Kombinierte Expertise zur Betriebsoptimierung bei Pumpenbetreibern

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IoT Use Case - Siemens LDA + Sulzer
6 Minuten Lesezeit
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Bereits vor einigen Jahren erkannten Pumpenbetreiber und auch -hersteller, dass digitale Innovationen eine entscheidende Rolle spielen, um Pumpen- und Anlagenleistung zu optimieren und gleichzeitig Risiken zu minimieren. Für den Betreiber ist es dabei ideal, ganzheitliche Lösungen mit der alle Assets verarbeitet werden können zu implementieren. Die Lösung sollte dabei aber die nötige Genauigkeit für das individuelle Unternehmen wahren.

Siemens Large Drives Applications (LDA) und Sulzer kombinierten als Antwort auf diesen Bedarf die Plattformen und Services von SIDRIVE IQ und BLUE BOX™. Die für Pumpen konzipierte Lösung von Sulzer wird durch die vorausschauenden Wartungsdaten von SIDRIVE IQ ergänzt. Dadurch können beispielsweise Lebenszykluskosten kontrolliert, Serviceunterstützung bei Zwischenfällen effektiver gestaltet werden und Maßnahmen zur Senkung des CO2-Fußabdrucks getroffen werden. Der zunehmende Fokus auf Umwelt-, Sozial- und Governance-Faktoren (ESG) hat die Bedeutung solcher Lösungen verstärkt.

Die Herausforderung: Quantifizierung der KPIs mittels ganzheitlicher Lösung

Pumpenbetreiber wollen möglichst eine ganzheitliche Lösung, die Datenflüsse und Service-Verwaltung integriert und keine zusätzliche Komplexität mit sich bringt. Der sichere Austausch von Daten ist von größter Bedeutung. Außerdem muss der Datenaustausch einfach sein und eine klare Abgrenzung ermöglichen, um die Daten und das geistige Eigentum der Kunden und der jeweils anderen Seite zu schützen.

Um potenzielle Einsparungen zu quantifizieren und gefährdete Pumpen zu identifizieren, reicht es nicht aus, ausschließlich die Pumpen selbst zu betrachten. Um den Übergang von einer präventiven, geplanten Wartung zu einer vorausschauenden, zustandsbasierten Wartung zu vollziehen sind weitere Maßnahmen erforderlich. Die Verfügbarkeit der Anlagen kann durch vorausschauende Wartung verbessert werden, die ungeplante Ausfälle durch Erkennung von Vor-Ausfallzuständen vermeidet und die Betriebszeit sicherstellt.

Das Ziel für die Pumpenbetreiber ist die Quantifizierung von KPIs, die den Zustand, die Leistung und die Effizienz von Pumpensträngen und Systemen beschreiben. Um dieses Ziel zu realisieren ist es nötig, relevante Daten zu erfassen, zu analysieren und daraus abgeleitete Maßnahmen umzusetzen.

Die Lösung: Digitale Pumpenüberwachung mit SIDRIVE IQ, BLUE BOX™ und Expertenunterstützung

Sulzer ist ein global agierendes Unternehmen, das in den Bereichen Fluid-Technik und Chemieprozess-Engineering führend ist. Ihre Expertise liegt in der Entwicklung und Bereitstellung von Technologien zur Energieeffizienz für Pumpen, Rührwerke, Mischer, Separatoren, Reinigungsanlagen, Kristallisation und Polymerisation für verschiedenste Flüssigkeiten. Mit ihren Lösungen unterstützen sie die Verringerung von CO2-Emissionen, fördern die Herstellung von Polymeren aus biologischen Rohstoffen, ermöglichen das Recycling von Kunststoffabfällen und Textilien und tragen zur effizienten Energiespeicherung bei.

Siemens LDA zählt zu den weltweit führenden Produzenten von Elektromotoren und Umrichtern. Diese Produkte stellen die Grundlage für außerordentlich effiziente Antriebssysteme und -lösungen dar, die für eine breite Palette von Branchen und Anwendungen optimiert sind. In Bereichen wie Energie, Öl und Gas, Bergbau oder Wasser bietet Siemens LDA umfassende Lösungen an, die zur  Elektrifizierung und Automatisierung sowie Energiewende beitragen. Das Angebot wird durch Digitalisierungslösungen und einen umfangreichen globalen Service ergänzt.

