Energieeffizienz mit cleveren Lösungen zur kosten- und ... · KAFFEE-PAUSE 9:00 Uhr 10:30 Uhr...

138
TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018 Energieeffizienz – mit cleveren Lösungen zur kosten- und energieeffizienten Maschine

Transcript of Energieeffizienz mit cleveren Lösungen zur kosten- und ... · KAFFEE-PAUSE 9:00 Uhr 10:30 Uhr...

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

Energieeffizienz – mit cleveren Lösungen zur kosten- und energieeffizienten Maschine

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

Herzlich Willkommen bei Festo

Roland Volk

Mai 2017

......

– Ihrem weltweiter Partner in der Fabrik-und Prozessautomatisierung

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

Unsere heutige Agenda

KAFFEE-PAUSE

9:00 Uhr

10:30 Uhr

11:00 Uhr

13:00 Uhr

Energiekosten und Drucklufterzeugung

Richtige Dimensionierung inkl. Tools und Vergleich P/E

Vakuum

Blas -und Sperrluft

Services

Zusammenfassung

Verteilung der Druckluft

Druckluftaufbereitung, Sensoren

Optimierungspotential inpneumatischen Systemen

Neue Produkte und Tools

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

Unsere Geschichte: von der Holzbearbeitung zur Automatisierung

4

19251955

19561965 1989 2000 2001

Erstes Geschäftsfeld: Holzbearbeitungsmaschinen. Heute: Festool

Festo erkennt das Potenzial der Pneumatik für die Fabrikautomatisierung

Italien: erste Vertriebs-gesellschaft außerhalb Deutschlands

Didactic

Erfindung und Markteinführung der Ventilinsel

Weltweit größtes mechatronisches

Baukasten-Angebot

Bionic Learning

Network

als Impulsgeber für die Automatisierung

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

Unser Ziel: die Erhöhung Ihrer Produktivität

Sie wollen den richtigen Partner?

Sie wollen Sicherheit?Sie wollen Sicherheit?Sie wollen Effizienz?

Sie wollen Sicherheit?Sie wollen Effizienz?Sie wollen Einfachheit?

Sie wollen Sicherheit?Sie wollen Einfachheit?Sie wollen Kompetenz?Sie wollen Effizienz?

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

•Seit 1925 zukunftsorientiert•Mit der nötigen Kontinuität•Gesicherte finanzielle Basis

Produktions-, Innovations-, Bildungs-, Service- und Logistikqualität

•Prävention gegen physische Schäden jeder Art

• Zahlreiche sicherheits-technische Lösungen

Berücksichtigung spezifischer Bedürfnisse jeder Branche

Expertise

Maschinensicherheit

Qualität

Ein Familienunternehmen

• Jederzeit erreichbar •Mehr als 250 Niederlassungen• In 176 Ländern zuhause•Gesellschaften in 61 Ländern

Weltweit präsent

Wir sind

Ihre Sicherheit

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

•Möglichst einfach bei maximaler Funktionalität

• Z. B. bei der elektrischen Antriebslösung OptimisedMotion Series oder der selbsteinstellenden Dämpfung PPS

Neue Produktgeneration

In 3 Schritten zum Ziel: einfach Produkt auswählen, CAD-Daten in Ihre Pläne übernehmen und bestellen

Engineering Tools

•Pneumatik, Servo-pneumatik und Elektrik

•Reduzierte Komplexität •Weniger Zeitaufwand im

Einkauf

Alles aus einer Hand Bis zu 50 % einsparen durch komplett montierte und geprüfte Lösungen

Einbaufertige Lösungen•24 Stunden erreichbar•Preise, Lieferzeit und

Auftragsverfolgung sind jederzeit einsehbar

Bequemer Online Shop

Wir sind

Ihre Einfachheit

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

•Spezialisten, die sich in Ihrem Business zu 100 % auskennen

Branchen-Know-how

•Schulung unserer eigenen Mitarbeiter•Hochwertige Qualifizierung für Kunden

Ein Lernunternehmen

•Kleine Produktmodifikationen oder Neuentwicklungen

• Exakt auf Ihre Bedürfnisse zugeschnitten • In Kooperation mit Ihnen entwickelt

Kundenspezifische Komponenten

•Der Nutzen definiert die Wahl des Antriebs • Immer die passende Technologie verfügbar

Partner für elektrische und

pneumatische Automatisierung

Wir sind

Ihre Kompetenz

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

• Technologieneutrale Beratung für Komponenten, Subsysteme und Komplettlösungen

• Festo Energy Saving Services – Druckluftverbrauch bis zu 60 % senken

Energieeffizienz

Über- oder Unterdimensionierung durch perfekte Simulation mit Auslegungssoftware vermeiden

Optimierte Auslegung

Technische Merkmale eingeben – aus einer Liste mit Vorschlägen auswählen

Intelligenter Produktfinder

Wertschöpfungstiefe selbst wählen: vormontierte Baugruppen bis hin zu Einbaufertigen Lösungen

Easy Assembly Services

Maximale Flexibilität in der Fertigung, minimale Toleranz: • 11 Global Production Centres• 6 Regional Service Centres• 28National Service Centres

Production on demandWir sind

Ihre Effizienz

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

Treffpunkt Automation Energieeffizienz

Mit cleveren Lösungen zur kosten- und energieeffizienten Maschine

Einleitung

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

Herausforderungen des 21. Jahrhunderts

RohstoffverknappungDie weltweite Rohstoffentnahme hat sich die letzten 30 Jahren verdoppelt (70 Milliarden Tonnen/Jahr)

Sinkende BiodiversitätTierpopulationen sanken im Durchschnitt um 33 Prozent im Vergleich zu 1970.

Fossile Brennstoffe80 Prozent des weltweiten Energiebedarfswerden heute aus fossilen Brennstoffenabgedeckt, deren Vorräte begrenzt sind.

KlimawandelDie Temperatur der Erdatmosphäre istum vier Grad höher als vor Beginn derIndustrialisierung.

Steigende WeltbevölkerungZwischen 9 und 10 Milliarden Menschen leben 2050 Menschen auf der Erde.

Ökologischer FußabdruckBei gleicher Lebensweise benötigen wirim Jahr 2050 fast 3 Erden.

NACHHALTIGKEIT als Megatrend

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

Die globale politische Bedeutung von Energieeffizienz steigt!Weltweit beeinflussen politische Energieziele das volkswirtschaftliche Handeln

EU-Zielsetzung 20-20-20Reduktion Primärenergiebedarf der Mitgliedstaaten um 20 % bis 2020

EU Energieprogramm▪ Ökodesign-Richtlinie▪ Finanzierungs- und Anreizsysteme für

Investitionen▪ Etc.

