AirSTREAM wird intelligent - Condition Monitoring im Schaltschrank mit AirTEMP Controller und AirTEMP Monitor

Die neuen Lösungen AirTEMP Controller und AirTEMP Monitor ermöglichen nun zusätzlich ein Condition Monitoring per Live-Zugriff. Diese Art der Überwachung der Schaltschranktemperatur bietet Betreibern von Anlagen und Produktionslinien eine innovative Möglichkeit, Betriebsabläufe zu überwachen, zu optimieren und die Betriebseffizienz deutlich zu steigern.

Temperaturen über eine Regeleinheit zu erfassen und damit die AirBLOWER Ventilatoren zu steuern, ist keine neue Idee. Doch nun können die gewonnenen Daten auch nachhaltig genutzt, ausgewertet und live überwacht werden. Das macht das Gesamtsystem smarter und kann helfen, die Effizienz im Arbeitsalltag zu steigern. Der neue AirTEMP Controller ist ein IoT-fähiges Steuergerät. Er verfügt über einen Relaisausgang zum Schalten von Klimageräten und einen zusätzlichen Ausgang zur physikalischen Störmeldung. Selbstverständlich bleibt die Funktionalität erhalten, über einen Ausgang die AirBLOWER Ventilatoren zur Temperaturhomogenisierung in einem oder mehreren Schaltschränken anzusteuern. Für die Temperaturüberwachung stehen 6 PT 100 Temperatursensoren zur Verfügung. Durch die gewählte Anzahl ist auch ein Einsatz in Reihenkombinationen von Schaltschränken denkbar. Die erfassten Daten werden über einen definierten Zeitraum in einem Speicher abgelegt und über das MQTT-Protokoll in die Lütze Cloud übertragen. Der AirTEMP Controller wird mit 24 V betrieben und kann auch nachträglich einfach in bestehende Schranksysteme integriert werden.

Für das Condition Monitoring wurde ein cloudbasiertes Dashboard namens AirTEMP Monitor entwickelt, das in der Lütze-eigenen Cloud gehostet wird. Die Visualisierung der Daten erfolgt über Diagramme, in denen die Temperaturverläufe sowie das Taktverhalten der Lüfterbänke und eventuelle Alarmsignale dargestellt werden. Über den AirTEMP Monitor kann der Nutzer per Fernzugriff auf die einzelnen AirTEMP Controller zugreifen und deren Parameter live einsehen und verändern. Grenzwerte für Temperaturen und Alarme können gezielt festgelegt werden, und bei Bedarf lässt sich die aktive Kühltechnik einschalten. Darüber hinaus können in regelmäßigen Abständen Reports per E-Mail angefordert werden, die rückwirkend über einen Berichtszeitraum den Zustand der Schaltschränke dokumentieren. Das Thema vorausschauende Wartung (Predictive Maintenance) wird durch die Alarmfunktion gewährleistet und war eine zentrale Entwicklungsanforderung. Alarme können auch über verschiedene Kommunikationsprotokolle versendet werden und ermöglichen ein frühzeitiges Eingreifen bei auftretenden Fehlerzuständen. Dadurch wird die Gefahr eines temperaturbedingten Ausfalls deutlich reduziert und ein nachhaltiger Beitrag zur Betriebssicherheit von Schaltschränken geleistet.

Um das Thema bedarfsgerechte Kühlung weiter zu optimieren, kann bei Überschreitung eines weiteren eingestellten Grenzwertes durch ein gezieltes Signal über den Relaisausgang zusätzliche aktive Kühlleistung angefordert werden. Lütze hat sich im Laufe der Jahre auf das thermische Verhalten rund um das Verdrahtungssystem AirSTREAM spezialisiert. Ziel war es immer, die Luft im Schaltschrank gezielt und mit geringem Energieaufwand zu bewegen, um die Komponenten vor Überhitzung zu schützen. Ist darüber hinaus eine aktive Kühltechnik erforderlich, gibt es viele intelligente Lösungen von Marktbegleitern. Ziel ist es, auch in Kombination mit aktiven Kühlgeräten eine nachhaltige Lösung zu gewährleisten. Das daraus resultierende Taktverhalten wird effizienter, da weniger Energie aufgewendet werden muss, im Vergleich zum Betrieb von Kühlgeräten im Dauerbetrieb.  Ziel ist es hier, zunächst die Möglichkeiten zur Kühlung der elektrischen Komponenten auszuschöpfen, die aus energetischer Sicht günstiger sind. Diese Bestrebungen lassen sich unter dem Stichwort "bedarfsgerechte Kühlung" zusammenfassen.

Die beschriebenen IoT-Lösungen ermöglichen nicht nur eine kontinuierliche Überwachung und Aufrechterhaltung der Betriebssicherheit im laufenden Betrieb. Sie bieten auch neue Lösungsansätze für die Zukunft: Werden neue Maschinen- oder Anlagengenerationen geplant, können die an baugleichen Objekten gewonnenen Daten für die Planung genutzt werden. Auch für die Projektierung der AirSTREAM Verdrahtungsrahmen arbeitet Lütze an einer neuen digitalen Lösung: Ein neuer Produktkonfigurator zur Erzeugung von 2D- und 3D-Daten, mit dem einfach projektiert und die erzeugten Daten anschließend in das jeweilige CAD-Planungstool eingebettet werden können. Dies stellt einen weiteren Optimierungsschritt im Bereich der Schaltschrankplanung dar. Denn hier ist die Zeit im Alltag knapp und der Bedarf an effizienzsteigernden Lösungen entsprechend hoch. Lütze ist hier stets an der partnerschaftlichen Entwicklung neuer innovativer Lösungen im Bereich der nachhaltigen Schaltschrankplanung und des -betriebs interessiert.

Autoren:
Michael Bautz, Produktmanager Cabinet Friedrich Lütze GmbH
Daniel Haag, M.Sc., (Institut für Gebäudeenergetik, Thermotechnik und Energiespeicherung, Universität Stuttgart)