naar top
Menu
Logo Print

ONDERHOUD EN ENERGIE-EFFICIENTE AANDRIJVINGEN

Alles in één keer willen aanpakken is in vele gevallen praktisch niet haalbaar

In het kader van het klimaatakkoord, de eindigheid van fossiele bronnen en de oplopende energieprijzen neemt ook de industrie inmiddels steeds meer maatregelen om energie te besparen. Een dankbaar aandachtspunt vormen aandrijvingen en alles wat daarmee samenhangt. Verschillende onderzoeken tonen aan dat daar belangrijke verbeterslagen te maken zijn. Het devies luidt: klein beginnen, laaghangend fruit plukken, draagvlak creëren en dóórpakken.

O.a. in het fieldlab Campione – onderdeel van World Class Maintenance – wordt er onderzoek      gedaan naar voorspelbaar onderhoud op basis van onder meer Condition Monitoring-technieken
O.a. in het fieldlab Campione – onderdeel van World Class Maintenance – wordt er onderzoek gedaan naar voorspelbaar onderhoud op basis van onder meer Condition Monitoring-technieken

TOT 22% ZUINIGER DOOR OPTIMALISATIE

Elektromotoren gebruiken verreweg het meest van de wereldwijde geconsumeerde hoeveelheid elektrische energie, onder meer voor het aandrijven van pompen, ventilatoren, compressoren, transportinrichtingen en procesmachines. De applicatie die zich ná de aandrijving bevindt, bepaalt hoeveel energie precies wordt verbruikt. Het uiteindelijke rendement van de aandrijving is dan ook uiteindelijk het product (vermenigvuldiging) van de rendementen van alle componenten (tandwielkasten, lagers, actuatoren etc.). Onder andere KEEA - Kenniscentrum Energie-efficiënte Elektrische Aandrijvingen - heeft onderzocht dat industriële aandrijflijnen door middel van een optimalisatie gemiddeld zo'n 22% zuiniger kunnen. Daarvan zijn al diverse voorbeelden beschikbaar die als inspiratiebron kunnen dienen voor alle bedrijven die aandrijvingen geïnstalleerd staan hebben.

VAN COMPONENT TOT AANDRIJFLIJN

Een eerste tip voor bedrijven die het energieverbruik van hun aandrijflijnen willen reduceren, is dit stapje voor stapje te doen. Alles in één keer willen aanpakken is een mooi streven, maar is vaak praktisch niet haalbaar.

Hoge-efficiëntiemotoren

Een goed begin is om o.m. te kiezen voor elektromotoren met een hoge efficiëntie. IE2- motoren zijn inmiddels tot standaard verheven - vooral in combinatie met een frequentieregelaar - maar IE3 wordt ook steeds vaker gekozen en er zijn zelfs al motoren op de markt die voldoen aan de IE4-specificaties.

Smering van lagers, tandwielen ...

Naast de motor zijn vervolgens alle onderdelen in de aandrijflijn het waard om te beoordelen op energiebesparingsopties. Een cruciaal punt daarin is onder meer de smering van bijvoorbeeld lagers en tandwielen. Een slechte smering leidt immers tot een onnodig grote warmteontwikkeling en dus energieverlies. Dat vormt een typisch aandachtspunt voor de onderhoudsafdeling, die in dat kader goed voor ogen moet hebben welk smeermiddel voor welke component nodig is, en ook kennis moet hebben van de benodigde hoeveelheid smeermiddel en smeerfrequentie.

Efficiëntie van het geheel

Misschien nóg belangrijker is het om aandacht te besteden aan het samenstel van de componenten waarmee de uiteindelijke machine of installatie wordt gevormd. Niet zelden nemen bedrijven 'maatregelen' door een energie-efficiënte motor aan te schaffen en daarmee een lijn met talrijke gebreken aan te drijven. Een slechte uitlijning bijvoorbeeld. Of onvoldoende smering. Maar ook fouten in de constructie of dimensionering die leiden tot onnodige verliezen. Mooie voorbeelden daarvan zijn te vinden in lijnen waarin pompen of ventilatoren worden toegepast. Wanneer verschillende mensen of disciplines betrokken zijn geweest bij het ontwerp hiervan, is de kans groot dat er meer dan één veiligheidsfactor is toegepast, waardoor er uiteindelijk een te grote pomp en - dus - een te grote motor wordt gekozen. Vooral de pomp zal hierdoor voor een belangrijk deel van de tijd buiten haar optimale werkgebied draaien, en hiermee inefficiënter dan nodig.

MONITORING

Wanneer de aandrijflijn goed is geconstrueerd en gebouwd, is er vervolgens een belangrijke taak voor de onderhoudsafdeling weggelegd om de lijn te monitoren. Een thema dat de afgelopen jaren een behoorlijke vlucht heeft genomen, enerzijds door Industrie 4.0, waarmee er nieuwe inzichten zijn geïntroduceerd, maar anderzijds ook door technische ontwikkelingen op het vlak van onder andere sensoren, het verzamelen, bewaren en doorsturen van data en de verwerkingscapaciteit van computers.