Quelle: Enerdata

12th Five Year Plan China2011-2015

Part 6:

Green development, construct energy conservation and environment friendly society

Weniger als 3 Ziele

Keine Information verfügbar

Mehr als 10 Ziele

3-10 Ziele

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

Energieverbrauch in Deutschland in 2011

30%

29%26 %

15 %

Struktur des Energieverbrauchs nach

Sektoren in Deutschland(Angaben in % und TWh)

Industrie (732 TWh)

Gewerbe, Handel, Dienstleistungen (374 TWh)

Haushalte (648 TWh)

Verkehr (713 TWh)

8 %

66%

21 %

Energieverbrauch nach Anwendungsbereichen

in der Industrie im Jahr(Angaben in % und TWh)

Mechanische Energie (Strom) (155 TWh)

Raumwärme (57 TWh)

Sonstige Prozesswärme (481 TWh)

Warmwasser (7 TWh); Klimakälte (Strom) (5 TWh); Sonstige Prozesskälte (Strom) (5 TWh); Informations- und Kommunikationstechnik (Strom) (9 TWh); Beleuchtung (Strom) (10 TWh)

Quellen: Bundesumweltamt, http://www.umweltbundesamt.de/, 2012; Living Planet Report des WWF, 2012.; Die Zukunft der Energie, Initiative des Bundesministeriums für Bildung und Forschung, 2013.; Bericht der Weltbank, Turn down the heat: climate extremes, regional impacts, and the case for resilience, 2012; Bundesministerium für Wirtschaft und Energie, http://www.bmwi.de/, 2012

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

Energieverbrauch in Deutschland in 2014

29%

30%26 %

15 %

Struktur des Energieverbrauchs nach

Sektoren in Deutschland(Angaben in % und TWh)

Industrie (697 TWh)

Gewerbe, Handel, Dienstleistungen (361 TWh)

Haushalte (615 TWh)

Verkehr (730 TWh)

8 %

66%

21 %

Energieverbrauch nach Anwendungsbereichen

in der Industrie im Jahr(Angaben in % und TWh)

Mechanische Energie (Strom) (146 TWh)

Raumwärme (56 TWh)

Sonstige Prozesswärme (460 TWh)

Warmwasser (7 TWh); Klimakälte (Strom) (5 TWh); Sonstige Prozesskälte (Strom) (5 TWh); Informations- und Kommunikationstechnik (Strom) (9 TWh); Beleuchtung (Strom) (10 TWh)

Quellen: Umweltbundesamt, http://www.umweltbundesamt.de/, 2012; Living Planet Report des WWF, 2012.; Die Zukunft der Energie, Initiative des Bundesministeriums für Bildung und Forschung, 2013.; Bericht der Weltbank, Turn down the heat: climate extremes, regional impacts, and the case for resilience, 2012; Bundesministerium für Wirtschaft und Energie, http://www.bmwi.de/, 2012

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

Stromverbrauch in Deutschland in 2014

2402 TWh = 2.4 × 109 MWh

Verkehr30%

Haushalte26%

Gewerbe, Handel,Dienstleistungen

15%

Industrie29%

Sonstige Prozesswärme66%

Mechanische Energie (elektrisch)

21%

Druckluft7%

Arbeitsluft

Druckluftwerkzeuge

Pneumatische Antriebe

(ca. 20%)

Steuerluft

Aktivluft Prozessluft Vakuumluft Prüfluft

Raumwärme

8%

Sonstige 5%

…davon Druckluft

697 TWh

146 TWh

10,2 TWh

2,04TWh

408MWh

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

EinsparpotenzialeDruckluft

Verteilung 16%

Anwendung 49%

Erzeugung 34%

Aufbereitung 1%

Market Pull – Einsparpotenziale finden sich überallMärkte suchen nach Innovationen um Einsparpotentiale auszuschöpfen!

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

Regulatory Push – mehr und mehr Normen und StandardsErhöhte Regulierungsdichte aufgrund international hoher politischen Priorität

Gesetzliche Vorschriften

EU-Rahmenrichtlinien regulieren besonders relevante Bereiche z.B. Ökodesign-Vorschriften für energieintensive Produkte

Normative Grundlagen

Energiemanagement (ISO 50001) als notwendiges Engagement für Steuererleichterungen und zukünftig gesetzlich verpflichtend

Praxisnahe Entscheidungshilfen

z.B. anerkannte Regeln der Technik und Kennzeichnungen (z.B. Labels) gewinnen an Bedeutung und werden zu Standards.

Unternehmen stehen unter Druck

Energieeffizienz wird

zur Notwendigkeit

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

Energieeffizienz als gesamtunternehmerische Aufgabe

Konstruktion

Produktion

Vertrieb

Logistik

Einkauf

Instandhaltung

Qualität

Teamwork

Energie-

effizienz

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

Energieeffizienz@FestoLösungen für eine wirtschaftliche und nachhaltige Zukunft

Produkte & LösungenIntelligente Auslegung

Services

• Intelligente und innovative Auswahl-Software unterstützen Sie bei der Auslegung von Systemen.

• Damit kann man Komponenten kleiner auslegen und ver-meidet die Kumulation von Sicherheitsfaktoren.

• Festo Energy Saving Services bieten ein optimales Dienstleistungsprogramm zur Ermittlung und bestmöglichen Aus-schöpfung von Einspar-potentialen.

• Das Servicepaket zur ganzheitlichen und nachhaltigen Energie-einsparung ist für alle Anwender interessant.

• Nutzen Sie die Kompetenz unserer Vertriebs-Ingenieure und Energy Efficiency Consultants.

• Profitieren Sie aus denSynergien von Industrienähe und dem Trainingsangebot von Festo Didactic.

Training & Consulting

• Festo bietet Produkte und Lösungen an, die Energie effizienter nutzen! Schon heute lassen sich mit Lösungen von Festo überraschende Einspar-potenziale realisieren.

• Vom Front-End über die Ventil- und Ventilinsel-Ebene bis zur hoch-effizienten Druckluft-aufbereitung.

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

Unsere heutige Agenda

Energiekosten und Drucklufterzeugung

Richtige Dimensionierung inkl. Tools und Vergleich P/E

Vakuum

Blas -und Sperrluft

Services

Zusammenfassung

Verteilung der Druckluft

Druckluftaufbereitung, Sensoren

Optimierungspotential inpneumatischen Systemen

Neue Produkte und Tools

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

0.4 kg Steinkohle*

0.5 kg Brennholz* 100 l Erdgas*

Energie ist ein teures Gut!

1 kWh = 1000 W * 1 h = eine Stunde lang 1000

Watt Leistung

*Brennwert (fossile Energieträger):

0.0265 g Uran*

Variabel

Länder Preise / kWh (2015)

Deutschland 0,1586 €

Frankreich 0,0964 €

Österreich 0,1088 €

Italien 0,172 €

China 0,098€

USA 0,065€

Variabel Variabel

Verteilung UmwandlungErzeugung

Ø EU28 0,1234€

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

Moderne Druckluftsysteme sind aus Effizienzsicht voll wettbewerbsfähig !

• Basis ist veraltete Anlage• Nicht eindeutige AngabenAber: Leider weit verbreitetVeröffentlichung F. Ilmberger & F. Seyfried, BWK, 1994

7% als „Wirkungsgrad“

Moderne Anlage von Erzeugung bis Anwendung mit Wärmerückgewinnung

Moderne Anlage von Erzeugung bis zur Anwendung

Quelle: EnEffAH – Energieeffizienz in der Produktion im Bereich Antriebs- und Handhabungstechnik

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

oh

ne

rme

rück

-g

ew

inn

un

g

Durchschnitt „Alter Schraubenkompressor“

Spanne der Druckluftkosten je m³1

,8 c

t/N

1,5

ct/

Nm

³

1,9

ct/N

10

ct/

Nm

³

Optimum

Mit

rme

rück

-g

ew

inn

un

g

Innovative Energieeffizienz-Konzepte beginnen bei der Drucklufterzeugung

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

Wie berechnen sich Druckluft-Kosten?

