Finsterwalder Umwelttechnik gebruikt digitalisering voor procesoptimalisatie
Toegang tot het machine- of installatiebesturingssysteem tijdens inbedrijfstelling of onderhoud is tegenwoordig standaardpraktijk – en dit is ook het geval bij Finsterwalder Umwelttechnik GmbH & Co. KG. Het bedrijf uit Bernau am Chiemsee ontwerpt en produceert speciale machines voor biogasinstallaties die wereldwijd worden gebruikt en op afstand in bedrijf worden gesteld. Maar Finsterwalder Umwelttechnik gaat nog een stap verder en gebruikt de toegang op afstand en de IOT toepassing van MB connect line om tijdens de werking meetwaarden te monitoren die het mogelijk maken om conclusies te trekken over de status van de installatie en het proces en die de basis leggen voor een stabiele afvalverwerking en energieopwekking.
Op het eerste gezicht lijken biogasinstallaties vrij eenvoudig: bioafval komt de installatie binnen en onder een grote waas van mosgroen PVC membraan wordt er biogas van gemaakt.
Maar zoals zo vaak het geval is, zit de duivel in de details. Effectieve, efficiënte en geoptimaliseerde biogasproductie uit organisch afval is alleen mogelijk met knowhow, veel ervaring en een aanzienlijke inspanning op het gebied van procestechniek. Alleen als alle machines in de biogasinstallatie perfect zijn afgesteld, verloopt het proces soepel en is ook de biogasproductie optimaal.
Om op elk gewenst moment zowel fabrieks- als machine- en procesgegevens te kunnen verzenden, is een geschikte router voor toegang op afstand nodig. De industriële router mbNET in combinatie met de IOT upgrade mbEDGE, in deze combinatie als EDGE gateway, biedt de optimale basis voor deze implementatie.
Meer procesbetrouwbaarheid door maximale connectiviteit
Halverwege 2019 begonnen de verantwoordelijken bij Finsterwalder Umwelttechnik zich te verdiepen in het thema toegang op afstand en onderhoud op afstand. Johannes Fischer, hoofd ontwikkeling bij Finsterwalder Umwelttechnik, richtte zich bij de keuze van een fabrikant vooral op de expertise van de fabrikant en zijn focus op oplossingen voor toegang op afstand. Daarom viel zijn keuze op het gevestigde Duitse bedrijf MB connect line.
Dat dit de juiste keuze was, werd ook duidelijk in de aanloop, toen de beste oplossing voor Finsterwalder Umwelttechnik werd uitgewerkt tijdens uitgebreid en gedifferentieerd advies. Dit directe contact met technische experts en de ondersteuning zijn overtuigende argumenten in het voordeel van MB connect line. “Als er iets is, kunnen we bellen en krijgen we onmiddellijk snelle en competente ondersteuning”, beschrijft Johannes Fischer de samenwerking met de specialisten voor toegang op afstand. Sindsdien wordt elke machine geleverd met een mbNET router MDH816 en optioneel met de IOT uitbreiding mbEDGE.
De Corona pandemie stelde onmiddellijk de effectiviteit van externe toegang op de proef. Maar zelfs in het buitenland, waar de netwerkverbinding onstabiel en erg traag kan zijn, was de betrouwbaarheid van toegang op afstand te allen tijde gegarandeerd.
“Als de toegang tot de machine- en fabrieksparameters zo soepel werkt, dan kun je het ook gebruiken om de procesgegevens door te sturen en zo de fabriek tijdens de werking continu te bewaken en te optimaliseren,” herinnert Managing Director Tobias Finsterwalder zich over de eerste ideeën voor fabrieksbewaking op afstand.
“Door het bicarbonaatgehalte te monitoren, kunnen we de productiebetrouwbaarheid van biogasinstallaties aanzienlijk verhogen en transparant maken.”