De laatste ontwikkeling ondersteunt het genereren van grote hoeveelheden data én is onmisbaar waar het aankomt op het analyseren van de data om zo tot bruikbare informatie te komen. Informatie op basis waarvan onderhoud wordt uitgevoerd, bv., of de lijn aangepast, of een proces. Het aantal mogelijkheden om te monitoren is praktisch eindeloos. Maar ook hier geldt: begin klein. Kies een parameter of een asset waarvan eigenlijk vooraf al zeker is dat monitoring hier iets oplevert. Dat betekent niet alleen dat een bedrijf direct begint met besparen, maar ook dat mensen binnen een bedrijf een gevoel krijgen bij de mogelijkheden van het monitoren van machines en installaties. Een populaire parameter is het meten van trillingen aan lagers; een vorm van monitoren die al relatief lang bestaat en zich inmiddels ook echt heeft bewezen. Daarnaast kunnen temperaturen worden gemonitord, evenals drukken waarmee bv. het moment van het vervangen van een filter is te bepalen.

Het monitoren van verschillende parameters in een hydraulische installatie levert     de onderhoudsafdeling een aandeel op in het bewaken van het energieverbruik
Het monitoren van verschillende parameters in een hydraulische installatie levert de onderhoudsafdeling een aandeel op in het bewaken van het energieverbruik

FILTER

In het kader van de energiezuinigheid is juist dit filter een mooi voorbeeld. Wanneer een filter vervuild raakt, zal het systeem meer energie nodig hebben omdat de weerstand over het filter toeneemt. Dat betekent een daling van de efficiëntie. Op een gegeven moment wordt een punt bereikt waar de kosten van het vervangen van het filter láger zijn dan de extra hoeveelheid energie die het kost om dit filter in bedrijf te houden. Dat moment is eigenlijk nooit het moment dat het filter technisch gezien al aan vervangen toe is, waardoor een TD het ook nog niet als opdracht zal uitgeven. Maar energietechnisch dus toch een aandachtspunt.

Drukken meten is zowel in pneumatische als hydraulische aandrijvingen een goede manier om vroegtijdig te onderkennen dat er gedurende de tijd steeds meer energie wordt verbruikt door zaken die zijn op te lossen. Qua monitoring is binnen de wereld van hydrauliek echter ook de reinheid van de olie een parameter die véél kan zeggen over het volledige systeem. Zo is bijvoorbeeld te meten hoeveel water zich in de olie bevindt, hoeveel vuildeeltjes (en welke deeltjes dit zijn), maar ook hoe het staat met de viscositeit, zuurtegraad enz. Hoe optimaler de kwaliteit van de olie, hoe lager de kans op storingen én hoe lager het energieverbruik.

LUCHTLEKKEN

Zowel voor oudere pneumatische als hydraulische aandrijvingen geldt bovendien dat het zinvol is om eens een analyse te maken van het complete systeem. Niet zelden wordt dit type systemen uitgebreid wanneer er nieuwe verbruikers worden geïnstalleerd. Nieuwe machine, nieuwe leidingen en koppelingen, extra bochten, compressor wat hoger zetten en klaar. De eerste keer gaat dat zonder problemen, maar alle extra weerstanden die daarmee worden toegevoegd, kunnen uiteindelijk leiden tot een heel inefficiënt systeem, waardoor er een extra compressor moet worden ingezet, met het bijbehorende energieverbruik. En wanneer het toch over pneumatiek en energie-efficiëntie gaat, dan kunnen TD's heel wat bijdragen door op zoek te gaan naar luchtlekken. Bijvoorbeeld middels speciale apparatuur, een auditieve analyse, of door het luchtverbruik in de gaten te houden.

sensor elektromotor
Inschakeling van artificial intelligence om de onderhoudsbehoefte te bepalen – in dit geval meet een sensor de stroomafname van een elektromotor

AI VOOR PREDICTIEF ONDERHOUD

Interessante ontwikkelingen met betrekking tot onderhoud, monitoring en (dus) energie-efficiëntie liggen onder meer in de manier waarop 'artificial intelligence' wordt gebruikt in een systeem dat 'leert' op basis van toegevoerde data en zo steeds beter en betrouwbaarder in staat is om aan te geven wanneer er storingen zullen optreden en er (dus) een onderhoud noodzakelijk is. Het systeem meet een of meer specifieke parameter(s) van een bepaalde asset met een hoge frequentie. Daarbij ontstaat een serieus grote hoeveelheid data die door een slim algoritme wordt ingelezen en het systeem leert wat normaal is.

Hoe meer data het toegevoerd krijgt, hoe beter het systeem kan aangeven wanneer de gegevens afwijken van normaal totdat het uiteindelijk praktisch zelfstandig kan aangeven wanneer er een onderhoud nodig is. Daarbij is de betrouwbaarheid van de signalen hoog, wat betekent dat de TD niet voortdurend voor een vals alarm aan de slag gaat. Want juist dat is een manco van veel andere monitoringsystemen die werken op basis van overschrijdingen van vooraf ingestelde waarden. Daarbij biedt kunstmatige intelligentie de mogelijkheid om niet alleen aan te geven dát er wat mis is, maar - op basis van het patroon van de metingen - ook wát er precies mis is. Lagerschade bv., of een lekkende afdichting, een beschadigde schoep … Zaken die niet alleen onderhoud vereisen, maar ook het energieverbruik opschroeven."