Fixe Kosten:• Anschaffung , Abschreibung,

Zinsen• Platzkosten

Variable Kosten: • Stromverbrauch• Öl- und Wasserverbrauch• Wartungs- und

Reparaturkosten

Jährliche LieferleistungKompressor(nach ISO 1217; 20°C, 1000 mbar)

+ Durchschnittliche Kosten der Druckluft:

0,019 €/Nm³

=

Erfahrungswerte:

• Moderne Kompressoren-Systeme haben eine Druckluftkennzahl zwischen 90 und 120 Wh/Nm³ (Druckluftkennzahl = Energieaufwand pro Nm³ verdichtet auf 6bar rel.)

• Die typische Verteilung von Energiekosten und weitere Kosten (Abschreibung und Wartung) für ein Kompressorsystem ist 75/25

• Durchschnittliche Druckluftkosten: 0,019 €/Nm³• Durchschnittliche Stromkosten: 0,14 €/kWh

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

Quelle:

Die Planung einer Kompressorstation benötigt viel Erfahrung!

Komponenten (in Reihenfolge):

• Öl/Wasserabscheider for

Kondensatreinigung

• Kondensatablass

• Steuerung

• Speicher

• Kompressoren

• Kältetrockner

• Zyklonabscheider

• Filter

• Rohre für die Druckluft

• Rohre für Ansaugluft

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

System zur

Wärmerückgewinnung

Komponenten einer modernen Druckluftstation

Öl-Wasser-

Trenner

Druckbehälter

Kältetrockner

Feinfilter

Kompressor

Abluftsystem

Zulufteinrichtung

Kondensatableiter

Übergeordnete

Steuerung

Quelle:

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

12.03.13 / 11.35

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

Energieeinsparung durch Druckabsenkung

Leistungsbedarf des Kompressor erhöht sich um 6% pro bar

Die Absenkung des Betriebsdruckes, bedeutet bei der Druckluft-Erzeugung eine Energieeinsparung von ca. 6% pro bar. Quelle:

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

Energieeffiziente Anlagen –Höherer Druck für bestimmte Anwendungen

Wird nur für eine Anwendung, z.B. beim Einpressen eines Teils, ein höherer Druck benötigt, ist der Einsatz eines Druck-Boosters günstiger als den Systemdruckam Kompressor zu erhöhen

Die Investitionskosten der Kompressoren sind in der Berechnung berücksichtigt

Variante 1Netzdruck 10bar

Variante 2Netzdruck 6bar + Druckbooster

Betrieb

Kosten/m3 0,024€ 0,019 €

Lieferleistung / Jahr 360.000m3 360.000 m3

plus 5% für Druckbooster–Versorgung18.000m3

Lieferkosten Druckluft gesamt

8.650 € 7.200€

Einsparung 1.450 €

zusätzlicher Invest(Druckbooster)

1.200 €

Amortisationszeit ca. 10 Monate

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

Unsere heutige Agenda

Energiekosten und Drucklufterzeugung

Richtige Dimensionierung inkl. Tools und Vergleich P/E

Vakuum

Blas -und Sperrluft

Services

Zusammenfassung

Verteilung der Druckluft

Druckluftaufbereitung, Sensoren

Optimierungspotential inpneumatischen Systemen

Neue Produkte und Tools

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

Verteilung und Nutzung

Aufbau des Leitungssystems, Rohrlänge, Rohrdurchmesser

Druckfresser:

• Lange Leitungen• Kleine Innendurchmesser• Enge Leitungskrümmer• Verengungen• Armaturen undAnschlüsse

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

Verteilung und Nutzung

Der Druckverlust ist proportional der Rohrlänge l

Abhilfen:• Ringleitungen statt Stichleitungen• Rohr- und Schlauchdurchmesser

groß genug dimensionieren

dies gilt auch für die Leitungen- zu den Maschinen und - zu den Ventilen / Ventilinseln

D5P Verlust

~l

und umgekehrt proportional D5 !!!

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

Druckabfälle vermeiden

XX

X

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

Druckabfälle vermeiden

XX

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

3

XDruckabfälle vermeiden

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

Druckabfälle vermeiden

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

Gewinde A/A Gewinde I/I

Stecker/Kupplung ¼““ 1610 Nl 1373 Nl

Stecker/Kupplung 3/8“ 1755 Nl 1733 Nl

Stecker/Kupplung 1/2“ 1764 Nl 1782 Nl

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

Beispiel 1

Beispiel 2gleiche AnlageAndere Einspeisung

Druckabfälle vermeiden

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

Druckabfälle reduzieren

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

Stimmt der Druck an der Wartungseinheit ??

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

Mess-System AirCS®

Durchfluss-Sensor

Druck-Sensor (Eingangsdruck)

Spannungsversorgung für Sensoren

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

Mess-Aufbau

Stellen Sie mit der Drossel den Durchfluss auf 50Nl/min ein

Starten Sie die Messung mit Schlauch ø6mm (5m lang)Und wechseln Sie dann auf ø4mm (5m lang)

Notieren Sie den jeweils den Eingangsdruck und den Druck am zweiten Drucksensor am Ende des Schlauches

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

Unsere heutige Agenda

Energiekosten und Drucklufterzeugung

Richtige Dimensionierung inkl. Tools und Vergleich P/E

Vakuum

Blas -und Sperrluft

Services

Zusammenfassung

Verteilung der Druckluft

Druckluftaufbereitung, Sensoren

Optimierungspotential inpneumatischen Systemen

Neue Produkte und Tools

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

Konfiguration einer Wartungseinheit

Wichtige Daten:

• Maximaler Durchfluss• Benötigte Druckluftqualität

-> brauchen alle Verbraucherdie selbe Qualität ??

• Welche Qualität liefert der Kompressor

• Anschlussgröße

Annahme: Qualität der Druckluft vom Kompressor entspricht DIN ISO (8573-1/2010) Klasse 7.4.47 = Partikelgröße max.40µm4 = DTP +3°C4 = Restölgehalt 5mg/m3

Grundsatz für den Einsatz von Filtern:So viel wie nötig, so wenig wie möglich !!

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

Konfiguration einer Wartungseinheit

Filter-Druck-Regelventil (40µ)

Filter(5µ)

Filter(1µ)

Filter(0,01µ)

6.4

.46

.4.4

7.4

.47

.4.4

2.4

.32

.4.3

1.4.1

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

Der überwiegende Anteil der Unternehmen kennt den Standby-Verbrauch seiner Produktionsanlagen nicht !!

Quelle:

Der Energieeffizienz-Index der deutschen Industrie

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

“If you cannot measure it, you cannot improve it” *

Sensorintegration in unseren Wartungseinheiten

Differenzdrucksensor zur Filterüberwachung

• Die sichere Überwachung der Fein- und

Feinstfilter warnt rechtzeitig, nicht erst wenn es

zu spät ist!

• Ökonomisch — Filterwechsel genau nach Bedarf

Drucksensor zur Drucküberwachung

• Kontinuierliche Kontrolle der Betriebsdrücke

Durchflusssensor zur Verbrauchsüberwachung

• Durchflussmessung zum Überwachen und Steuern

• Erfassung und Kontrolle des Luftverbrauchs

* Lord Kelvin, 1883 (britischer Physiker)

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

Auswertungssoftware

Stabiler KofferTransport und Aufbewahrung

Mit dem Air-Flow Analyser Energie autark messen und mobil aufzeichnen!

