Paul Clark en Brian Barnes, Business Line Managers van de divisie Atlas Copco Compressor Technique Service, leggen uit hoe intelligente oplossingen voor verbonden compressoren de bedrijfstijd verhogen en de productiekosten verlagen.
Digitalisering heeft een transformerend effect op industriële organisaties. De combinatie van op sensoren gebaseerde data-acquisitie, draadloze communicatie en analyses geeft installatietechnici nieuw inzicht in de prestaties van een breed scala aan bedrijfsmiddelen. Door te weten hoe machines en systemen presteren - vaak in real-time - is het mogelijk om weloverwogen beslissingen te nemen, waardoor activiteiten worden gestroomlijnd en kostenbesparingen worden gerealiseerd.
Verbonden compressoren
Verbonden compressoren zijn een goed voorbeeld van deze opwindende innovatie. De nieuwste technologieën bieden de middelen om uptime, energie-efficiëntie en de staat van de machine vanaf externe locaties te controleren via smartphones en andere apparaten. Deze mogelijkheid kan de betrouwbaarheid helpen verbeteren en het energiegebruik op de fabrieksvloer helpen verminderen en is de reden waarom connectiviteit moet worden beschouwd als een essentiële factor bij de specificatie van een nieuwe compressor.
Het implementeren van dit soort op Industrial Internet of Things (IIoT) gebaseerde intelligente mogelijkheden binnen een productieorganisatie hoeft niet duur, complex of tijdrovend te zijn. De nieuwste generatie toonaangevende compressormerken is standaard voorzien van connectiviteit en kan eenvoudig achteraf op bestaande apparatuur worden aangebracht. Connectiviteit biedt dus direct uitzicht op productiviteitsverbetering en biedt exploitanten van fabrieken het vertrouwen en de mogelijkheid om een breder programma voor digitale transformatie op te starten.
Maar welke soorten connectiviteitsoplossingen zijn er beschikbaar? En wat voor inzicht kunnen ze bieden? Hier volgen antwoorden op enkele fundamentele vragen over verbonden compressoren die gebruikers in staat zullen stellen snel en kosteneffectief slimme inzichten te verkrijgen.
Essentiële overwegingen
Perslucht is naar schatting goed voor ongeveer 12% van alle energie die in de industrie wereldwijd wordt gebruikt, en kan in sommige installaties zelfs 40% bedragen. Het is een cruciaal onderdeel in een moderne fabriek, dat wordt gebruikt voor een uitgebreide reeks toepassingen, waaronder het aandrijven van pneumatische gereedschappen en het werken binnen productielijnen. Het garanderen van de betrouwbaarheid van een persluchtvoorziening en het optimaliseren van het gebruik ervan zijn daarom essentiële overwegingen.
Altijd op de hoogte zijn van de status van persluchtapparatuur is de beste manier om opkomende problemen op te sporen, potentiële energiebesparingen aan het licht te brengen en maximale uptime te bieden voor compressoren en productielijnen.
Met de smart controller-technologie kunnen installatiemanagers al jarenlang de prestaties van compressoren volgen via MODBUS- of PROFIBUS-internetverbindingen die zijn gekoppeld aan een centraal fabrieksmanagementsysteem. Dergelijke besturingssystemen fungeren als het "brein" van een compressor: ze verzamelen gegevens via ingebouwde sensoren, verwerken die en geven de managers van de installatie vervolgens een overzicht van de prestaties van hun persluchtsysteem.
De recente vooruitgang in de digitalisering en de opkomst van concepten als Industry 4.0 hebben echter geleid tot een stapsgewijze verandering in de slimme productie. Dankzij technologieën voor bewaking op afstand is het nu mogelijk om industriële apparatuur via een beveiligd netwerk te verbinden met mobiele apparaten, tablets en smartphones. Door bewaking op afstand mogelijk te maken, kunnen operators de belangrijkste prestatieparameters van compressoren, zoals druk, debiet, toerental van motoren en drogers, in de gaten houden en zo nodig aanpassingen doorvoeren via de handmatige interface van een compressor.
