Mit Cookies können wir unsere Serviceleistungen besser erbringen. Durch die Nutzung dieser Website stimmen Sie der Verwendung von Cookies zu. Personenbezogene Daten werden nicht gespeichert. Hier erfahren Sie mehr.

Medien / Anwenderberichte / Übergeordnete Steuerung senkt Stromverbrauch in Pozellanfabrik

Übergeordnete Steuerung senkt Stromverbrauch in Pozellanfabrik

2008-07-25

Druckoptimierung steigert Effizienz

Atlas Copco Germany  - Bauscher Funktionsgeschirr

Bauscher Funktionsgeschirr


Durch den Ersatz einer hauseigenen Steuerung gegen eine übergeordnete Atlas-Copco-Lösung konnte die Porzellanfabrik Bauscher den Stromverbrauch ihrer fünf Kompressoren um über 300 000 Kilowattstunden senken. Die Investition rechnet sich bereits im ersten Jahr.
 

Spezielles Hartporzellan für Hotels oder Kantinen in großen Unternehmen, Universitätsmensen, Krankenhäusern oder auf Kreuzfahrtschiffen herzustellen, ist die Kernkompetenz der Porzellanfabrik Weiden Gebrüder Bauscher. Zehntausende Tassen und Teller verlassen das Werk Weiden jeden Tag. Beim Gang durch die Hallen zischt und faucht es allerorten: Um die Teller, die aus einem Sprühgranulat bei rund 300 bar gepresst werden, an den nachfolgenden Fertigungsstationen abzublasen, wird ordentlich Druckluft benötigt. Das gilt ebenso für die Übergabe der Teller per Greifer und Vakuumsauger sowie für weitere Komponenten der pneumatischen Automation.

Erzeugt wird die Luft von fünf Atlas-Copco-Kompressoren; der jüngste ist gerade mal drei Jahre alt, der älteste um die zwanzig. Ein Verdichter ist drehzahlgeregelt. Wegen des hohen Luftbedarfs der diskontinuierlich laufenden Pressen – deren Ausstoß an die kontinuierlich betriebenen Durchlauföfen angepasst werden muss – schwankt der Druckluftbedarf der Fertigung sehr stark, wenn die Pressen stillstehen. Diese Schwankungen wiederum kosten Strom und können in der Regel nur von einem drehzahlgeregelten Kompressor abgefangen werden. Die hauseigene, übergeordnete Steuerung wiederum war schon zehn Jahre alt, was gewisses Einsparpotenzial vermuten ließ. „Alle Kompressoren verdichten übrigens ölfrei, denn es gibt Flecken oder Grauschleier auf dem Porzellan, wenn Öl in den Prozess eindringen würde", sagt Karlheinz Schraml, Leiter Elektroabteilung.

 

Atlas Copco Germany - Bauscher Kompressorstation

Kompressorstation mit drehzahlgeregeltem Schraubenkompressor


Die hauseigene Steuerung war zu einem Zeitpunkt eingerichtet worden, als in der Druckluftstation erstens noch kein drehzahlgeregelter Kompressor stand und zweitens noch weniger Maschinen liefen. Über ein Rotationssystem – wie es im Fußball üblich ist, um einzelne Spieler in englischen Wochen nicht zu überlasten – wurden die einzelnen Kompressoren in einer bestimmten zeitlichen Abfolge nacheinander angesteuert. „Uns war klar, dass sich da noch einiges herausholen ließ", gibt Johann Adam zu. „Aber die zweistelligen Werte konnten wir zunächst nicht glauben."

Anschließend befragte man die Experten von Atlas Copco, die – für ihre eigene Anlage, wohlgemerkt – zunächst nur von „etwa fünf Prozent" Einsparungen sprachen, wenn eine neue Atlas-Copco-Steuerungslösung eingeführt würde. Die zunächst defensive Haltung erklärt Reimund Scherff, Business Line Manager Oil-free Air der Atlas Copco Kompressoren und Drucklufttechnik GmbH in Essen:
„Uns ist es lieber, wir überraschen den Kunden mit besseren Zahlen, als dass wir nicht erreichen, was wir versprochen haben. Denn dann nimmt uns jeder Kunde – berechtigterweise – in die Pflicht!"

Dass sich Bauscher dennoch für „den Spatz in der Hand" entschieden hat, können Johann Adam und Karlheinz Schraml leicht begründen: „Als der Wettbewerber das konkrete Angebot abgab, war klar, dass alle Kompressoren umgebaut werden mussten, um sie an die Steuerung dieses Anbieters anzupassen", sagt Schraml. Beiden erschien es daraufhin sicherer, alles in einer Hand zu belassen. „Für das Konzept hätten wir vor allem auch den VSD-Kompressor umbauen müssen, das war uns zu risikoreich", sagt Adam. „Denn die Betriebssicherheit muss unter allen Umständen gegeben sein. Die ist uns weit wichtiger, als ein paar Euro einzusparen – auch wenn es ein paar tausend sein mögen!" „Außerdem", fügt Schraml hinzu, „waren für uns selbst die fünf Prozent geringeren Stromkosten schon viel Geld!"