Durchflusssensor30..3000 l/minFiltermodul

40µ

Drucksensor 0..10 bar

Datenlogger 2.000.000 Datensätze

LiPo-Akku21.000 mAh / ca. 1 Tag

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

Energie-Effizienz-Modul - MSE6-E2M

Intelligentes, vernetztes Wartungsgerät

• Reduziert und überwacht selbständig den Luftverbrauch an Maschinen

• Automatische Leckage-Erkennung

Produktmerkmal/-nutzen

• Eine automatische Abschaltung der Druckluftzufuhr im Stand-by reduziert den Luftverbrauch

• Die automatische Leckage-Erkennung ermöglicht eine gezielte Wartung

• Die permanente Überwachung von Druck, Durchfluss und Verbrauch und steigert die Prozesssicherheit

• Feldbus (Profibus-DP) zur einfachen Anbindung der Einheit an die Steuerung

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

Spotlight: Energie Effizienz Modul - MS6-E2M

Feature: Standby Erkennung und automatische Abschaltung

Δt

Durchfluss

Zeit

offen geschlossen

Das Modul erkennt, dass nicht mehr produziert wird und sperrt dann ab.

- 20 %

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

Spotlight: Energie Effizienz Modul - MS6-E2M

Feature: Leckage Erkennung

Druck

Zeit

offen geschlossen

Δp

Leckage

RealΔtleak

Im abgesperrten Zustand prüft das E2M die Dichtigkeit des Systems. Bei zu starkem Abfall wird die Steuerung informiert.

ΔpΔtreal

Ideal

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

Unsere heutige Agenda

Energiekosten und Drucklufterzeugung

Richtige Dimensionierung inkl. Tools und Vergleich P/E

Vakuum

Blas -und Sperrluft

Services

Zusammenfassung

Verteilung der Druckluft

Druckluftaufbereitung, Sensoren

Optimierungspotential inpneumatischen Systemen

Neue Produkte und Tools

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

Was bringt eine optimierte Dimensionierung in der Pneumatik?Aus der Praxis: Handhabung von Paketen in der Logistikbranche

Systemparameter

▪ Masse 12 kg

▪ Hub 250 mm

▪ Schlauchlänge 1 m

Betriebsdaten

▪ 30 Zyklen pro Minute▪ 8 Stunden pro Tag▪ 200 Arbeitstage pro Jahr

Ø 40 mm

Ø 32 mm

Energie-verbrauch

Betriebsdauer [a]21 3 4

Geringerer Energieverbrauch - geringere Investitionskosten

Verwendung kleinerer Baugrößen …

-34 %

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

Verschiedene Installationskonzepte ermöglichen kurze Schlauchlängen

Einzel-AnschlussMultipol

Feldbus-Technologie

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

Installationskonzept Einzelanschluss / Zylinder-Ventil-Kombinationen

•Konventionelle Montage•und Anschlusstechnik

• Zeit- und kostenaufwendigeMontage

• Großer Materialaufwand• Hohe Fehlerquote bei Installation

und einzelne Überprüfung allerVerbindungen

• Großer Platzbedarf für Kabelpakete

• sehr kurze Zykluszeiten• kleine Totvolumen

• einfache Fehlersuche• Ventil und Zylinder sind teilweise in

Sichtweite

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

Installationskonzept Multipol

Benefits

Ein vieladriges Kabel verbindetVentilinsel und eine Steuerung. • Schneller elektrischer Anschluss der

Ventile über vorkonfektioniertenMultipolstecker und Kabel

• Anschluss an jede Steuerung möglich• Alle elektrischen Verbindungen

integriert• Ventile sitzen nahe an den

Aktuatoren

• Ideal bei kompakten Maschinen• Kostengünstig, geringe Installations-

und Prüfzeit

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

Installationskonzept Feldbus-Technologie

Benefits

• Interne Verdrahtung auf der Ventilinsel• Die Signalübertragung erfolgt seriell über den

Feldbus-Anschluss: lange Entfernungen können mit

elektrischen Signalleitungen überbrückt

werden Schlauchlängen werden verkürzt- Reduzierung der Zykluslaufzeiten

- Reduzierung von Schlauch-Totvolumen

• Ein- und Ausgänge sind vom Schaltschrank indie Ventilinsel verlagert• Ideal bei komplexen Anlagen und Maschinen

mit mehreren Stationen

• Spart: Kosten, Platz, Installations-, Inbetriebnahme-, Prüfzeit

• Geräte-/Peripherie-Diagnose möglich

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

Beispiel aus der Praxis

Technologiefabrik ScharnhausenMontageanlage für Ventile

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

Dezentrale Installation der Ventile für Montagefunktionen incl. Druckreduzierung

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

Beispiel aus der Praxis

Schlauchlänge 3m 2,2m 1,4m

LuftverbrauchSchläuche [Nm³]

1401 1027 654 3082

Berechnungsgrundlagen

Zykluszeit: 13 sec.2-Schicht-Betrieb250 Tage / Jahr

3 Stopper pro ModulSchlauch: PUN-6 (4mm innen)Druck: 6bar

Druckluftkosten: 0,023€/Nm³

~71€ / Modul~ 570€ / Maschine

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

Beispiel aus der Praxis

Schlauchlänge 1,4 0,6m 1,4m

LuftverbrauchSchläuche [Nm³]

654 280 654 1588

Berechnungsgrundlagen

Zykluszeit: 13 sec.2-Schicht-Betrieb250 Tage / Jahr

3 Stopper pro ModulSchlauch: PUN-6 (4mm innen)Druck: 6bar

Druckluftkosten: 0,023€/Nm³

Einsparung:

1494Nm³ = ~34€ / Modul~ 270€ / Maschine

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

Druckniveau bedarfsgerecht und dezentral reduzieren

Vorher32 mm, 500 mm 5,1 Nl6 bar

6 bar

Nachher

32 mm, 500 mm 4,0 Nl6 bar

3 bar

Aus der Praxis: Druckreduzierter Rückhub

Reglerplatte für MPA Ventilinsel: VMPA1-B8

-22 %

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

Zyl. Ø40mmHub 250mm

Zyl. Ø32mmHub 250mm

Energieverbrauch 3,77 Nl / Zyklus(+0,86Nl / Schlauch)

2,43 Nl / Zyklus(+0,86Nl / Schlauch)

Energiekosten pro Jahr (0.019 € / m³)

~505 € ~360 €- 30 %

Einkaufspreis 100% 88 %- 12 %

Beispiel: Bewegung eines Pakets mit 12 kg Strecke von 250 mm 60 Zyklen/min - 300ms ZykluszeitEinschichtbetrieb mit 8h/Tagund 200 Tage/Jahr.

Energieeffizienz@Festo - Überdimensionierung vermeiden

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

PneumatikDSBC-40

Opt. BaugrößeDSBC-32

Berechnung und Vergleich

Kosten incl. Anschaffung, Montage, Wartung, Instandhaltung, Energieverbrauch, Verzinsung der Investition zu 3%

Kleinerer

Durchmesser

möglich,

durch die hohe

Leistungsdichte

des P-Zylinders !