Dit biedt managers van fabrieken een veel flexibeler en zinvoller inzicht in hun dagelijkse werkzaamheden en persluchtproductie, wat de efficiëntie verhoogt en energie bespaart. Laten we eens in meer detail bekijken hoe dit type slimme connectiviteit werkt en welke voordelen het oplevert.
Hoe slimme connectiviteit werkt
In de praktijk verzamelt een klein sensorpakket, gemonteerd op oudere apparatuur of geïntegreerd in nieuwe compressoren, gegevens over een breed scala aan parameters zoals bedrijfsuren, temperatuur, olietemperatuur en druk. Op nieuwe compressoren van toonaangevende merken wordt de sensor standaard geleverd, maar bij retrofit-toepassingen, waarbij de sensor niet is ingebouwd, kan de installatie in een paar uur worden voltooid.
De gegevens worden draadloos of via ethernet doorgestuurd naar een centrale server, waar ze worden geanalyseerd en gepresenteerd via een eenvoudig dashboard voor de klant, met informatie over "gebeurtenissen", zoals potentiële storingen/drukdalingen/vereist onderhoud. Wanneer een operator de gegevens lokaal wil monitoren, is er een slimme visualisatie- en bewakingsoplossing ontwikkeld. Dit is voor klanten met machines die via een controller area network zijn aangesloten en die niet willen dat hun gegevens buiten hun eigen netwerk worden overgedragen.
Een van de nieuwste ontwikkelingen van deze technologie is een gemakkelijk te installeren, clamp-on unit voor compressoren met een vermogen tot 30 kW. Voor de werking ervan is geen extra energiebron nodig, aangezien de unit eenvoudig aan het binnenkomende netsnoer wordt bevestigd om energie van de machine te gebruiken terwijl deze in bedrijf is.
Hoe verbonden compressoren voordelen opleveren
Het is duidelijk dat verbonden compressoren snel en eenvoudig kunnen worden geïntegreerd in een intelligente productieomgeving. Maar het verzamelen en analyseren van gegevens biedt alleen waarde als de informatie op een zinvolle manier wordt gebruikt.
Met de slimme connectiviteitsoplossing van een grote compressorfabrikant zijn er drie serviceniveaus beschikbaar, afhankelijk van de hoeveelheid informatie die nodig is. Deze niveaus worden aangeduid als service, uptime en energy:
Service: meer dan 30 datapunten worden actief bewaakt, waardoor inzicht wordt verkregen in de gezondheid van de compressor door alle vitale functies te volgen. Deze informatie helpt ervoor te zorgen dat machines in goede staat worden gehouden, en ondersteunt de levering van tijdige service, het inroosteren van geplande bezoeken en het maken van onderhoudsrapporten. Door deze informatie te delen met compressorfabrikanten kunnen aanbevelingen voor prestatieverbetering worden gedaan, samen met algemene suggesties en advies.
Met een onderhoudscontract, zoals een serviceplan voor totale verantwoordelijkheid, kan de leverancier van apparatuur de volledige zorg voor de persluchtapparatuur van een klant op zich nemen - door te zorgen voor tijdig onderhoud door service-experts, originele onderdelen, upgrades, revisies en volledige risicodekking. Dit alles draagt bij aan een optimale gezondheid van de machine, lagere kosten en uiteindelijk gemoedsrust.
Uptime: het plotseling uitvallen van apparatuur en machines kan leiden tot productieverlies en verminderde winstgevendheid. Een vroegtijdige waarschuwing voor potentiële problemen, zoals een laag oliepeil of een slechte kwaliteit van de droger, stimuleert een snelle reactie, zodat klanten actie kunnen ondernemen en de zaken volgens plan kunnen blijven draaien. Het slimme bewakingssysteem geeft vroegtijdige waarschuwingen via meldingen die naar de computer of smartphone worden gestuurd. Binnen het aanbod van beschikbare serviceplannen van de leverancier kunnen problemen ook proactief worden aangepakt.
Ondertussen wordt de gezondheid van de apparatuur in kaart gebracht door middel van geïntegreerde lagercontrole via SPM, de schokpulsmethode. Deze procedure houdt kritieke componenten in het oog en waarschuwt wanneer ze moeten worden vervangen. Deze geïnformeerde benadering van onderhoud levert een maximale beschikbaarheid van machines op, waardoor de uptime voor klanten met ten minste 3% toeneemt.
