Überwachte Verdichter im Dienste der Fleischqualität
Diagnosesystem für Vieh- und Fleischhandel A. Rolfes GmbH
Zuverlässige gleichmäßige Kühlung ist eine der wichtigsten Voraussetzungen für hochwertige Fleischproduktion. Solche Anlagen brauchen optimale Wartung. Noch besser als 24-Stunden-Service ist allerdings ein Kühlsystem, dessen Kompressoren mit einem Diagnosesystem ausgestattet sind, wie ein ost-friesischer Schlachtbetrieb und sein Kältetechnikdienstleister berichten können.
Vier Copeland-Hubkolbenverdichter arbeiten in der Kühlanlage der Vieh- & Fleischhandel A. Rolfes GmbH in Detern im niedersächsischen Landkreis Leer in einem Betrieb, in dem täglich im Schnitt 50 Rinder geschlachtet und verarbeitet werden. Damit die Kühlkette nicht reißt, bestand seit 2010 für die damals fünf Jahre alte Anlage ein 24-Stunden-Servicevertrag mit der Firma Süsens Kälte- & Klimatechnik. Wenn es mit den Kompressoren Probleme gab, war mit den regionalen Experten für den Bau von Kühl- und Tiefkühlzellen, Fahrzeugkühlung, Klimaanlagen und Wärmepumpen stets umgehend Hilfe vor Ort. Trotzdem waren beide Seiten nicht glücklich. Über die Jahre kamen einige Kosten durch Serviceeinsätze zusammen und vor allem ein Problem stand im Raum: Anlagenstillstand und Verdichterprobleme wurden immer erst dadurch bemerkt, dass die Temperatur in den Kühlräumen anstieg. Die Folge: Bis die Ursache für den Ausfall durch den Servicetechniker behoben war, ließen sich Produktionsausfälle oft nicht vermeiden.
Probleme früher erkennen
Wo lag die Schwäche? Warum musste erst die Kühlung ausfallen, damit ein Problem an den Verdichtern bemerkt werden konnte? Ölverlust und Ölverschiebung sind häufige Störungsursachen im System einer Kälteverbundanlage. Die Verbundanlage aus vier Verdichtern war nur mit einem mechanischen Ölmanagementsystem und mechanischer Hoch- und Niederdrucküberwachung ausgestattet. Um hier mögliche Störungen frühzeitig zu erkennen, müsste man praktisch im richtigen Moment neben der Maschine stehen. Auch eine Dokumentation zu Betriebsdaten, Beanspruchung, Betrieb im Grenzbereich und kritischen Zuständen, die zur Deutung von Messergebnissen wichtig wäre, war unter diesen Umständen nicht möglich.
„Wir konnten unseren Kunden davon überzeugen, dass die Verdichter besser überwacht und vor Fehlern geschützt werden sollten, damit Fehler nicht immer erst durch den Temperaturanstieg nach einem Ausfall bemerkt werden“, erinnert sich Stephan Süsens, Geschäftsführer Süsens Kälte- & Klimatechnik. „Mit welcher Technik wir die Anlage bei Rolfes modernisieren würden, war von Anfang an klar: Kriwan ist der einzige Hersteller, der den gesamten Umfang von elektronischem Ölmanagement und Diagnoseschutzsystem einschließlich der Einbindung von Differenzdrucksensoren bietet.“
Schützen und protokollieren
Die erste Maßnahme war 2012 der Einbau des Kriwan-Schutzsystems „INT69 TML Diagnose“. Dessen Aufgabe ist nicht nur der Verdichterschutz, sondern auch das Protokollieren. Das Gerät speichert automatisch Betriebs- und Störungsdaten, die bei Bedarf über einen PC oder Tablet ausgelesen und zur Diagnose ausgewertet werden. Die Temperaturüberwachung des Motors erfolgt mit zwei Auswerteverfahren: statisch und dynamisch. Bei langsamem Temperaturanstieg in der Motorwicklung wird beim Erreichen der Nennabschalttemperatur der eingebauten PTC-Sensoren der Motor sofort abgeschaltet. Bei ungewöhnlich schnellem Temperaturanstieg in der Motorwicklung wird der Motor früher abgeschaltet, auch wenn die Temperatur noch weit unter der Nennabschalttemperatur der eingebauten PTC-Sensoren liegt. Der Motor wird nach Abkühlung und einer anschließenden Wiedereinschaltverzögerung neu gestartet. Schäden an den Verdichtern waren so schon einmal ausgeschlossen. 2013 ging es dann an den Umbau des Ölmanagements. Es war mittlerweile deutlich geworden, dass viele der Verdichterausfälle, die zu den Temperaturanstiegen und den eiligen Serviceeinsätzen geführt hatten, darauf zurückzuführen waren, dass es an einer geeigneten Ölrückführung und Ölnachfüllung sowie einem zentralen Ölabscheider und Ölsammelbehälter fehlte.