Elekt. Achse ESBF-32

0 €

1.000 €

2.000 €

3.000 €

4.000 €

5.000 €

6.000 €

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Gesamtkosten über 10 Jahre

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

Mit halber Länge der Verschlauchung halbiert sich das Schlauchvolumen und der Luftverbrauch.Deshalb:• Ventilinseln möglichst dezentral• Ventile so nahe wie möglich an den Zylinder

Zyl. Ø32mmHub 250mm Langer Schlauch

Zyl. Ø32mmHub 250mm Kurzer Schlauch

Schlauch zwischen Ventil und Zylinder

PUN-8x1,253,0m lang

PUN-8x1,250,3 m lang

Druckluftverbrauch Arbeitszylinder

2,43 Nl/ Zyklus~ 265€

Druckluftverbrauch Schlauch

0, 856Nl/ Zyklus~95 € / Jahr

0,086Nl/ Zyklus~ 9,50 € / Jahr

Energiekosten pro Jahr (0,019€/m³)

~ 360€ ~ 275€

Energieeffizienz@Festo - Schlauchvolumen reduzieren

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

Berechnung und Vergleich

Kosten incl. Anschaffung, Montage, Wartung, Instandhaltung, Energieverbrauch, Verzinsung der Investition zu 3%

Zusätzliche

Reduzierung des

Totvolumens

(kürzere

Schläuche)

PneumatikDSBC-40

Opt. Baugröße DNC-32 + Totvol. Reduzieren

Elekt. Achse ESBF-32

0 €

1.000 €

2.000 €

3.000 €

4.000 €

5.000 €

6.000 €

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Gesamtkosten über 10 Jahre

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

Angepasste Schaltung für eine Rückhubbewegung mit geringer Kolbenkraft / Geschwindigkeit

BeidseitigeAnsteuerung mit

max. Betriebsdruck

Ansteuerung mit Druckzone

Arbeitszylinder: Zyl. Ø32mm / Hub 250mm

Betriebsdruck: 6 bar6 bar ausfahren 3

bar einfahren

Verfahrzeit:0,5 s ausfahren0,5 s einfahren

Energiekosten pro Jahr:

275€ 220€

Mehrkosten bei der Investition:

ca. 50 €

Die Investition hat sich in einem Jahr amortisiert

DSBC-32-250-PPSA-N3

Energieeffizienz@Festo - Druckreduzierter Rückhub

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

PneumatikDSBC-40

Opt. Baugröße DNC-32 +Totvol. reduziert+Druckred.

Berechnung und Vergleich

Kosten incl. Anschaffung, Montage, Wartung, Instandhaltung, Energieverbrauch, Verzinsung der Investition zu 3%

Druckzonen

(Rückhub mit

geringerem Druck)

bringt weitere

Verbesserung

7

Elekt. Achse ESBF-32

0 €

1.000 €

2.000 €

3.000 €

4.000 €

5.000 €

6.000 €

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Gesamtkosten über 10 Jahre

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

Praktische Übung: Optimieren einer Applikation

Ausgangssituation

Zylinder: Ø 40mm, Hub: 100mmSchlauchlänge: 2 x 3m

Optimierung 1:Kleinerer Zylinder

Zyl: Ø 32mm, Hub: 100mmSchlauchlänge: 2 x 3m

Optimierung 2:Kürzere Schläuche

Zyl: Ø 32mm, Hub: 100mmSchlauchlänge: 2 x 1m

Optimierung 3:Druckreduzierung im Rückhub

Zyl: Ø 32mm, Hub: 100mmSchlauchlänge: 2 x 1mDruckregler 3 bar im Rückhub

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

Praktische Übung: Einstellen der Parameter

Einstellungen

Anzahl Zyklen: 5Frequenz (f/Hz): 0,3

Messung starten

Ablauf starten

Nach Zyklusende

Messung stoppen

Verbrauch notieren

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

Messung 1:Zylinder: Ø 40mm, Hub: 100mmSchlauchlänge: 2 x 3m

Messung 2:Kleinerer Zylinder

Zyl: Ø 32mm, Hub: 100mmSchlauchlänge: 2 x 3m

Messung 3:Kürzere Schläuche

Zyl: Ø 32mm, Hub: 100mmSchlauchlänge: 2 x 1m

Messung 4:Druckreduzierung im Rückhub

Zyl: Ø 32mm, Hub: 100mmSchlauchlänge: 2 x 1mDruckregler 3 bar im Rückhub

Praktische Übung: Messungen durchführen

Messung starten

Ablauf starten

Nach Zyklusende

Messung stoppen

Verbrauch notieren

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

7

Und jetzt geht es weiter mit ….

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

Unsere heutige Agenda

Energiekosten und Drucklufterzeugung

Richtige Dimensionierung inkl. Tools und Vergleich P/E

Vakuum

Blas -und Sperrluft

Services

Zusammenfassung

Verteilung der Druckluft

Druckluftaufbereitung, Sensoren

Optimierungspotential inpneumatischen Systemen

Neue Produkte und Tools

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

Green Automation – Druckluft effizient eingesetzt !!

Leckageverluste im Allgemeinen zwischen

30% und 50%!

„Wirkungsgrad pneumatischer Antriebe

nahe bei 5%...(EU study,

Veröffentlichung von 1996,…)“

„Effizienz von Druckluftanlagen

bei 10%...“

Ist die Pneumatik unter Druck ??!!

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

Was interessiert uns bei einem Technologievergleich?

Energie

Produktivität

Kosten

Umwelt

Technik

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

Kostenbetrachtung

Total Cost of Ownership (TCO)

Gliederung nach Kostenarten

• Direkte Kosten

• Anschaffung

• Indirekte Kosten

• Energiekosten

• Wartung/Service

• Verbrauchsmaterial

• Training/Schulungen

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

Total Cost of Ownership (TCO)

LED-Lampe oder Glühlampe?

10 Jahre mit 15.000h (ca. 4h pro Tag)

Betrachtung der Einzelpreise 14,99 € 0,69€

Betrachtung Life-Cycle 10 Jahre 14,99 € 10,35€

Stromverbrauch 10 Jahre (0,28€ je kWh) 25,20€ (6W) 168,00€ (40W)

Gesamtkosten 10 Jahre 40,19€ 178,35€

Ganzheitliche Berücksichtigung aller Produktmerkmale / Produktvorteile über den gesamten Lebenszyklus erforderlich !

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

Pneumatische oder elektrische Antriebe? Eine Frage der Anwendung!

Einige Schlüsselfragen zur Technologieauswahl:

• Hat der Antrieb weitere Aufgaben außer Spannen oder Halten?

• Müssen mehr als drei Positionen angefahren werden?

• Muss frei und flexibel positioniert werden?

• Ist ein ruckfreier Bewegungsablauf gefordert?

• Sind lange Wege zurückzulegen, dabei hohe Geschwindigkeiten

und kurze Zyklen gefordert?

Können Sie alle Fragen mit „Nein“

beantworten, dann ist es sinnvoll pneumatische Antriebe einzusetzen.

Können Sie eine der Fragen mit „Ja“

beantworten, dann ist es sinnvoll einen elektrischen oder servo-pneumatischen

Antrieb einzusetzen

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

Pneumatische AntriebeElektrische Antriebe

Natürlich haben beide Technologien Stärken und Schwächen!

