Der Vorfall: Ein Kühlgerät in der Motorenfertigung ist ausgefallen. Die Folge: Das Worst-Case-Szenario ‚Produktionsausfall‘ tritt ein. Bis das Kühlgerät repariert ist, kann einige Zeit vergehen. Und Zeit ist in diesem Falle Geld. „Allein im Jahr 2015 ist es bei uns zu insgesamt dreizehn Anlagenstillständen aufgrund defekter Kühlgeräte gekommen“, sagt Helmar Bencker, Mitverantwortlicher für den Bereich Energie-Effizienz bei Ford in Köln, und ergänzt: „Wir haben natürlich eigene Klimatechniker, die aber nicht darauf warten, dass bei uns eine Anlage ausfällt.“ Arbeiten sie gerade an anderen Standorten, sind sie daher nicht zeitnah verfügbar.

Vor diesem Hintergrund kam den Verantwortlichen bei Ford das Angebot von Rittal gelegen, eine Bestandsaufnahme aller Kühlgeräte zu machen und auch potenzielle Energie-Einsparungen zu betrachten. Zwei Servicetechniker des Herborner Schaltschrank-Herstellers haben daraufhin eine Woche lang einen Effizienz-Check der Schaltschrank- und Maschinenkühlung im Kölner Werk durchgeführt und in diesem Zuge den Wartungszustand von über 220 Geräten unterschiedlicher Hersteller inspiziert. Dabei überprüften sie die Kühlgerätekomponenten auf Verschmutzung, Beschädigungen und Lagergeräusche. Anschließend erstellten sie eine Wartungscheckliste und formulierten Verbesserungsvorschläge. „Wir schauen uns dabei auch an, wie sich Prozesse optimieren lassen, und geben den Anwendern den einen oder anderen Tipp zu möglichen Einsparungen. Das bedeutet nicht, dass wir unbedingt zum Austausch der Geräte raten“, betont Andreas Karl, Leiter Technische Abwicklung bei Rittal Service International, der zusammen mit seinem Kollegen Ralf Schneider für den Service-Check bei Ford verantwortlich zeichnete.

Vernachlässigte Kühlgeräte? Der Service-Check der kompletten Kühlgeräte-Infrastruktur fördert oft großen Wartungsbedarf oder sogar Defekte zutage.

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Die Analyse im Kölner Produktionswerk ergab, dass von über 220 installierten Kühlgeräten 25 – sprich 11 %! – defekt waren und eine Reparatur oder einen Austausch erforderten. Bei der Mehrzahl dieser defekten Geräte handelte es sich um Produkte mit einem Durchschnittsalter von nur fünf Jahren. Unter den restlichen zehn defekten Geräten waren sechs Geräte zwischen zehn und 20 Jahren und lediglich vier Geräte von Rittal mit einem Durchschnittsalter von 15 Jahren vertreten.

Parallel zum Service-Check baute das Team von Rittal im Motorenwerk eine praxisnahe Teststellung auf. Von Juli 2016 an wurde ein 2,6-kW-Kühlgerät der Serie ‚Blue e+‘ von Rittal mit einem 2,5-kW-Kühlgerät eines anderen Herstellers verglichen. „Das bisherige Ergebnis zeigt eine Energie-Ersparnis des Blue e+ Gerätes von 88,9 % gegenüber dem Wettbewerbsprodukt“, so Andreas Karl.

Anhand der erhobenen Daten wurde schließlich eine umfangreiche Effizienzberechnung für das Werk erstellt und die Ergebnisse Anfang November 2016 bei einem internationalen Treffen der 15 globalen Ford Engine Plant ­Manager vorgestellt. Das zentrale Fazit: Durch den Austausch von 150 Kühlgeräten durch Geräte vom Typ ‚Blue e‘ und ‚Blue e+‘ kann in Köln bei einer Nutzungsdauer von zehn Jahren eine Energie-Ersparnis von über 552.000 Euro und 276,3 Tonnen CO2 erzielt werden. Nach Abzug der Investitionssumme ergibt sich eine Amortisationszeit von 2,42 Jahren, die deutlich unter der von Ford geforderten Zeit von 3,5 Jahren liegt. Dies war für die anwesenden Werksleiter ein entscheidendes Argument dafür, die in Köln aufgezeigten Einsparpotenziale auch für die Werke in England und den USA zu prüfen.

Für Ford ist das Thema Wartung und Analyse sowie der daraus resultierende Austausch alter defekter Anlagen durch neue energieeffizientere Kühlgeräte auch ein Mittel, dem Kostendruck in der Automobilindustrie zu begegnen: „Betrachtet man die Lebensdauer eines Kühlgeräts, entfallen durchschnittlich 48 % der Kosten auf die Energiekosten, wohingegen nur 28 % auf den eigentlichen Gerätepreis entfallen. Die Investition in ein energieeffizienteres Kühlgerät ist daher in nahezu allen Fällen eine sinnvolle Entscheidung“, erklärt Karl. Das spielte den Verantwortlichen bei Ford auch hinsichtlich der ISO Norm 50001 in die Karten, die beim Aufbau eines systematischen Energiemanagements unterstützen soll und nach der sich Ford entsprechend zertifizieren lässt. Ein weiterer Pluspunkt: Bei sinkendem Energieverbrauch verringern sich auch die CO2-Emissionen, und das wirkt sich positiv auf den Klimaschutz aus.