Atlas Copco Germany - Bauscher Konstantes Druckband von 0 1 bar

Konstantes Druckband von 0,1 bar


Bei der Inbetriebnahme der Air-Optimizer-Steuerung von Atlas Copco waren Probleme jedenfalls nicht zu erwarten. Zwar wurden auch in diesem Fall die älteren Kompressoren mit einer modernen Kompressor-Steuerung ausgerüstet, was dem Betreiber einen einheitlichen Bedienstandard und höchste Sicherheit im Umgang mit dem Kompressor bietet. Doch der Aufwand kostete Bauscher nichts extra. Hinzu kommt ein technischer Vorteil: „Unsere Lösung gibt dem drehzahlgeregelten VSD-Kompressor tatsächlich die vom System berechnete, benötigte Drehzahl vor", erklärt Heiko Reitz, Aftermarket Produktmanager Oil-free Air bei Atlas Copco, „und kann so die regelungstechnischen Parameter (Proportionalbereich und Integrationszeit) beeinflussen." Damit könne die Regelung schneller auf Druckschwankungen reagieren und das Druckband absolut stabil halten. „Steuerungen anderer Hersteller können dem Kompressor jeweils nur einen Start- und Stoppbefehl vorgeben", weiß Techniker Schraml. „Diese Hersteller können nicht in die intelligente Steuerung – oder eine Drehzahlregelung – des VSD-Kompressors eingreifen." Damit könne auch der drehzahlgeregelte Kompressor seine Vorteile gar nicht vollständig ausspielen.

Die endgültige Entscheidung fiel dann Ende 2006 nach der Besichtigung einer Referenzanlage mit Air-Optimizer-Lösung: „Als ich auf dem Bildschirm gesehen habe, wie eng die Steuerung das Druckband einhielt, war die Entscheidung klar", sagt Schraml. Anschließend baute Bauscher als erstes für jeden Kompressor einen eigenen Stromzähler ein, um exakt nachhalten zu können, was die neue Steuerung brächte. Im Mai 2007 wurden dann alle Kompressoren über ein CAN-Bus-System miteinander vernetzt und an die übergeordnete Air-Optimizer-Steuerung ES 130V angeschlossen. „Was als erstes klar wurde: Wir konnten das Druckband um fast ein bar senken, weil sich die Anlage nun viel genauer regeln lässt", streicht Johann Adam heraus. „6,0 bar ist unser Zielwert, und unter 5,9 oder über 6,1 haben wir seitdem noch nie Werte beobachtet." [Bild 5]

„Das Beste ist aber: Wir haben in den letzten sechs Monaten tatsächlich rund zwölf Prozent weniger Strom für die Druckluft verbraucht", freut sich Adam. Aufs Jahr gerechnet entspreche das über 300 000 Kilowattstunden. „Damit rechnet sich die Investition in die Steuerung in nicht mal einem halben Jahr!"

 

Porzellanteller-Fertigung

Atlas Copco Germany - Bauscher Tassen vor dem Brennen

Bauscher Tassen vor dem Brennen


Aus einem Sprühgranulat werden in einer isostatischen Presse bei etwa 300 bar noch nicht bruchfeste Porzellanteller verdichtet. Die fallen auf ein Förderband, werden mit Druckluft abgeblasen und – je nach Form – mit Hilfe eines Roboters entgratet. Es folgt ein Glühbrand bei 950 °C. Während der 20 Stunden im Ofen verglühen alle organischen Verbindungen. Der Teller ist nach diesem Brand deutlich fester, kann aber immer noch von Hand zerbrochen werden. In einem Tauchbad nimmt der zu diesem Zeitpunkt noch sehr saugfähige Teller eine Glasursuspension auf, die nach dem zweiten Brand – nun bei 1400 °C – während sieben Stunden als glasartiger Überzug ausbrennt. In diesem sogenannten „Glattbrand" erhält der Teller durch chemisch-physikalische Umwandlungsprozesse seine endgültige Festigkeit. Zum Schluss dieser „Weißbetrieb" genannten Fertigung wird noch der Fuß des Tellers glatt geschliffen. Farben und Dekore werden auf das Weißgeschirr in späteren Schritten durch spezielle Technologien aufgebracht und einem zusätzlichen Dekorbrand unterworfen.
Diesen Artikel sowie eine Presseveröffentlichung über die Verleihung des Energieeffizienzpreises an die Porzellelanfabrik Bauscher können Sie hier herunterladen.
Die Tassen werden im sogenannten Rollerverfahren gefertigt. Hierzu stellt man in mehreren Zwischenschritten Hubel aus Porzellanmasse her, welche dann in speziellen Formen zu Tassenkörpern ausgeformt werden. Anschließend werden die zwischenzeitlich gegossenen Henkel angarniert. In den nächsten Bränden entsteht dann die dauerhafte Verbindung zwischen Henkel und Körper der Tasse. 
 


Reimund Scherff

Reimund Scherff

Business Line Manager Oilfree Air

Atlas Copco Kompressoren und Drucklufttechnik

Langemarckstraße 35
45141 Essen