Stärken

Schwächen

▪ Fahrprofile flexibel programmierbar▪ Einfache Regelung des Antriebsystems▪ Hohe Laststeifigkeit▪ Hohe Dynamiken möglich▪ Belastungsabhängiger Energieeinsatz

▪ Relativ komplexer Systemaufbau▪ Dezentrale Wärmeerzeugung

▪ Nur bedingt überlastfähig▪ Relativ hoher Platzbedarf▪ Relativ hohe Anschaffungskosten

▪ Einfach, kostengünstig▪ Wartungsarm, zuverlässig und robust▪ Hohe Schutzart sowie Explosionsschutz▪ Hohe Leistungsdichte, d.h. kleinbauend

▪ Einfache Installation und Inbetriebnahme▪ Überlastfähigkeit

▪ Energieverbrauch als negatives Image

▪ Energieverluste bei Leckagen▪ Geräuschentwicklung

▪ Bewegungen ohne Zwischenposition▪ Geringe Laststeifigkeit

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

Elektrische und

Pneumatische

Automatisierung

Effizienz beginnt bei optimaler Dimensionierung …… unabhängig von der Technologie

Unsere Engineering ToolsEinfach kostenlos im Festo Supportportal downloaden: www.festo.de

Pneumatic Drives / GSED

Positioning Drives

Dimensionierung von Motoren-, Controller- und Achsauslegung inkl. Führungsauslegung unter Berücksichtigung externer Kräfte.

Perfekte Simulationen ersetzen

teure Realitätstests. Auswahl, Konfiguration undDimensionierung der pneumatischen Steuerungskette.

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

Effizienz beginnt mit intelligenter Auslegung

8

Bei pneumatischen und elektrischen Antrieben

Simulation ersetzt teure RealitätstestsAuslegungssoftware unterstützt bei Auswahl, Konfiguration und Dimensionierung der pneumatischen Steuerungskette.

• ca. 40% weniger Druckluftverbrauch durch Verzicht auf Überdimensionierung

• ca. 10% geringere Anschaffungskosten

Kein Potenzieren von SicherheitsfaktorenPositioningDrives verwendet Positionswerte, Nutzmasse und Einbaulage zur Auslegung von Antriebsmechanik, Getriebe und Motor.

• bis zu 70% Energieeinsparung durch Reduzierung der Sicherheitsfaktoren

• ca. 20% geringere Anschaffungskosten

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

Elektrische Antriebssysteme – Festo Auslegungs-Software

Motor

E-AchseController

PositioningDrives

Einzigartige Kombination aus

• Berechnungstool• Produktauswahl• Simulationswerkzeug

Für die komplette Antriebskette

• Motorcontroller• Motor• Ggf. Getriebe• Achse• Inkl. Führung

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

Systemparameter Führung Ergebnisse

Festo Auslegungs-Software – Positioning Drives

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

Pneumatische Lösung:

geringere InvestitionskostenElektrische Lösung:

höhere Energieeffizienz

Energieeffizienz ist aber nicht immer kosteneffizient!

Eine TCO*-Betrachtung klärt auf!

Anwendung: Y-Z-HandlingPositionierung von Bauteilen

Betriebsdaten

▪ 1,5 Sekunden Zykluszeit▪ 24 Stunden pro Tag▪ 360 Arbeitstage pro Jahr

Kosten

▪ Stromkosten 0,14 €/kWh

▪ Druckluftkosten 0,019 €/Nm³

* Total Cost of Ownership ≜ Lebenszykluskosten

Elektrische Lösung

Pneumatische Lösung

Gesamt-Kosten [€]

Betriebs-dauer [a]

2000

14000

12000

8000

10000

6000

4000

1 2 3 4 5

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

… eine Untersuchung in allen Details macht Sinn!

Anwendung: Y-Z-HandlingPositionierung von Bauteilen

Betriebsdaten

▪ 3 Sekunden Zykluszeit▪ 24 Stunden pro Tag▪ 360 Arbeitstage pro Jahr

Kosten

▪ Stromkosten 0,14 €/kWh

▪ Druckluftkosten 0,019 €/Nm³

* Total Cost of Ownership ≜ Lebenszykluskosten

Elektrische Lösung

Pneumatische Lösung

Gesamt-Kosten [€]

Betriebs-dauer [a]1

2000

14000

12000

8000

10000

6000

4000

2 3 4 5

Eine kleine Veränderung der Zykluszeit …

… macht die Wahl der Technologie einfach!

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

… aber eine Daumenregel hilft bei der Auswahl.

Je größer die Hublänge,

je geringer die Haltekraft und

je kürzer die Haltedauer,

desto effizienter ist die Elektrik.

Als Daumenregel kann man festhalten:

Je kleiner die Hublänge,

je größer die Haltekraft und

je länger die Haltedauer,

desto effizienter ist die Pneumatik.

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

Bestimmt die Applikation die Antriebstechnologie ?!

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018 97

Transport Applikation

Transport von Boxen auf Palletten

Horizontale Bewegung von ~50 kg

über eine Strecke von 2407 mm.

Aktuelle Lösung:

Kolbenstangenloser Zylinder Ø 32 mm

Versorgungsdruck: 7bar

Weitere Daten:

2-Schicht-Betrieb (16h)

250 Tage pro Jahr

Druckluftkosten: 0,023 €/Nm³

Elektrische Energie: 0,16 €/kWhFrage des Kunden:

Ist es sinnvoll auf einen elektrischen Antrieb umzustellen ? (Da dies ja ein wirklich großer pneumatischer Antrieb ist !

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018 98

Transport Applikation

Kostenanalyse

Anschaffungskosten

Pneumatik 620 €

Elektrik 2760 €

Pneumatik

Elektrik

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018 99

Transport Applikation

Kostenanalyse

Energiekosten / Jahr 2-Schicht-Betrieb (16h); 250 Tage pro Jahr; Zykluszeit: 3 Zyklen pro Stunde

Pneumatik Elektrik

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018 100

Transport Applikation

Kostenanalyse

TCO - Betrachtung

1 Jahr 10 Jahre

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

Unsere heutige Agenda

Energiekosten und Drucklufterzeugung

Richtige Dimensionierung inkl. Tools und Vergleich P/E

Vakuum

Blas -und Sperrluft

Services

Zusammenfassung

Verteilung der Druckluft

Druckluftaufbereitung, Sensoren

Optimierungspotential inpneumatischen Systemen

Neue Produkte und Tools

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018 102

Alt oder Neu ? Metall oder Techno-Polymer ?

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018 103

Alt oder Neu ? Metall oder Techno-Polymer ?