Energy: nu perslucht een aanzienlijk percentage van het energiegebruik in industriële installaties voor zijn rekening neemt, is de mogelijkheid om de energie-efficiëntie van apparatuur te analyseren en te optimaliseren een belangrijke overweging.
Dit niveau van slimme connectiviteit biedt een scala aan informatie over het energiegebruik – van snelle overzichten op het dashboard of de mogelijkheid om dieper te graven voor op maat gemaakte rapporten.
Op basis van slimme algoritmen en deskundige analyse kan proactieve probleemoplossing worden ingezet om de energie-efficiëntie op een optimaal niveau te houden, door afwijkingen in een vroeg stadium te signaleren en te verhelpen.
Met deze informatie kunnen klanten tot 30% op hun stroomverbruik besparen door hun energie-efficiëntie te verbeteren, en het kan een krachtig middel zijn om te voldoen aan certificeringen zoals ISO50001.
Toegang tot gegevens
Operationele gegevens, aanbevelingen, waarschuwingen, servicetijdlijn en meer zijn beschikbaar via all-in connectiviteitsplatforms die toegankelijk zijn op een computer, tablet of smartphone. Het stelt abonnees in staat de operationele prestaties van hun installatie te bewaken, te analyseren en te optimaliseren, waar en wanneer dan ook.
Een recente ontwikkeling op het gebied van slimme bewaking op afstand is een aanpasbare mobiele app die snel en eenvoudig toegang biedt tot informatie over compressoren. Samen met luchtcompressorhandleidingen en servicehistorie biedt het de mogelijkheid om een bezoek van een servicemonteur te boeken. Met pushmeldingen kunnen klanten persluchtsystemen in optimale conditie houden. Elke machine van een leverancier kan op serienummer worden toegevoegd. Apparatuur hoeft geen netwerk te hebben om toegang te krijgen tot alle beschikbare informatie - hoewel verbinding via de cloud de beste ervaring biedt.
Slimme connectiviteit in actie – klanttoepassingen in de praktijk
Slimme connectiviteit is een beproefde technologie die door duizenden eindgebruikers in een breed scala van industriële markten wordt gebruikt. In veel gevallen heeft de vooruitziende blik geholpen om ernstige gevolgen te voorkomen, variërend van defecte apparatuur tot oververhitting en potentieel brandgevaar. Hier volgt een selectie van toepassingen bij klanten in de praktijk:
Potentiële brandschade van € 10 miljoen vermeden bij afvalverwerkings- en recyclingbedrijf.
Een afvalverwerkings- en recyclingbedrijf werd stilgelegd in verband met overbelasting van een compressor met variabele toerentalregeling. Het diagnoseteam controleerde het voorval en gaf dezelfde dag nog een melding door. Een technicus van de leverancier bezocht de locatie van de klant om het probleem te onderzoeken en ontdekte een losse aansluiting bij een inkomende isolator. Dit veroorzaakte doorbranden van de isolator en verlies van één fase. De klant stond op het punt om de installatie weer in gebruik te nemen na een brand met € 7 miljoen schade, een gebeurtenis die nu mogelijk in de toekomst voorkomen kan worden.
Datapatronen onthullen aanwijzingen over hoge temperaturen in een halfgeleiderfabriek.
Bij een halfgeleiderfabrikant werden overuren van slimme gegevens geanalyseerd, waaruit bleek dat de temperatuurwaarden van het element op een oudere compressor constant hoog waren. Dit wees erop dat het element inefficiënt werd naarmate het ouder werd. De klant overweegt nu het oude element te reviseren, terwijl het serviceteam van de leverancier de gegevens van de compressor nauwlettend in de gaten houdt om ervoor te zorgen dat er geen stilstand is op locatie.
Bevroren condensafvoer die tot € 94.000 uitvalkosten had kunnen leiden.