Regelung der Ölmenge
Süsens Kälte- & Klimatechnik optimierte die Ölrückführung. Ein zentraler Ölabscheider und ein Ölsammelbehälter wurden eingesetzt, die Verrohrung erneuert. Ölspiegelregulatoren füllen jetzt aus dem gemeinsamen Sammelbehälter Öl in den Verdichtern nach. Der Trockenlauf eines Verdichters wird über Regulator und Differenzdrucksensor vermieden, Ölverschiebungen sind behoben.
Und so funktioniert die elektronische Regelung der Ölmenge: Der Ölspiegelregulator „INT280“ überwacht den Ölstand in Kältemittelverdichtern. Erkennt die optische Überwachungseinheit des „INT280“ einen niedrigen Ölstand im Schauglas, steuert die Elektronik nach einer Zeitverzögerung das integrierte Magnetventil für die Ölspeisung an. Über das Magnetventil wird zyklisch Öl in das Kurbelgehäuse des Verdichters eingespritzt. Das „INT280“ generiert ein Alarmsignal und aktiviert den Alarmausgang, wenn das Ölniveau nach einer definierten Zeit immer noch zu niedrig ist. Während des Alarmzustandes „Ölmangel“ steuert die Elektronik weiterhin das Magnetventil an, um das Öl in das Kurbelgehäuse einzuspritzen. Der Alarmzustand wird automatisch aufgehoben, wenn das Ölniveau auf die Höhe des halben Schauglases steigt.
Die zweite Komponente der Steuerungstechnik ist der Öldifferenzdruckschalter „INT250“. Dabei wird ein direkt in das Pumpengehäuse montiertes Einschraubteil ausgewertet. Es ist durch interne Kanäle mit der Saug- und Hochdruckseite der Pumpe verbunden. Der im Einschraubteil integrierte Differenzdrucksensor überwacht den Öldifferenzdruck auf Über- bzw. Unterschreitung einer fest eingestellten Schwelle und meldet dies dem Schaltteil als digitales Signal.
Vernetzung
Eigentlich war damit schon alles erreicht. Es waren keine geplanten Vorort-Serviceeinsätze mehr nötig und das System hatte sich mit dem ersten vermiedenen Ausfall und Produktionsstopp amortisiert. Doch für die frühzeitige Störerkennung und die schnelle Fehleranalyse und Behebung gab es noch eine Verbesserung: die Vernetzung. Das Problem hierbei war, dass im Schlachtbetrieb keine Internetverbindung zur Verfügung stand. Mit Hilfe von Modbus-Gateway, Modbus-LAN-Gateway und einem Funk-Router wurde die Möglichkeit geschaffen, die Schutzgeräte mit dem „Kriwan INTelligence“-Server zu verbinden. Dabei handelt es sich um einen kostenfreien Webservice des Herstellers zur Sammlung und Auswertung von Diagnosedaten.
Das System funktioniert heute einwandfrei und die Serviceeinsätze konnten auf ein Minimum reduziert werden. Facility Manager Marcus Kerlin schaut jeden Morgen online in die Anlage und prüft den Anlagenzustand. Er sieht, ob es Stillstände oder einen Betrieb im Grenzbereich gab. „Beim Ausfall eines Verdichters werde ich direkt per SMS und E-Mail informiert, und nicht erst dann, wenn die Temperatur in den Kühlräumen ansteigt“, sagt Kerlin und Alwin Rolfes, Geschäftsführer erklärt: „Seitdem die Firma Kriwan in Kooperation mit der Kältetechnikfirma Süsens unsere Kälteanlage mit Ölmanagement und Diagnose optimiert hat, läuft sie problemlos. Wir profitieren jetzt von einer hohen Betriebssicherheit unserer Kälteanlage und konnten die Kosten für Serviceeinsätze einsparen. “ 2016 soll der Betrieb vergrößert werden, um die doppelte Zahl Rinder zu bewältigen. Die neue Kälteanlage wird ab Werk mit Diagnoseschutzsystem und elektronischem Ölmanagement ausgerüstet sein.
Stephan Süsens ist zufrieden mit der Kooperation mit Kriwan (www.kriwan.de) und sagt: „Wer dauernd erklären muss, warum eine Anlage schon wieder ausgefallen ist, hat keine angenehme Geschäftsbeziehung. Warten zu müssen, bis die Temperatur im Kühlraum steigt, bedeutet unnötige Schäden an der Anlage und Produktionsausfall. Da hilft es mir als Dienstleister nichts, dass ich unschuldig an dem Ausfall bin – der Kunde ist sauer. Kundenzufriedenheit, das ist es, was die Schutz- und Diagnosetechnik für uns bedeutet. Kundenzufriedenheit und ein optimaler, sicherer Betrieb.“