Durch die Zusammenarbeit in einem Ökosystem wird die Expertise von Siemens LDA und Sulzer gebündelt und schafft dadurch Mehrwerte für Partner und Kunden. Diese entstehen durch digitale Pumpen-Überwachung und Expertenunterstützung, um die Analyseergebnisse in einen Kundenwert umzusetzen. Die Kombination aus SIDRIVE IQ und BLUE BOX™ bietet alle wichtigen Informationen zum Betrieb zentral an einem Ort, wodurch Pumpenbetreiber schneller, bessere Entscheidungen treffen können.

Die Lösung ist einfach zu implementieren. Für die direkte Datenerfassung für BLUE BOX™ aus IT-Systemen des Kunden wird keine zusätzliche Hardware benötigt. SIDRIVE IQ wiederum erfasst Daten aus der Feldebene des Antriebs über ein Edge-Gerät oder direkt aus IT-Systemen des Operators -, unabhängig von Datenerfassung und -austausch mit BLUE BOX™ und ist durch die ISO27001-Zertifizierung für Standards für Informationssicherheitsmanagementsysteme unabhängig auditiert.

Um einen Mindest-Mehrwert zu bieten, werden nur sechs Parameter benötigt: Durchfluss, Ansaugdruck, Druck am Austritt, Eingangsleistung, Drehzahl der Pumpe und Dichte der Flüssigkeit. Weitere Betriebsparameter zum Antriebssystem werden zusätzlich erfasst und analysiert. Die Datenanalyse besteht aus zwei Ebenen. In der ersten Ebene werden die Daten von SIDRIVE IQ basierend auf automatisiertem Expertenwissen, Physikmodellen und Machine Learning analysiert. Der „Gesundheitszustand“ der Antriebe wird durch einen Score samt Beschreibung der Ursache und Hinweisen zur Behebung abgebildet. Über eine API-Schnittstelle werden die Daten an die 2. Ebene, BLUE BOX™, weitergeleitet und dort visualisiert. Bei einem Störfall können alle Daten, KPIs und Logs von Experten auf gängigen Standard-Webbrowsern eingesehen werden, wodurch die gemeinsame Analyse vereinfacht und verbessert wird.

Durch Analysen kann die Zuverlässigkeit der Pumpen bzw. der Lebenszyklusverbrauch erhöht werden. Dadurch können vorbeugende Maßnahmen besser geplant werden. Als weitere Stellschraube zur Betriebsoptimierung kann der Durchsatz der Pumpen optimiert werden, indem u.a. Engpässe identifiziert und Gegenmaßnahmen eingeleitet werden.

Das Ergebnis: Optimierter Pumpenbetrieb, KPI-basierte Serviceverträge und verringerter CO2-Ausstoß

Die Kooperation zwischen Sulzer und Siemens LDA eröffnet den Betreibern von Großpumpen die Möglichkeit, ihre Anlagen optimal zu betreiben. Neben den Kosteneinsparungen, gesteigerter Effizienz und geringerem CO2-Fußabdruck bietet die Lösungen folgende Vorteile:

  1. KPI-basierte Serviceverträge:

Die Lösung ermöglicht es Pumpenbetreibern, auf KPI-basierte Serviceverträge zuzugreifen. Durch die Überwachung von Zustands- und Betriebsdaten können Verträge erstellt werden, die auf den individuellen Leistungsanforderungen basieren.

  1. Mehrwerte für jeden in der Value Chain:

Die Lösung verspricht, Mehrwerte für jeden Akteur in der Wertschöpfungskette zu generieren. Das Zusammenbringen der richtigen Personen zur richtigen Zeit führt zu erheblichen Einsparungen und schafft für alle Beteiligten im Ökosystem einen Mehrwert.

  1. Effektivere Entscheidungen und Serviceunterstützung:

Die Datenwelt ist komplex, aber mit dieser Lösung können Betreiber bessere Entscheidungen treffen, basierend auf dem Zustand der gesamten Pumpenantriebslinie. Zudem können Betreiber Wartungsaktivitäten genauer planen und den Zustand des Pumpenantriebssystems bedarfsgerecht überwachen.

Unter dem Namen Innomotics fasst Siemens nun seine Geschäftsaktivitäten in den Bereichen Nieder- bis Hochspannungsmotoren, Getriebemotoren, Mittelspannungsumrichter und Motorspindeln zusammen und bildet ein neues, führendes Unternehmen für Motoren und Großantriebe. Das Portfolio umfasst ein innovatives Lösungs- und Digitalisierungsangebot sowie eine breite Palette an Serviceleistungen. Die entsprechenden Geschäfte waren bisher den Einheiten Large Drives Applications und Digital Industries sowie den rechtlich eigenständigen Siemens-Gesellschaften Sykatec und Weiss Spindeltechnologie zugeordnet.  

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