Spezifikationen von IEEE Std C37.111-1991 oder C37.111-1999
  • Anzeigen von Listen der Datenquellensätze in jeder PQDIF-Datei
  • Anzeigen von Listen mit analogen und digitalen Kanälen aus COMTRADE-Konfigurationsdateien
  • Erstellen von interaktiven Diagrammen aus PQDIF-Beobachtungen mit Kanälen beliebiger Größenart
  • Anzeigen von Stichproben aus analogen COMTRADE-Wellenformen und digitalen Statuskanälen
  • Exportieren der angezeigten Beobachtungen in Microsoft Excel als CSV-Dateien

Und Sie haben korrekt gelesen. Die aktuelle Version PQDiffractor ist kostenlos und verbindet Sie mit den aktuellen Geräten der Serie MAVOWATT, HDPQ, LINAX PQ3000, LINAX PQ5000, LINAX PQ1000 und LINAX PQ5000-MOBILE problemlos.

Option 2: Die Betrachtung und Analyse der aufgezeichneten PQ-Daten via integriertem Web-Browser

Web Browser

Für die Parametrierung des Messgerätes als auch die Bewertung der Messergebnisse ist keine externe Software erforderlich. Das Web-Interface stellt alle erforderlichen Funktionen zur Verfügung. Diese Funktionen sind via Endgeräten (als Beispiel Smartphone, Tablet,  Laptop, Desktop, Server über die LAN-oder WLAN-Schnittstelle) mittels einer IP-Adresse erreichbar. Ein zuständiges WebGui führt den Anwender durch die Menüs. Dabei soll die Einfachheit in der Bedienung hervor gehoben werden. Weil dabei der Vorteil klar auf Hand liegt: Es bedarf keiner externen Software, die den Administratoren zusätzlich Kopfweh bereiten. Und dies bei mobilen als auch stationären Anwendungen. Und zwar Cyber Secure.

Anwendungsfelder für die aktuelle Version des PQDiffractor als auch des integriertem Web-Browser

  • Kleinere Verteilnetz-Systeme
  • Stadtwerke
  • Energieerzeuger (z. B. grosse PV-Anlagen, Windparks, Hydropower, Kohle und Gas, Nuklear, etc.)
  • Industrie (z. B. Halbleiter, Stahl, Automotive, Pharma, Aviation, usw.)
  • Infrastruktur (z. B. Bahn, Metro, Flughafen, usw.)
  • Rechenzentren
  • Kliniken
  • Labore
  • Institute
  • Hochschulen
  • Universitäten
  • Behörden
  • Militär
  • Anwendungen, die auf Distanz via VPN erreicht werden sollen
  • usw.

Im SmartCollect SC²-Dashboard werden für Sie alle erforderlichen Information zuverlässig und strukturiert angezeigt. Dabei halten Sie alle kritischen Messwerte im Blick. Das Datendesign wird auf Ihre individuellen Bedürfnisse der Anwendung und des Anwenders zugeschnitten. Darüber hinaus werden die Messwerte vom System automatisch zu einander synchronisiert und können von Ihnen mittels einem raffiniertem Zoom zur Analyse heran gezogen werden.

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SmartCollect® SC² ist eine skalierbare HMI-/SCADA-Software. Im Unterschied zu den üblichen visuell weniger ansprechenden SCADA-Softwaresystemen, baut SmartCollect®SC² auf einer ultramodernen Plattform mit einer webbasierten grafischen 2D/3D-Benutzeroberfläche auf. Zu der hohen Anwenderfreundlichkeit von SmartCollectt®SC² bietet das System neben leistungsstarken Kommunikations- und Softwareschnittstellen auch flexible Erweiterungsoptionen.

Die Software ist aktuell in 4 Editionen erhältlich:

  • Starter Edition
  • Standard Edition
  • Professional Edition
  • Enterprise Edition

Zudem kann die Software mit einem modernen Energy Monitoring System (EMS) als Plug-in ausgestattet werden.

Key Features der Software:

  • Interaktive Einlinien-Diagramme
  • Funktionale Dashboards
  • Sicherer webbasierender Aufbau
  • Ereignis- und Warnmeldungen
  • Flexible Datenkommunikationen
  • Einbindung von Geräten verschiedener Hersteller
  • Interaktive 2D/3D-Ansichten
  • EMS: Energy Monitoring System (Dashboard & Berichtserstellung)
  • Raffinierte Zoomfunktionen
  • Individuelle WebGUI-Integrationen