Two people on stage

Steuerungstechnik

Ob AERZEN Maschinen oder Fremdfabrikate – mit der etablierten Steuerungstechnik von AERZEN  werden Ihre Anlagen komfortabel, sicher und effizient betrieben. Ihr Funktionsumfang bietet dem Kunden ein breites Spektrum an Möglichkeiten zur Steuerung, Regelung sowie Absicherung der AERZEN Anlagen. Ist die Anlage aktiv, so übernimmt die Regelungseinheit fortan für den Betreiber den bedarfsgerechten Betrieb der Maschine.

AERsmart

Übergeordnete Steuerung für die bedarfsgerechte Bedienung von Lastwechseln.

Die Steuerung AERsmart kann bis zu zwölf Maschinen im Verbund regeln. Durch die intelligente Zusammenschaltung der energetisch optimalsten Maschinen wird somit der höchste Gesamtwirkungsgrad ermöglicht – Eben ganz SMART.

AERtronic

Progressive Aggregatesteuerung für jeden Anwendungsfall.

AERtronic ist nicht nur die Steuerung, Sie ist das Gehirn, die Nervenzentrale. Alle gemessen Werte laufen bei ihr zusammen, werden verarbeitet und gesteuert. Mit der AERtronic fährt Ihre Anlage zu jedem Zeitpunkt am optimalen Betriebspunkt und vor allem sicher. Das erhält die Effizienz und Lebensdauer Ihrer Anlage.

AERZEN Webview

Steuerungstechnik "Webview"

Mit AERZEN Webview können Sie überall und jederzeit Betriebs- bzw. Servicedaten abrufen. Ein großer Schritt in Richtung nachhaltige Prozesssicherheit!

Kompressorsteuerung – Verbundsteuerung

AERZEN ist ein international führender Hersteller von leistungsfähigen Druckluftkompressoren und Anwendungsspezialist insbesondere auf dem Gebiet der Abwasseraufbereitung in Kläranlagen. AERZEN baut nicht nur Maschinen, die gasförmige Medien komprimieren, sondern hat auch Möglichkeiten entwickelt, diese Maschinen höchst effizient einzusetzen und zu steuern.
Im Bereich Abwasserrecycling in Kläranlagen werden Drehkolbengebläse, Drehkolbenverdichter, Schraubenverdichter und Turbogebläse für die Sauerstoffzufuhr in den Belebungsbecken eingesetzt. Die dafür erforderliche Erzeugung von Druckluft nimmt einen Großteil des Gesamtenergiebedarfs der Anlage in Anspruch. Daher ist es so wichtig, die Maschinen effizient zu steuern und gerade nur so viel Sauerstoff zu erzeugen, wie jeweils nötig. Werden die Aggregate bei geringem Sauerstoffbedarf zu hoch ausgelastet, schadet das der Effizienz der gesamten Anlage. Der Druckluftbedarf in Kläranlagen variiert jedoch stark. Tagsüber ist der Verbrauch hoch, in der Nacht geringer. Im Sommer wird mehr Wasser benötigt als im Winter. Auch während des Tages schwankt der Wasserverbrauch und daher auch der Bedarf an Sauerstoff in der Kläranlage.

Um jeweils einen dem aktuellen Bedarf angepassten Volumenstrom zu erzeugen, hat AERZEN verschiedene innovative und hocheffiziente Steuerungen entwickelt, die den Einsatz verschiedener Gebläse- oder Verdichterkombinationen ganz nach Bedarf automatisiert regeln. Die Maschinen können einzeln, zu zweit oder auch im Dreierverbund geschaltet werden. Damit gelingt es, die Maschinen effizient-optimiert sehr nahe gemäß der Lastkurve zu steuern und zu verhindern, dass Anlagen über die jeweilige Anforderung hinaus Sauerstoff liefern.

Durch diese innovativen, vernetzten Lösungen und automatisierten Abläufe setzt AERZEN Meilensteine auf dem Weg in Richtung Industrie 4.0. und macht sich stark für eine zukunftsweisende, ressourcensparende Abwasserwirtschaft im Sinne von Wasser 4.0.

Dezentrale und zentrale Steuerungen, Einzelplatz- und Verbundsteuerungen

Grundsätzlich kann man zwei verschiedene Steuerungen unterscheiden: die dezentrale Steuerung, die fest mit einer Maschine verbunden ist und die zentrale Steuerung, die außerhalb der einzelnen Aggregate übergeordnet mehrere Maschinen koordiniert – des Weiteren muss man zwischen Einzelplatz- und Verbundsteuerungen unterscheiden. Eine Einzelplatzsteuerung steuert, wie der Name schon sagt nur einen „Arbeitsplatz“ oder eine Maschine in der Anlage, eine Verbundsteuerung regelt mehrere Maschinen. Im Folgenden sollen diese Begriffe anhand der Beschreibungen der Druckluftsteuerungen AERtronic und AERsmart erklärt und beleuchtet werden:
 

AERtronic

Eine klassische lokale Aggregatesteuerung ist die AERtronic: AERtronic ist weltweit etabliert und steuert AERZEN Maschinen vom Typ Delta Blower, Delta Hybrid und Delta Screw. Als Einzelsteuerung ist sie fest in der Schallhaube einer Maschine verbaut, alternativ kann sie auch separat auf einem Rack installiert werden.