Autorin:
Martina Pump ist Redakteurin bei Muehlhausmoers in Köln.

Kühlgeräte-Daten in die Cloud

Mit zunehmender Kommunikationsfähigkeit der Kühlgeräte rückt das Thema Cloud auch im Schaltschrank-Umfeld in greifbare Nähe. So lassen sich beispiels­weise bei Geräten und Chillern der Serie ‚Blue e+‘ von Rittal über eine NFC-An­bindungen (Near Field Communication) wichtige Daten mit einem Smartphone einfach übertragen. Mittels eines neuen Com-Moduls können die Geräte jetzt auch via OPC UA, Profinet, SMNP, Modbus RTU und CAN-Master mit beliebigen übergeordneten Systemen kommunizieren. Damit sind neue Anwendungen wie Predictive Maintenance und Data Analytics möglich.

Auf der Hannover Messe im April stellte Rittal bereits zwei Beispiel-Applikationen vor, die zeigen, welche Möglichkeiten diese neue Kommunikationsfähigkeit bietet. Der erste Use Case zeigt die Einbindung der entsprechenden Geräte in Siemens MindSphere. Mit diesem cloudbasierten, offenen IoT(Internet of Things)-Betriebs­system lassen sich eigene Industrie-4.0-Applikationen entwickeln. Des Weiteren können mit MindSphere große Datenmengen skalierbar erfasst und analysiert werden, um so Smart-Factory-Applikationen in den Bereichen vorausschauende Wartung, Energiedaten-Management oder Ressourcenoptimierung zu realisieren. Ein Beispiel hierfür ist das Thema Predictive Maintenance durch gezielte Datenanalyse. Will heißen: Mit dem Umstieg auf eine bedarfsgesteuerte Wartung lassen sich im Vergleich zur intervallgetriebenen Wartung Kosten senken und gleichzeitig die Verfügbarkeit erhöhen.

Der zweite Use Case zeigte die Analyse der Daten auf der cloudbasierten Data-Analytics-Anwendung IBM Watson IoT. Die Watson-Architektur ist darauf ausge-legt, mit lernenden Systemen die stetig wachsenden Datenmengen genauer zu analysieren und bessere Antworten auf unterschiedlichste Fragestellungen zu finden. Über derartige Data-Analytics-Anwendungen wäre künftig eine noch effizientere Instandhaltung vorstellbar – einhergehend mit einer höheren ­Maschinenverfügbarkeit und weiter sinkenden Wartungskosten. Nicht zuletzt eröffnen sich durch die neuen Technologien neue Geschäftsmodelle – etwa Smart Maintenance Contracts.

Das Cockpit für Kühlgeräte

Im Geräte-Cockpit ist neben dem Kältekreislauf die Darstellung des Elektroplans enthalten. Im Falle einer Systemmeldung wird dort direkt angezeigt, welche Komponente die Meldung erzeugt.

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Mit dem Update auf die Version 3 hat das Unternehmen Rittal seine Software RiDiag zur Diagnose und Parametrierung von Kühlgeräten komplett überarbeitet. Die Software läuft unter Windows und kann entweder über USB oder zukünftig über Netzwerk mit den Kühlgeräten kommunizieren. Generell sind alle Funktionen, Darstellungen und Bedienmöglichkeiten, die das Bedienpanel am Kühlgerät zur Verfügung stellt, auch in der Software vorhanden. Eventuell vorhandene Updates der Firmware können ebenfalls direkt über RiDiag geladen und auf dem Controller des Kühlgeräts installiert werden. Voraussetzung ist ein funktionierender Internetzugang.

Ein besonderes Feature der neuen Version ist die Unterstützung des Anwenders bei der Wartung und im Servicefall. Bewegt der Nutzer die Maus über Status- oder Fehlermeldungen, blendet die Software sofort einen Hilfetext ein, der erklärt, wie der Fehler zu beheben ist. Über ein Web-Formular können zudem die Diagnosedaten direkt an den Rittal-Service geschickt werden. Wenn der Nutzer den Standort des Kühlgeräts in der Konfiguration angegeben hat, funktioniert dies weltweit – sprich die Software leitet die Anfrage an die jeweils passende Service-Niederlassung weiter.

Neu in der Version 3 ist zudem das Effizienz-Cockpit. Hier werden die Messwerte sämtlicher Sensoren im Kühlgerät dargestellt und der Anwender kann entsprechend alle Daten visualisieren und auswerten. Neben den Temperaturen lassen sich Eingangsspannungen und Ströme an den Motoren darstellen. Besonders wichtig für einen energieeffizienten Betrieb ist die Darstellung des EER (Energy Efficiency Ratio). Hier erkennt der Anwender, mit welcher Energie-Effizienz das Kühlgerät bei welchen Umgebungsbedingungen und bei welchen Einstellungen arbeitet. Neben dem detaillierten kältetechnischen Regelschema ist im Geräte-Cockpit eine Darstellung des Elektroplans enthalten. Im Falle eines Fehlers zeigt die Software zudem direkt an, welche Komponente defekt ist. Dies spart Zeit beim Service und erhöht die Verfügbarkeit.

RiDiag eignet sich für alle Blue-e+-Kühlgeräte, Kühlgeräte mit Comfort-Controller und Blue e+ Chiller.