Energieeffiziente Produktionsprozesse
Neue industrielle Verfahren und neue Wege, bestehende Prozesse zu betreiben, scheinen das globale Mantra für eine höhere Energieeffizienz und reduzierte die Kohlendioxidemissionen zu sein. Insbesondere Prozesssteuerung und Betrieb, Maschinenrotation und elektrische Ausstattung werden immer radikaler integriert. Dies bietet neue Möglichkeiten für die Energieeinsparung, die durch ein bessere Ausrüstungsmanagement, Automatisierung und Optimierung. Es besteht ein Bedarf für Weiterbildung und Forschungsmaßnahmen, um die aktuellen Technologielücken zu schließen. Wissenschaftler initiierte das Projekt ENERGY-SMARTOPS (Energy savings from smart operation of electrical, process and mechanical equipment), um eine Kohorte von Nachwuchsforschern in diese Richtung auszubilden. Die Forscher entwickelten erfolgreich neue Messansätze und Algorithmen, um das Vertrauen in Zustandsüberwachungstechniken zu erhöhen und zustandsorientierte Instandhaltung zu ermöglichen. Derzeitige Verfahren können die Gesundheit von Synchronmaschinen nicht genau diagnostizieren. Dennoch erlauben es die neu entwickelten Methoden Synchronmaschinenfehler zu identifizieren, wobei zwischen elektrischen und mechanischen Störungen zu unterscheiden. Dadurch verringert sich die Notwendigkeit einer regelmäßigen Wartung, wodurch der Prozess effizienter wird. Die Verwendung von Multi-Sensor-Fusionsdaten für die Überwachung ergibt sich aus mehreren Subsystemen, wodurch es möglich wird, die wahrscheinlichste Fehlerquelle zu identifizieren. Dies resultiert in reduzierte Ausfallzeiten und eine genauere Diagnose. Die Forscher entwickelten neue Optimierungsframeworks, die Überwachungsinformationen und Anregungen für die beste Recycling-Konfiguration eines Gaskompressors nutzt, wodurch die Systemeffizienz gesteigert und die Gesamtbetriebskosten gesenkt werden. Insbesondere kann ein Planungsansatz für Produktionsprozesse zu einer 10%-igen Reduzierung der Betriebskosten und einer Verringerung des Energieverbrauchs um bis zu 37% führen. Weitere Projektergebnisse umfassen verbesserte Algorithmen für die prädiktive Prozessüberwachung, die Informationen über das Vorhandensein von Störungen, deren Herkunft und deren Auswirkungen auf das System/die Geräteleistung zur Verfügung stellen kann. Darüber hinaus entwickelten die Forscher robuste fortschrittliche Steuerungstechniken für elektrische Antriebe, unter Berücksichtigung von Eisenverlusten und Maschinensättigung, Schwankungen der Modellparameter und Prozessanforderungen. Schließlich wurde ein Planungsoptimierungstool entwickelt, das in einem Stahlwerk nahtlose Integration und Verfügbarkeit von Daten und Informationen gewährleistet. Es ermöglicht auch die Benutzerinteraktion, wenn mit zunehmender Instabilität in der Produktion, Energie und Rohstoffverfügbarkeit umgegangen werden muss. ENERGY-SMARTOPS steht im Einklang mit der europäischen Strategie zur Reduzierung des Energieverbrauchs um mindestens 20% bis 2020.
Schlüsselbegriffe
Produktionsprozesse, Energieeinsparungen, Prozesssteuerung, Synchronmaschine, Gasverdichter