Die Kompressorsteuerung eröffnet ein breites Spektrum an Möglichkeiten und Nutzen für den Betreiber der Anlage: Auf ihrem übersichtlichen und intuitiv verwendbaren 4,3“ TFT-Display (Thin Film Transistor Display) mit Touchscreen können Techniker die Maschine lokal steuern, Prozessdaten wie Betriebsstunden, Servicestunden oder Betriebsereignisse ablesen und Prozesswerte vor Ort überwachen. Nach der Inbetriebnahme und Eingabe der Betriebsparameter (u. a. Warn- und Abschaltwerte) übernimmt die AERtronic selbstständig die Steuerung der Maschine. Sie regelt z.B. aufgrund der Kennzahlen die Nutzung der Maschine bei optimalem Betriebsdruck. Mittels eines Zusatzmodules „Webview“ ist eine dezentrale Überwachung via Intranet im Werk und mit einem entsprechenden VPN-Client sogar eine externe Kontrolle über Smartphone, anderen mobilen Geräten oder PC von jedem Ort der Welt aus möglich. Aktuelle Betriebsdaten, die Übertragung von Fehlermeldungen, Betriebsstunden, Alarmmeldungen, Schwingungsüberwachung, Serviceplanung und die Darstellung sowie Auswertung von Prozessdaten über vordefinierte Zeiträume können auf diese Weise unabhängig vom Standort des Verdichters abgerufen werden.

Dieses Monitoring hat immense Vorteile: Vor allem bietet es die Möglichkeit, zeitnah auf Abweichungen, Fehler- oder Alarmmeldungen zu reagieren. Serviceeinsätze können effektiver geplant werden, durch Schwingungsüberwachung können Verschleißprozesse besser detektiert werden – bis hin zur Durchführung eines echten Condition Monitorings. Für die Kompressorsteuerung stehen alle gängigen Schnittstellen zur Verfügung: Neben dem Standard MODBUS RTU können auch PROFIBUS DP, MODBUS Gateway zwischen RTU und MODBUS TCT (Ethernet) sowie PROFINET© verwendet werden. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit der Auskopplung von Signalen, wie z.B. des Eingangs- und Ausgangsdrucks, des Öldruckes oder der Temperaturen und deren Bereitstellung als 4-20 mA Signal. Als dezentrale Steuerung kann die AERtronic bis zu fünf AERZEN Maschinen gleicher Priorität und Bauart über MODBUS RTU sowohl einfach vernetzen als auch synchron steuern. Diese Grundlast-/Wechselschaltung ist in jeder AERtronic bereits installiert.
Mit der AERtronic wurde zudem eine neue Dimension der Maschinentransparenz erreicht, denn sie protokolliert Prozessdaten über den Betrieb des Kompressors oder des Gebläses mit dem entsprechenden Datum in einem Speicher – dadurch sind gezielte Analysen über Betriebsprozesse im Nachhinein möglich. Aufgrund der Daten können Wartungs- und Servicezeiten systematisch geplant sowie Korrekturmaßnahmen gezielter eingeleitet werden – damit erhöhen sich die Maschineneinsatzzeiten. 

Das Ergebnis ist eine effizientere Druckluftsteuerung, die die im Verbund arbeitenden Maschinen je nach Bedarf einsetzt, bzw. ab- oder hinzuschaltet. Leerlaufzeiten werden vermieden, Last- oder Leerlaufschaltspiele minimiert.

AERsmart

Im Unterschied zur AERtronic ist die neueste AERZEN Entwicklung im Bereich Steuerung, die AERsmart, gleich von Anfang an als Verbundsteuerung konzipiert. Speziell entwickelt für den Abwassermarkt setzt sie den Energiesparmöglichkeiten der innovativen Performance3-Welt durch weiteres Energieeinsparpotenzial die Krone auf.

