Trinkwasserversorgung – Schwingungsanalyse der Anlagen spart Wartungskosten

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Use Case

So wird die IoT-Technologie in der Praxis unserer Community angewendet

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South West Water versorgt rund 1,7 Millionen Einwohner in Cornwall, Devon, den Scilly-Inseln und Teilen von Somerset und Dorset zuverlässig, effizient und in hoher Qualität mit Trinkwasser und ist zudem für die Abwasseraufbereitung zuständig. Um den Bedarf seiner Kunden zu decken, hält das Unternehmen Wasser in mehr als 20 Stauseen vor und bereitet es in rund 40 Anlagen zu Trinkwasser auf. 

Weitere 650 Anlagen betreibt South West Water, um das Brauchwasser wiederaufzubereiten, darunter auch in Marsh Mills am Rande der Großstadt Plymouth. Rund ein Drittel des Abwassers der 230.000-Einwohner-Stadt wird hier in mehreren Stufen aufbereitet, um es dann erneut dem Wasserkreislauf zuzuführen. 

Die Aufbereitung besteht aus einer mechanischen Säuberung, gefolgt von der biologischen Reinigung. Dabei bauen Mikroorganismen die im Wasser gelösten organischen Stoffe ab. Hier ist es entscheidend, dass dem Wasser permanent ausreichend Sauerstoff zugefügt wird, damit der Zersetzungsprozess in der gewünschten Qualität ablaufen kann. Diese Aufgabe übernehmen neun Gebläse, die mit einer Gesamtleistung von 615 kW bis zu 390 Kubikmeter Luft pro Minute in die Becken pumpen. 

 

Die Herausforderung: Den Gesundheitszustand aller Anlagen im Blick behalten

Trotz regelmäßiger Wartung geschah es jedoch immer wieder, dass eine Anlage aufgrund unerwarteter Lagerschäden ausfiel. Denn aufgrund der voll gedämmten Bauweise der Anlagen konnten die typischen Geräusche nicht erkannt werden, die auf eine Verschlechterung des Zustandes hätten hinweisen können.

 

Stillstandszeiten und ungeplanter Arbeitsaufwand waren die Folge, verbunden mit den entsprechenden Kosten. Es war somit kein überraschender, sondern ein logischer Schritt, dass sich South West Water dazu entschied, als ersten Schritt die Gebläseeinheiten in Marsh Mills mit dem Schwingungsdiagnose-System von ifm auszustatten.

 

Die Lösung: Condition Monitoring mittels Schwingungsanalyse nutzen

Das System zur Schwingungsanalyse besteht aus Beschleunigungssensoren und einer Auswerteeinheit. Die Sensoren werden an den relevanten Positionen der Anlage positioniert und übertragen die Daten an die Auswerteeinheit. Diese  analysiert die Informationen permanent und gibt bei Grenzwertüberschreitung entsprechende Signale an die Steuerung aus. Per Ethernet-Schnittstelle können Daten und Alarme dann an eine zentrale Leitwarte übermittelt werden.

 

Dank der Überwachung der auftretenden Vibrationen im Zeit- und Frequenzbereich werden eventuelle sich anbahnende Schäden frühzeitig registriert und können per ifm-eigener Software in einer tiefergehenden FFT-Analyse (Fast Fourier Transformation) in Echtzeit analysiert werden. Da den einzelnen Anlagenkomponenten beziehungsweise Schadensbildern eine genaue Frequenz zugeordnet werden kann, entfällt die mitunter aufwändige Fehlersuche vor Ort, Wartungsarbeiten können effektiv, auch remote, vorbereitet werden. Der Maintenance Manager kann sich kurzfristig ein Lagebild verschaffen, den Handlungsbedarf einschätzen und im Ernstfall das Wartungsteam vor Ort informieren.

 

Das Ergebnis: Erreichen der Unternehmensziele durch Condition Monitoring

Über 200 Auswerteeinheiten wurden gemeinsam mit den daran angeschlossenen Beschleunigungssensoren in den Anlagen von South West Water installiert.

 

Durch die frühzeitige Erkennung von Schäden konnte rechtzeitig reagiert und damit Stillstände und kostenintensive Reparaturen vermieden werden. Durch die Einführung der Zustandsüberwachung konnten die Kosten für die Instandhaltung und den Ersatz beschädigter Anlagen im Durchschnitt um insgesamt 100.000 bis 150.000 britische Pfund pro Jahr gesenkt werden.

 

Das Condition Monitoring hilft, die Unternehmensziele hinsichtlich eines umweltschonenden Umgangs mit Wasser und Abwasser zu erreichen.

 

Um zukünftig noch flächendeckender von den Vorzügen des Condition Monitorings zu profitieren, hat South West Water das Condition Monitoring an Pumpen und Gebläse als technischen Standard definiert. Jede neue Anlage muss entsprechend mit Sensorik und Auswertetechnik versehen sein, die sich in die bestehende Struktur integrieren lässt. Das hilft dabei, die Qualität auch an kleineren Aufbereitungsanlagen in ländlichen Regionen effizient und effektiv im einwandfreien Zustand zu halten. 

 

Die Zukunft: Kollaboration per IoT-Plattform

South West Water konnte mit einen umfassend angelegten Condition Monitoring schwerwiegende Ausfälle kritischer Anlagen in der Wasserversorgung und Abwasseraufbereitung effektiv verhindern. Das spart dem Unternehmen signifikante Kosten für die Reparatur oder den Austausch von Anlagen. Gleichzeitig unterstützt die Anlagenüberwachung die Unternehmensziele hinsichtlich eines verantwortungsbewussten Umganges mit der Ressource Wasser.

 

Als weiteren Entwicklungsschritt kann sich South West Water den Wechsel auf die neue IoT-Plattform ifm moneo sehr gut vorstellen, denn damit lassen sich zum einen selbst komplexe Sensor-Infrastrukturen einfach beherrschen, zum anderen bietet er weitreichende Möglichkeiten für eine noch umfassendere Schwingungsanalyse. Die relevanten Daten sind dann in einer Cloudumgebung verfügbar und könnten noch effektiver mit den Wartungskollegen im Versorgungsgebiet geteilt werden, sodass sich die Wartungsqualität und die Reaktionsgeschwindigkeit im Alarmfall nochmals deutlich erhöhen würde.

 

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