In der Industrie sind die Arbeitsbedingungen für Pumpen anspruchsvoller als in vielen anderen Arbeitsgebieten: Medieneigenschaften variieren, Fördervolumen wechseln, Prozesse müssen optimiert werden. Oft kommen noch aggressive, abrasive oder auch die Umwelt potenziell gefährdende Fördermedien, die den Einsatz hochwertiger Werkstoffe erfordern und eine aufwendige Sicherheitstechnik bedingen, hinzu. Neben der Verfügbarkeit der Analgentechnik rangiert die Sicherheit ganz oben auf der Prioritätenliste, weiterhin stehen nicht zuletzt die Lebenszykluskosten (Lifecycle Costs) mit auf dem Pflichtenheft. Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, müssen zu fördernden Medien und die zugehörigen Pumpen überwacht und kontrolliert werden. Waren dazu bislang eine ganze Reihe externer Geräte wie zum Beispiel Frequenzumrichter, Sensoren, Datenspeicher und Regler notwendig, so werden diese bereits seit einiger Zeit in die Pumpe integriert. Der elektronisch drehzahlgeregelte Antrieb mit integriertem Frequenzumrichter ist bei Grundfos Standard. Die integrierte Elektronik lässt eine optimale Anpassung der Pumpe an die Betriebsbedingungen zu, verbessert die Verfügbarkeit und reduziert durch optimierte Regelalgorithmen die elektrische Leistungsaufnahme.
Ziel der Entwicklung und Forschung von Grundfos ist es, mehr Elektronik und damit mehr Intelligenz in die Pumpe zu integrieren. Dabei darf man sich selbstverständlich durch den Einsatz elektronischer Bauteile kein zusätzliches Risiko erkaufen. Es geht vor allem darum, zuverlässige und robuste elektronische Komponenten zu entwickeln. Dies ist einer der Gründe dafür, warum Grundfos die Entwicklung und Fertigung elektronischer Komponenten als Kernkompetenz ansieht und deshalb in eigener Regie betreibt. Die Prüfprozeduren in der eigenen „Elektronik-Fabrik“ im Stammwerk gemäß den Six-Sigma-Standards stellen eine höchstmögliche Qualität sicher. Seit einigen Jahren schon sammeln und analysieren in der Pumpe integrierte Mikroprozessoren die für den sicheren und wirtschaftlichen Betrieb relevanten Daten und greifen bei Bedarf regelnd in den Pumpenbetrieb ein. So kann die Pumpe optimal angesteuert und geregelt werden.
Die Pumpe als Teilprozess der Automation
Wenn man sich bewusst macht, dass die elektrische Leistungsaufnahme einer Kreiselpumpe sich mit der dritten Potenz zur Drehzahl ändert, wird einem das Einsparpotenzial klar, das sich hier verbirgt. Da lohnt es sich oftmals an Stelle einer Pumpe mit konstanter Drehzahl eine elektronisch drehzahlgeregelte Pumpe einzusetzen und diese mit ihrer Drehzahl auf den errechneten Betriebspunkt zu fahren. Wird die Pumpe dann über einen Datenbus in ihrem Sollwert optimiert angesteuert, kann flexibel und sicher auf alle Änderungen im Prozess reagiert werden.
Über eine Schnittstelle und Datenbusmodule ist es jetzt möglich, relevante Pumpendaten über offene Datenbusprotokolle wie Profibus-DP, Modbus-RTU oder LONWorks in das Netzwerk zu verschicken. Außerdem können die Pumpen so auch von der Leitzentrale optimal angesteuert werden. Die Inbetriebnahme ist einfach: Die meisten Pumpen mit Genibus-Schnittstelle wie zum Beispiel die CRE-Pumpe können per CIU-Modul angeschlossen werden. Das CIM-Modul ermöglicht den Anschluss von 11 bis 22kW E-Pumpen. Leuchtdioden zeigen den Status des angeschlossenen Datenbussystems an und helfen bei der Inbetriebnahme. Für die Spannungsversorgung sind bei den CIU-Modulen Weitspannungsnetzteile (24V -240 V) integriert. Damit ist eine optimierte Sollwertansteuerung und eine Visualisierung der Pumpendaten und zentrales Datenmonitoring auf der Prozessleittechnik möglich. Ziel ist es, dem Betreiber einfach und schnell die Kommunikation mit seinen Prozessgeräten zu ermöglichen und beispielsweise durch eine optimierte Drehzahlregelung Energie einzusparen oder den Prozess aktiv zu beeinflussen. Durch die Transparenz der Daten können Wartungen planbar gemacht werden und Statusdaten überwacht werden. Dies verbessert das Berichtswesen, erhöht die Anlagenverfügbarkeit, die Anlagensicherheit und ermöglicht eine einfache und schnelle Analyse der Prozesse. Zusammenfassend betrachtet bringt die Integration von Frequenzumrichter, Datenbustechnologie, moderner Motortechnologie und optimierenden Regelkreisen in die Pumpe dem Anwender und dem Betreiber viele Vorteile und sichert die Anlagenwerte.
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