Performance3

Performance3 bezeichnet den effizienten Betrieb dreier verschiedener AERZEN Gebläsetechnologien im Verbund: dem Delta Blower, einem Drehkolbengebläse, dem Delta Hybrid, einem Drehkolbenverdichter und dem Aerzen Turbo, einem Turbogebläse bzw. Turboverdichter. Die einzelnen Maschinen sind für unterschiedliche Volumenstrombereiche optimiert. Die Vorüberlegung der Entwickler dieser innovativen Idee war also, die verschiedenen Maschinentechnologien in einem Verbund zusammenzubringen und somit die unterschiedlichen Stärken in Bezug auf Energieeffizienz der Maschinen bedarfsgerecht und flexibel zu nutzen: Der Turbo wird auch als Strömungsmaschine bezeichnet und bringt die effizienteste Leistung nahe an seinem Nennpunkt. Delta Hybrid und Delta Turbo sind Verdränger-Maschinen – sie erbringen auch im Teillastbetrieb einen guten Wirkungsgrad. Blower, Hybrid und Turbo können ganz nach Bedarf, einzeln, zu zweit oder im Dreierverbund eingesetzt werden. Dadurch wird der Energieverbrauch für jede Lastanforderung optimiert. Durch den variablen Einsatz dieser verschiedenen Technologien konnten in Kläranlagen Energieeinsparungen von über 30% beobachtet werden. Mit der Steuerung AERsmart wird die Effizienz, die sich aus dem Performance3-Kombi-Betrieb ergibt, noch einmal zusätzlich erhöht: bis zu 15% allein durch den Einsatz dieser innovativen Steuerung.

Dabei agiert die AERsmart wie ein Dirigent, der jeweils die effizienteste Maschine oder die effizienteste Kombination von Maschinen schaltet. Die Kennfelddaten der Aggregate und deren Wirkungsgrade werden im Algorithmus der AERsmart gespeichert. Durch die intelligente Auswertung dieser Angaben erfolgt eine aktive Regelung des Maschinenverbundes. Die Koordinierung und Steuerung von bis zu zwölf Maschinen, auch Fremdfabrikaten, ist auf diese Weise möglich. Die angeforderten Volumenströme werden intelligent auf die einzelnen Maschinen verteilt.

Darüber hinaus bietet sie wie die AERtronic die Speicherung und Analyse von Prozessdaten und deren Übermittlung an weitere Systeme. Während die AERtronic nur die Verdrängermaschinen, also Gebläse und Verdichter steuert die AERsmart auch weitere Technologien, wie das Turbogebläse.

Wie funktioniert das? Die im Belebungsbecken erforderliche Sauerstoffmenge, Druckluft- und Volumenstromwerte werden als Sollwert-Signal oder über eine Busanbindung an die Steuerung übertragen. Die AERsmart wählt danach die optimale Maschinenkombination des Verbundes aus. Der Volumenstrom wird auf diese Weise jederzeit punktgenau und lastgerecht erzeugt. Die geforderten Luftmengen werden optimal auf die verschiedenen Technologien und deren Wirkungsgrade verteilt. Dadurch wird die Sauerstoffversorgung im Belebungsbecken so effizient wie nie erzeugt – es entsteht auch bei häufigen Lastwechseln eine nahezu optimale Leistungskurve.

AERsmart ist als Wandmontage oder Pultdesign verfügbar. Da sie immer eine zentrale Steuerung und keine Einzelsteuerung darstellt, wird sie nicht in eine Maschine verbaut. Ein benutzerfreundliches User-Interface und intuitive Menüführung ermöglichen eine einfache Installation. Auf dem hochauflösenden 12“ Touch Screen sind die Gesamtprozessdaten sowie die Daten der individuellen Maschinen in übersichtlicher Form dargestellt. Auf dem Monitor können z.B. Gesamtluftmenge und der Differenzdruck des letzten Tages, Detailinformationen über die Einzelmaschinen, die Auslastung pro Woche, Einzelluftmenge, oder Druckverlauf der letzten Tage visualisiert werden. Auf diese Weise kann Performance und Lebenszyklus jedes Verdichters, wie auch der des gesamten Maschinenparks verfolgt und analysiert werden. Dadurch schafft die AERsmart – wie die AERtronic – eine nie dagewesene Transparenz zu dem Gesamtlebenszyklus der Maschine bzw. des Maschinenverbundes. Die Steuerung kommuniziert über analoge Signale oder Bussysteme, wie MODBUS, PROFIBUS oder PROFINET. Sie ist mit dem Prozessleitsystem und anderen Systemen vernetzbar. Mit dem Einsatz von AERZEN Webview ist wie bei AERtronic die Ferndiagnose via Intranet oder Internet möglich. Auch die AERsmart verfügt ebenso wie die AERtronic über eine umfangreiche Sprachauswahl und stellt so die sichere Nutzung der Steuerung weltweit sicher.

Mit beiden Steuerungen, der AERsmart und der AERtronic sind AERZEN wichtige Schritte in Richtung Industrie 4.0 und dem „Internet der Dinge“ gelungen. Denn beide Steuerungen eröffnen Möglichkeiten für eine digitalisierte, intelligente und ressourcensparende Produktion sowie eine Kommunikation von Maschine zu Maschine.