Datengetriebene Anlagenüberwachung und -auslegung zur Sicherung der ökologischen Effizienz im Betrieb, Teilvorhaben: Effiziente Auslegung von Antriebslösungen durch datengetriebene Prozessüberwachung

Description: Der effiziente Umgang mit Ressourcen und Energie ist eine essenziele Größe zum Erreichen der global gesetzten Klimaschutzziele. Insbesondere für die pneumatische Antriebs- und Vakuumtechnik zeigt sich ein bedeutendes Einsparpotenzial von bis zu 60 % des Druckluftverbrauchs, welches jedoch aufgrund von fehlenden Auslegungs- und Überwachungsstrategien unausgeschöpft bleibt. Des Weiteren besteht in der Automatisierungsindustrie ein Bedarf nach einer transparenten Vorgehensweise zur ökologischen Bilanzierung, die trotz der enormen Wichtigkeit kaum durchgeführt wird. Vor diesem Hintergrund ist das zentrale Vorhabenziel die Energieeffizienzsteigerung und die damit einhergehende Reduktion der Umweltauswirkungen der Antriebs- und Vakuumtechnik. Hierfür wird eine Methodik entwickelt, die den energetischen Anlagenzustand überwacht sowie Degradation und Fehlerfälle erkennt und prädiziert. Die Methodik wird durch eine ganzheitliche Bilanzierung der Umweltauswirkungen auf Anlagenebene erweitert und durch die Einbeziehung weiterer Kriterien wie Auslastung oder Robustheit einer Lösung praktisch nutzbar gemacht. Somit wird die Anlage aus ökologischer Sicht von den ersten Schritten der Planungsphase über den Betrieb bis zur Außerbetriebnahme begleitet und so der systematische Einsatz von energieeffizienten Automatisierungslösungen erleichtert. Begleitend zur Entwicklung der Methodik zur Anlagenüberwachung wird bei XENON ein Labordemonstrator mit elektrischen und pneum. Antriebsanwendungen entstehen. Die Abstraktion von Anlagenkomponenten erlaubt es, die Überwachungs- und Adaptionsverfahren ohne Auswirkungen auf reale Produktionsprozesse zu validieren und gezielt Betriebs-, Degradations- und Fehlerzustände zu erzeugen, um deren Detektierbarkeit mit unterschiedlicher Sensorik zu testen. Die Anlage dient zudem der Erprobung von Adaptionsregelungen von Prozessen. Aufgrund der Ergebnisse soll eine effiziente und ökologische Auslegungsstrategie für Antriebslösungen erarbeitet werden.

SupportProgram

Origins: /Bund/UBA/UFORDAT

Tags: Xenon ? Umweltauswirkung ? Vakuumtechnik ? Ökobilanz ? Anlagenüberwachung ? Produktionstechnik ? Minderungspotenzial ? Energieressourcen ? Ökoeffizienz ? Sensorische Bestimmung ? Energieeffizienzsteigerung ? Klimaziel ?

Region: Sachsen

Bounding boxes: 10.40664° .. 10.40664° x 49.29433° .. 49.29433°

License: cc-by-nc-nd/4.0

Language: Deutsch

Organisations

• Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (Geldgeber*in)
• Umweltbundesamt (Bereitsteller*in)
• XENON Automatisierungstechnik GmbH (Betreiber*in)

Time ranges: 2023-01-01 - 2025-12-31

Alternatives

• Language: Englisch/English
  Title: Subproject: Efficient design of drive solutions through data-driven process monitoring
  Description: The efficient use of resources and energy is an essential factor in achieving the global climate protection targets. For pneumatic drive and vacuum technology in particular, there is a significant savings potential of up to 60 % of compressed air consumption, which, however, remains unexploited due to a lack of design and monitoring strategies. Furthermore, there is a need in the automation industry for a transparent approach to ecological balancing, which is hardly carried out despite its enormous importance. Against this background, the central project objective is to increase energy efficiency and thus reduce the environmental impact of drive and vacuum technology. For this purpose, a methodology is developed that monitors the energetic plant condition and detects and predicts degradation and failure cases. The methodology is extended by a holistic balancing of the environmental impact on plant level and made practically usable by including further criteria such as utilization or robustness of a solution. Thus, from an ecological point of view, the plant is accompanied from the first steps of the planning phase through operation to decommissioning, thus facilitating the systematic use of energy-efficient automation solutions. Accompanying the development of the methodology for plant monitoring, a laboratory demonstrator with electric and pneumatic drive applications will be created at XENON. Drive applications will be created. The abstraction of plant components will allow the monitoring and adaptation methods to be validated without impacting real production processes and to specifically generate operating, degradation and fault conditions in order to test their detectability with different sensor systems. The facility will also be used to test adaptation controls for processes. Based on the results, an efficient and ecological design strategy for drive solutions will be developed. https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1124205

Status

Aktiv

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