Moderne elektrische Stellantriebe: Retrofit sichert die Zukunftsfähigkeit von Anlagen

Unabhängig vom Einsatzbereich – sei es in Kläranlagen, Kraftwerken oder Tanklagern – kommt nach langjähriger Nutzung der Betriebskomponenten oft der Zeitpunkt für eine Modernisierung. Durch das Aufrüsten mit intelligenten elektrischen Stellantrieben können auch ältere Anlagen erfolgreich in die digitale Ära überführt werden.

Es gibt zahlreiche Gründe für die Modernisierung oder den Ersatz von Betriebskomponenten wie Stellantrieben. Steht die Implementierung eines neuen Leitsystems an? Sind höhere Anforderungen an die Prozessgenauigkeit zu erfüllen? Müssen Gasleitungen für den Einsatz von Wasserstoff modifiziert werden? Zusätzlich zu diesen häufigen Fragen treiben auch andere Faktoren die Modernisierung voran, wie der Wunsch nach einem höheren Automatisierungsgrad, verbesserte Anlagenleistung oder die Nutzung digitaler Tools zur Überwachung und frühzeitigen Erkennung von Wartungsbedarfen. Auch der Ersatz veralteter Geräte, die zunehmend ausfallen, oder die Einstellung der Produktion und des Ersatzteilangebots durch den Hersteller können eine Modernisierung notwendig machen.

In vielen Fällen hat sich gezeigt, dass durch die Installation moderner und leistungsstarker Stellantriebe nicht nur die Effizienz und Sicherheit der Prozesse gesteigert, sondern auch die Verfügbarkeit der Anlagen erhöht und die Betriebskosten gesenkt werden können.

Nahtlose Integration und erweiterte Diagnosefunktionen

Bei der Einführung eines neuen Leitsystems ändert sich oft der Kommunikationsstandard auf Feldebene, was jedoch nicht zwangsläufig den Austausch von kompletten Stellantrieben erfordert. Bei modularen Stellantrieben, wie den Drehantrieben SA und den Schwenkantrieben SQ von AUMA, kann bereits das Nachrüsten einer Steuerung mit der geeigneten Schnittstelle ausreichen, sofern der Stellantrieb selbst noch gut funktioniert. Dies reduziert die Investitionskosten und ermöglicht eine längere Nutzung bestehender Anlagenkomponenten. Dank kompatibler Schnittstellen für alle gängigen Kommunikationssysteme, von Feldbussen wie Profibus DP und Modbus RTU bis zu Industrial Ethernet-Protokollen wie Profinet, Modbus TCP und Ethernet/IP, lassen sich diese Stellantriebe nahtlos in moderne Leitsysteme einbinden.

Präzise, moderne SEVEN Hi-Mod Regelantriebe machen das Kraftwerk Duisburg-Huckingen fit für die Zukunft.
© AUMA

Weiterhin bietet die Investition in moderne, intelligente Stellantriebe Vorteile, wenn das Monitoring von Feldgeräten erweitert oder neue diagnostische Anforderungen gestellt werden, die ältere Antriebstechnologien nicht mehr erfüllen. AUMA-Stellantriebe mit integrierter Sensorik und umfassender Datenerfassung legen die Grundlage für eine effektive Digitalisierung. Sie sammeln automatisch wichtige Betriebs- und Gerätedaten wie Schalthäufigkeit, Motorlaufzeiten und Temperaturen sowie ein zeitgestempeltes Ereignisprotokoll. Automatisierte Analyse- und Diagnosefunktionen, kombiniert mit CORALINK, dem digitalen Ökosystem von AUMA, ermöglichen Anlagenbetreibern jederzeit Einblicke in den Zustand ihrer Stellantriebe. Sie erhalten Handlungsempfehlungen für jeden Stellantrieb, um die Verfügbarkeit zu sichern und kostspielige Ausfälle zu vermeiden. Auch Ferndiagnosen über das Leitsystem sind möglich.

Effiziente Nachrüstung und Automatisierung von Armaturen

Viele Armaturen, die nur selten betätigt werden, sind auch heute oft nur mit einem Handrad für manuelle Bedienung ausgestattet. Betreiber führen verschiedene Gründe für die Umstellung auf elektrische Stellantriebe an, wie etwa Personalmangel, hohe Personalkosten aufgrund langer Wege oder zu langsame Armaturenbetätigung. Auch die zentrale Steuerung oder Überwachung von Armaturen aus der Leitwarte heraus macht oft eine Automatisierung notwendig. Bei solchen Nachrüstprojekten ist es entscheidend, dass zu Beginn Anschlussmaße und erforderliche Prozessparameter wie Drehmoment und Stellzeit jeder Armatur genau erfasst werden, um die passenden Stellantriebe auszuwählen.