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

6bar 4bar

Vakuum – Druck reduzieren und Energieeffizienz steigern

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

Gesteuerte Vakuumerzeugung und Vakuumüberwachung

Energie-einsparung

Ohne Luftsparschaltung

Mit LuftsparschaltungVakuumdruck p

- 0.7

- 0.5

Durchfluss q - Vakuumdüse

Energie-einsparung

Vakuumgenerator OVEM

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

Vergleich von Vakuum-Saugdüsen

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018 107

Aus der Praxis

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018 108

Ist-Zustand Möglichkeit zur Optimierung

Vakuum-Anwendungen

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

Vakuumsaugdüsen vs. Vakuumpumpe

Vakuum-pumpe

Vakuum-Generator 2 X VN-07

Vakuum-Generator 2 X OVEM-07

Invest 1300 € 200 € 520 €

Zyklen/ min

28

Vakuum Aktivzeit

1,5 s 0,5 s

Druckluft-verbrauch

39,2Nl/min

14 Nl/min

Energie-kosten /Tag

0,36 € 0,13 €

Energie-kosten/Jahr

360 € 128,70 € 45,96 €

Wartungs-kosten

100€ 0,00 € 0,00 €0,00 €

1.000,00 €

2.000,00 €

3.000,00 €

4.000,00 €

5.000,00 €

6.000,00 €

0 1 2 3 4 5 6 7 8

Vacuum pump

VN-Nozzle

OVEM

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

Unsere heutige Agenda

Energiekosten und Drucklufterzeugung

Richtige Dimensionierung inkl. Tools und Vergleich P/E

Vakuum

Blas -und Sperrluft

Services

Zusammenfassung

Verteilung der Druckluft

Druckluftaufbereitung, Sensoren

Optimierungspotential inpneumatischen Systemen

Neue Produkte und Tools

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

Energieeffiziente Anlagen – Blas -und Sperrluft

Auslegung Blas- und Sperrluft

• Richtige Düsen / „jede“ Düse ist besser als ein offener Schlauch

• Notwendigkeit der Sperrluft prüfen (z.B. besser abgedichtete Greifer)

• Druckreduzierung

• Taktung oder Bedarfsorientiert

(Nachlaufzeiten der Sperrluft beachten)

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

Blasdüsen

Die Vorteile im Vergleich zu Einlochdüsen

• Senkung des Geräuschpegels um bis zu 12 dB

• Niedriger Arbeits-Luftdruck bei gleicher Blaskraft

• Geringerer Luftverbrauch

• Bessere Blaswirkung auf größerer Entfernung

• Geringere Betriebskosten

Quelle: www.lechler.de

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

Blas -und Sperrluft

Druck Lochdurchmesser 2mm Lochdurchmesser 4mm

1bar 30 Nl/min 14.400 Nl/ Schicht 92 Nl/min 44.160 Nl/ Schicht

2bar 45 Nl/min 21.600 Nl/ Schicht 150 Nl/min 72.000 Nl/ Schicht

3bar 62 Nl/min 29.760 Nl/ Schicht 220 Nl/min 105.600 Nl/ Schicht

4bar 80 Nl/min 38.400 Nl/ Schicht 280 Nl/min 134.400 Nl/ Schicht

5bar 97 Nl/min 46.560 Nl/ Schicht 350 Nl/min 168.000 Nl/ Schicht

6bar 116 Nl/min 55.680 Nl/ Schicht 450 Nl/min 216.000 Nl/ Schicht

Blasanwendungen sind zu vermeiden, bzw. mit Bedacht auszuwählen ! Ziel ist es, mit möglichst wenig Drucklufteinsatz eine maximale Schubkraft zu erzielen.

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

„Neues“ EEF-Produkt - Taktgeberventil

Der Taktgeber (Multivibrator) dient zum Erzeugen von stufenloseinstellbaren Signalen in Steuerungen. Er wird eingesetzt fürschnelle Zylinderbewegungenbei Membran-Zylindern und einfachwirkendenoder auch doppeltwirkenden Zylindern. Kurzhubige, schnelleKolbenstangenbewegungen sind notwendigzur Erregung von Schwingförderern,zum Abklopfen von Absauganlagen, Bunkern oder zur Bewegung kleinerer Siebrüttelanlagen.

Funktionsbeschreibung aus dem Katalog:

Diese Funktion kann optimal für gepulste Blasanwendungen genutzt werden.

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

Neues EEF-Produkt VLG-¼ oder VLG-1/8

X

P

Durch Verschließen eines Arbeitsanschlusses (2 oder 4) und einer Drossel vor der Blasdüse kann die Funktion eines Impulsgebers für eine Blasanwendung realisiert werden

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

0

50

100

150

200

Fächerdüse mit VLG 6bar

VLG Schlauch Düse

Verbrauch VLG mit Düse: ~72 Nl/min

Einsparpotential

Arbeitszeit/Tag 16hArbeitstage/Jahr 250TageDruckluftkosten 0,019€

VLG Schlauch DüseVerbrauch [Nm3] 17242,79 54720 52800Kosten 327,61 € 1.039,68 € 1.003,20 €

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

Schlauch mit VIELEN Löchern zur Kühlung von Netzteilen und Controllern im SchaltschrankVerbrauch :- 300 Nl/min- 432 Nm3 / Tag (24h)- 157680 Nm3 / Jahr ~ 3150 €

Ein Beispiel aus der Praxis (zum Schmunzeln) – Einsatz von Blasluft

EEF-Massnahme:Schaltschrank-Kühlung

~1100 €

Return on Invest~ 5 Monate

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

Unsere heutige Agenda

Energiekosten und Drucklufterzeugung

Richtige Dimensionierung inkl. Tools und Vergleich P/E

Vakuum

Blas -und Sperrluft

Services

Zusammenfassung

Verteilung der Druckluft

Druckluftaufbereitung, Sensoren

Optimierungspotential inpneumatischen Systemen

Neue Produkte und Tools

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

Intelligente AuslegungIntelligente und innovative Auswahl-Software für die richtige Auslegung von Systemen.

Industrial EducationProfitieren Sie von der Industrienähe und dem Trainingsangebot der Festo Didactic.

Energieeffizienz@Festo: Unser Ansatz und unser Leistungsportfolio

Produkte und LösungenFesto bietet Produkte und Lösungen an, die Energie effizienter nutzen!

ServicesFesto Energy Saving Services: das Servicepaket zur bestmöglichen Ausschöpfung von Einsparpotenzialen.

Fokus

Energie-effizienz

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

Festo Energy Saving Services

• Ganzheitliches Konzept zur Optimierung von Druckluftsystemen

• Für einen energieeffizienten, umweltbewussten und nachhaltigen Anlagenbetrieb

• Modulares Service-Angebot entsprechend Ihren Anforderungen

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

Wir übernehmen die Druckluft in Ihrem Energie Management System!

Unsere zertifizierten Services betrachten dabei das gesamte Druckluftsystem

Zertifizierte Konformität zu ISO/DIS 11011Compressed air energy efficiency audit

Energiemanagement ISO 50001

DruckluftISO 11011

Von Erzeugung ... … über Verteilung … … zur Nutzung.

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

Ganzheitliche Betrachtung pneumatischer Systeme

Druckluft-erzeugung

Druckluft-aufbereitung

Druckluft-verteilung

Anwendung

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

Unsere Kompetenz: Energy Saving Serviceleistungen

LeckagebeseitigungLeckageortung

Energieanalyse Drucklufterzeugung

Pre Audit Druckluft Qualitätsanalyse

Beratung Energieeffizienzanalysefür Maschinen

Druckluftverbrauchs-analyse

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

Quelle: Compressed air systems in the European Union, ISI 2000

Auffinden und Beseitigen von Leckagen

Wärmerückgewinnung

Auslegung des Pneumatiksystemseinschl. Mehrdruck-Leitungsnetz

Kompressoren z.B.mit variabler Motordrehzahl

Sonstige Maßnahmen

Maßnahmen zur Energieeinsparung bei der Drucklufterzeugung

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

Leckagen und Druckluftkosten

Installierte

Kompressorleistung in

kW

Durchschnitt Verbrauch

in Nm³/min

Druckluftkosten pro

Jahr

Davon Leckagekosten

(20% Leckagen)

50 5 47.880 € 9.576€

200 20 191.520 € 38.304 €

500 50 478.800 € 95.760 €

Geschätzte jährliche Druckluftkosten bei: Betriebsdauer: 8400 h/Jahr; Auslastung Kompressoren: 65%; Spezifische Leistung: 6,5kW/(m³/min)

Druckluftkosten: 0,019€/Nm3

1mm Leck 6bar

ca. 63 Nl/min

ca. 600 € /Jahr

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

Leckageortung

• Das Ortungsgerät mit Mikrophon, ermöglichen das Orten von Leckagen unmittelbar an den Komponenten. Auch unter lauten Produktionsbedingungen!