Meer eenvoud door centrale know-how
Het feit dat de machinebouwer ook zorgt voor het proces in de fabriek na de inbedrijfstelling is een atypische aanpak voor speciale machinebouw. Normaal gesproken ligt de knowhow voor de bediening van de installatie bij de operator zelf of bij een fabrikant van de installatie.
Dit geval is anders. Hier ligt de volledige proceskennis bij machinebouwer Finsterwalder Umwelttechnik. De installaties, uitgerust met gepatenteerde machines, worden op de meest uiteenlopende locaties door de meest uiteenlopende exploitanten gebouwd. Afvalproductie en afvalrecycling bevinden zich meestal dicht bij elkaar. Met deze gedecentraliseerde opstelling van fabrieken kan een economisch optimum worden bereikt tussen transportafstanden en afvalgebruik.
Om een biogasinstallatie altijd onder optimale omstandigheden te laten werken en problemen snel op te lossen, moeten experts de parameters van de installatie, de machines en het proces continu kunnen bewaken.
Meer energie door continue bewaking van de procesparameters
Er is één zeer essentiële parameter voor de evaluatie van een biogasinstallatie: het bicarbonaatgehalte van het uitgegiste slib. Hoe hoger dit gehalte, hoe lager de gevoeligheid van het biologische proces en dus van de biogasproductie voor verstoringen. Een daling van het bicarbonaatgehalte kan enkele weken duren. Maar als dit niet wordt gedetecteerd, kan het leiden tot een permanente vermindering of zelfs een uitval van de biogasproductie.
Om onafhankelijk te worden van regelmatige en dure laboratoriumtests en om een hogere gegevensdichtheid te bereiken, heeft Finsterwalder Umwelttechnik een meetapparaat ontwikkeld dat het bicarbonaatgehalte van het uitgegiste slib bepaalt.
Het wordt geïnstalleerd in het leidingsysteem van de biogasinstallatie en neemt regelmatig een of twee keer per dag monsters. Dit levert een hoge gegevensdichtheid op over de biologische toestand in de installatie. Deze parameter, die zo essentieel is voor de biogasproductie, moet niet alleen worden weergegeven op het bedieningspaneel van het besturingssysteem van de installatie, maar indien mogelijk op elk moment zichtbaar zijn voor alle verantwoordelijke personen.
Dankzij de uitgebreide functionaliteit van mbEDGE kunnen deze gegevens via Node-RED worden gevisualiseerd en kunnen zo trends worden bepaald. Via toegang op afstand kan een operator zich overal op de hoogte houden van de toestand van zijn installatie en, indien nodig, tegenmaatregelen nemen.
Meer functionaliteit door individuele weergaveopties
“De moeilijkheid zat hem vooral in het bedenken welke waarden moesten worden weergegeven en hoe. De daaropvolgende programmering was dan geen probleem meer”, vat Johannes Fischer de eenvoudige implementatie met mbEDGE samen.
De gegevensuitwisseling tussen het meetapparaat en de MB connect line router vindt plaats via OPC UA. Daarbij worden de meetwaarden weergegeven in een dashboard met behulp van de in mbEDGE geïntegreerde Node-RED.
De bibliotheek met voorgedefinieerde functies maakt een individuele weergave mogelijk, zowel wat betreft functionaliteit als bijvoorbeeld kleur en lay-out. Tegelijkertijd worden randvoorwaarden gedefinieerd die een alarm op het dashboard en zelfs aanvullend via e-mail naar de verantwoordelijke personen activeren.
Als een grenswaarde niet wordt bereikt of als het bicarbonaatgehalte te veel daalt, worden de bijbehorende berichten weergegeven en worden de relevante afdelingen automatisch op de hoogte gebracht. Zo kunnen alle relevante ontvangers van informatie de nodige stappen ondernemen om het energiebeheer te optimaliseren.
“Door het bicarbonaatgehalte te monitoren, kunnen we de betrouwbaarheid van de productie van biogasinstallaties aanzienlijk verhogen en transparant maken,” zegt Tobias Finsterwalder, die het voordeel van continue monitoring beschrijft.