Een koudegolf zorgde ervoor dat de compressoren van een graanproducent bij een bijzonder lage omgevingstemperatuur draaiden. Slimme technologie pikte waarschuwingen op van de elektronische condensaatafvoeren van de units en bracht een servicemonteur ter plaatse. Dankzij deze vroegtijdige interventie kon de klant tijdelijke verwarmingselementen installeren en zo voorkomen dat de afvoeren zouden bevriezen. Dit had kunnen leiden tot schade aan de compressorelementen en tot condensatie in het persluchtnet. Bovendien werden uitvalkosten van ongeveer € 94.000 vermeden.
Reparatie van droger voorkomt dat fabrikant van levensmiddelen in de knel komt.
Een intelligent systeem signaleerde een hoge dauwpunttemperatuur op een droger bij een jamfabrikant. De systeembeheerder van de compressorleverancier vroeg onmiddellijk om een servicemonteur ter plaatse te sturen om het probleem te onderzoeken. Er bleek een storing in de droger te zijn, die de monteur snel kon verhelpen. Natte lucht die in het jamproductieproces werd geleid, had tot productieproblemen kunnen leiden, die door ingrijpen met behulp van slimme connectiviteit werden voorkomen.
Een transformerend effect op de industrie
Deze voorbeelden laten zien hoe slimme, aangesloten compressoren de industrie transformeren, fabriekstechnici een ongekend inzicht verschaffen, operationele verbeteringen aandrijven en de kosten verlagen.
De wijdverbreide toepassing van de technologie stelt technici in staat om meer voorspellende onderhoudsmethoden te implementeren – waarbij op maat gemaakte gegevensoplossingen worden gebruikt om patronen te volgen, afwijkingen te identificeren en een reactie te organiseren, voordat zich een probleem voordoet.
Eén van de toonaangevende compressormerken heeft ongeveer 200.000 verbonden compressoren die op ongeveer 100.000 klantlocaties in de wereld in bedrijf zijn en meer dan 150 gegevensmetingen per seconde leveren.
Toekomstige ontwikkelingen op het gebied van connected compressor-technologie
Wat de toekomst betreft, biedt de voortdurende toepassing van connectiviteit en technologie voor conditiebewaking op afstand in persluchtapparatuur ruimte voor verdere toepassing en mogelijkheden voor het IIoT om de beste praktijken te verbeteren. Deze praktijk zou uiteindelijk kunnen leiden tot een situatie waarin persluchtsystemen onafhankelijk opereren als cyber-fysieke systemen, die autonoom aanpassingen aan druk en debiet doorvoeren om procesverbeteringen mogelijk te maken.
Deze slimme functionaliteit zal de rol van de compressoroperator niet elimineren; er zal nog steeds een cruciale rol voor mensen in de regelkring zijn, waarbij ze fungeren als een interface tussen compressoren en de bredere intelligente fabrieksomgeving. Uiteindelijk zal de toegenomen automatisering van de productie niet leiden tot het verlies van werkgelegenheid, maar zal het ongetwijfeld nieuwe en boeiende rollen creëren
Opmerkingen van de redactie
● Atlas Copco heeft reeds SMARTLINK 2.0 geïntroduceerd, een verbeterde versie van zijn eigen systeem voor data- en toestandbewaking op afstand. Het biedt persluchtgebruikers volledige, eenvoudig bruikbare IIoT-gebaseerde inzichten in plaats van alleen gegevens, en vroegtijdige statuswaarschuwingen van een persluchtsysteem. De inzichten van de compressorgebruikers worden afgeleid uit actiegerichte dashboards, aangepaste weergaven, proactief advies en waarschuwingen. Het resultaat is snelle en mobiele interactie en een intelligente beoordeling van de prestaties van een persluchtsysteem om de kosten van ongeplande uitvaltijd en reparaties te helpen vermijden
● Een optionele toevoeging aan de SMARTLINK-suite van Atlas Copco is SMARTLINK SPM, waarmee gebruikers de conditie van de belangrijkste roterende componenten kunnen analyseren, snelheidsvariaties kunnen compenseren en ongeplande stilstand kunnen vervangen door geplande revisie. Het is de manier om de operationele levensduur te maximaliseren zonder risico's te lopen. Het dashboard geeft conditieconclusies per machine en haar componenten.