• Parabolspiegel mit integriertem Laser ermöglichen das Orten von Leckagen bis auf eine Entfernung lt. Hersteller von ca. 20m

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

Leckageortung

Serviceumfang

• Überprüfung des gesamten Druckluftsystems auf Leckagen: vom Kompressor bis zur pneumatischen Anwendung

• Leckageortung per Ultraschalldetektor im laufenden Betrieb (wenn möglich)

• Markierung der gefundenen Leckagen

• Schätzung der Leckagegröße in l/min

• Einordung der Leckagen in drei Kategorien

• Erfassung der für Instandsetzungen und Verbesserungen relevanten Informationen im Energy Saving Assessment Portal

• Fotodokumentation der georteten Leckagen

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

Leckageortung Nutzen

Ihr Nutzen• Problemstellen und Leckagen die für das

menschliche Ohr nicht hörbar sind werden gefunden

• Die Klassifizierung nach Leckagegrößeermöglicht systematische Behebung

• Informationen aus dem Portal , z.B. Reparaturzeit, Ersatzteilliste, Vorgehensweise Reparatur etc. nutzen bei der effizienten Leckagebehebung

• Reduzierung des Druckluftbedarfes (nach EU Durchschnitt ca. 20%) und dadurch Senkung von Energie

• Erhöhung der Maschinenverfügbarkeit und Prozesssicherheit.

• Reduzierung des CO2 Ausstoßes.

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

Leckageortung

Kennzeichnung und Klassifizierung der Leckagestellen inkl. Fotodokumentation

Leckage level

Leckage-

volumen

Nl/min

Leckagekosten

bei

0,019€/Nm³

Low < 2,5 < 25€

Medium 2,5 - 9 < 85€

High 9 - 64 < 685€

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

• Angabe des Leckageortes

• Eingabe des Soundlevels

• Klassifizierung der Leckagegröße in l/min.

• Ersatzteilliste

• Geschätzte Reparaturzeit

• Vorgehensweise zur Reparatur

• Hinweise auf Optimierungsmöglichkeiten

Systematische Dokumentation der ermittelten Leckagen:

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

Dokumentation im Festo-Portal

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

Leckagebeseitigung

• Sie erhalten für eine systematische Beseitigung Zugriff auf das Festo Assessment Portal

• Sie erhalten von uns Hinweise zur systematischen Vorgehensweise

• Die Leckagebeseitigung und Reparatur kann von eigenem Personal in ihrem Hause durchgeführt werden

• Alternativ wird die Beseitigung und Reparatur durch unsere Festo Servicetechniker erledigt

• Auf Wunsch werden Festo Ersatzteile durch uns nach Stückliste beschafft und angeliefert

Warten kostet bares Geld!

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

Aus der Praxis:

„Wir sind mit Festo und seinen Energy SavingServices sehr zufrieden. Wir konnten damit

unseren Druckluftverbrauch um ca. 8 %senken.“ Remo Dubbeld, Maintenance Manager

Tate & Lyle, Niederlande

Schwerpunkt: Ortung und Beseitigung von Leckagen

6000 l/min

75000 €

Detektierte Leckagen, Jährliche Einsparungen

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

Aus der Praxis: Maschinenoptimierung in der MöbelindustrieMaschinenmessung, Maschinenanalyse und Optimierung

Zentrale Druckreduktion von 8 auf 6 bar

Abschaltung von Blasluftfunktionen imStand-by Modus

Detektion und Reparatur von Leckagen

Druckreduzierter Rückhubbei Linearantrieben

Austausch defekter Antriebe und Ventile

3500 €2500 €

17 Monate

Investition, Einsparung, Amortisationszeit

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

Make or Buy?

Selbst machen oder machen lassen?

• Sind die notwendigen Messgeräte vorhanden?• Ist die Erfahrung zur Durchführung vorhanden?• Ist genügend Zeit und Kapazität für eine systematische

Durchführung vorhanden• Wie lange dauert die Durchführung und wie hoch sind die internen

Kosten• Sind entsprechende Ersatzteile vorrätig und wie aufwendig ist die

Beschaffung aller Bauteile• Ist genügend Information vorhanden um auf neuste

technologische Lösungen zu modernisieren

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

Zusammenfassung der Festo Energy Saving Services

• Druckluftsysteme bieten erhebliche Einsparpotenziale

• Reduzierung des CO2 Ausstoßes• ein ganzheitlicher Ansatz ist besser als die

Einzelbetrachtung• herstellerneutrale Bewertung• TÜV zertifizierte Leistung• Anlagenverfügbarkeit erhöhen, Produktivität

steigern• keine Belastung hausinternen Personals oder

Kapazitäten• Transparenz des Druckluftsystems• vorbereitet sein!

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

Unsere heutige Agenda

Energiekosten und Drucklufterzeugung

Richtige Dimensionierung inkl. Tools und Vergleich P/E

Vakuum

Blas -und Sperrluft

Services

Zusammenfassung

Verteilung der Druckluft

Druckluftaufbereitung, Sensoren

Optimierungspotential inpneumatischen Systemen

Neue Produkte und Tools

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

Unsere heutige Agenda

Energiekosten und Drucklufterzeugung

Richtige Dimensionierung inkl. Tools und Vergleich P/E

Vakuum

Blas -und Sperrluft

Services

Zusammenfassung

Verteilung der Druckluft

Druckluftaufbereitung, Sensoren

Optimierungspotential inpneumatischen Systemen

Neue Produkte und Tools

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

12 x Energie sparen!

12 unterschiedliche Maßnahmen: das sind 12 Wege, erfolgreich Energie zu sparen.

Unser Tipp: Lassen Sie sich von Experten von Festo beraten, die sich in puncto Energieeffizienz auskennen unddie Umsetzung dieses ganzheitlichen Ansatzes beherrschen.

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

Zusammenfassung

• Die Anforderungen vom Markt und aus gesetzlichen Regularien werden höher

• Energieeffizienz ist Team-Work• im Unternehmen• bei ihren Lieferanten• bei ihren Kunden• im Unternehmensverbund

• Jede Antriebstechnologie hat Ihre Vorteile• Richtig ausgelegt und eingesetzt ist sowohl die Pneumatik als auch die

Elektrik energieeffizient

• Wir bieten unseren Kunden einen umfangreichen Support

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

Energieeffizienz@FESTO

Wir nehmen

das Thema ernst !

„Vergeude keine Energie,

verwerte und veredle sie!“

Chemie-NobelpreisträgerWilhelm Ostwald (1912)

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

Welche Fragen dürfen wir beantworten?

TR-P\Roland Volk Treffpunkt Automation Erstellt: 11.3.2016 Geändert: 2.3.2018

Roland VolkExpert Energy efficient automation

Tel. 0711 / 347 – [email protected]

Energieeffizienz – mit cleveren Lösungen zur kosten- und energieeffizienten Maschine