Vor dem Retrofit.
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Um auf diese Herausforderungen zu reagieren, bietet AUMA umfassende Retrofit-Dienstleistungen an. Erfahrene Experten innerhalb der AUMA Service-Organisation arbeiten mit Anlagenbetreibern oder Planern zusammen, um maßgeschneiderte Modernisierungskonzepte für die Antriebstechnik zu entwickeln. Der Prozess beginnt mit einer detaillierten Analyse der bestehenden Verhältnisse und Anforderungen, um stets die effizienteste und ressourcenschonendste Lösung zu finden. Die Retrofit-Experten übernehmen dann alle Schritte der Projektumsetzung, von der präzisen Maßaufnahme vor Ort über die Auswahl und Anpassung der geeigneten Stellantriebe aus dem umfangreichen AUMA-Sortiment bis zur termingerechten Installation und Inbetriebnahme durch qualifizierte Servicetechniker. Diese Dienstleistungen sind nicht nur im deutschsprachigen Raum, sondern auch weltweit über das globale AUMA-Servicenetz verfügbar. Zahlreiche erfolgreich abgeschlossene Projekte in verschiedenen Anlagen, von Kraftwerken bis hin zu Wasser- und Abwasseraufbereitungsanlagen und Tanklagern, zeugen von den Vorteilen solcher Modernisierungsmaßnahmen. Zwei praxisbezogene Beispiele werden im Folgenden detaillierter beschrieben. Weitere Informationen sind auch unter retrofit.auma.com erhältlich.

Kraftwerksretrofit mit modernen Regelantrieben

Der AUMA Service aktualisiert das Kraftwerk Duisburg-Huckingen mit modernen, präzisen Regelantrieben, um die Anlage zukunftssicher zu machen.

Im Rahmen der schrittweisen Modernisierung der Steuerungstechnik und der zugehörigen Feldgeräte im Kraftwerk Duisburg-Huckingen plant RWE, in beiden Kraftwerksblöcken jeweils über 100 alte Regelantriebe durch moderne Stellantriebe zu ersetzen. Die bisherigen Antriebe entsprechen der Betriebsart S9 für kontinuierliche Regelung nach DIN 60034-1, was ungefähr der Klasse D der aktuellen Norm EN 15714-2 für Stellantriebe gleichkommt. Die neuen Antriebe sollen daher ebenfalls diese Klassifizierung erfüllen.

Die Übertragung des Drehmoments von den Stellantrieben auf die Armaturen erfolgt durch verschiedene Hebelmechanismen, die erhalten bleiben sollen. Für RWE ist es essentiell, die gesamte Projektabwicklung aus einer Hand zu erhalten, um schnell auf mögliche Probleme reagieren zu können. Der gewünschte Service umfasst alle Schritte – von der Datenerfassung und Antriebsauslegung über die Lieferung und Montage bis zur Inbetriebnahme und zum Testlauf.

Nach dem Retrofit: Durch Adapterplatten zwischen den neuen Getrieben und den alten Konsolen ist es gelungen, die komplette Kinematik an den Armaturen zu erhalten und die vorhandenen Altantriebe 1:1 durch neue, moderne SEVEN Hi-Mod Regelantriebe zu ersetzen.
© AUMA

Die Lösung – präzise und maßgeschneidert

Angesichts der hochgenauen und sehr dynamischen Regelaufgaben, die die Antriebe leisten müssen, schlug AUMA die High-End-Regelantriebe SEVEN HiMod vor. Die von dem AUMA Group Unternehmen SIPOS Aktorik entwickelten Stellantriebe unterstützen die kontinuierliche Regelung gemäß Klasse D. Die Stellantriebe werden mit hochwertigen AUMA Schwenkgetrieben S.1 kombiniert. Der Clou dabei: Die Getriebe wurden so modifiziert, dass die Getriebeausgangswelle identisch mit der Welle der Altantriebe ist. Durch entsprechende Adapterplatten zwischen neuem Getriebe und den alten Konsolen ist es gelungen, die komplette Kinematik an den Armaturen zu erhalten und die vorhandenen Hebel direkt auf den Getriebeausgang zu montieren. So konnten die vorhandenen Altantriebe 1:1 durch neue, moderne Regelantriebe ersetzt werden, die diesen in puncto Bedienkomfort, Servicefreundlichkeit und Funktionalität um Längen voraus sind. Auch die Kommunikation mit dem Leitsystem (4-20 mA Sollwertvorgabe und 4-20 mA Positionsrückmeldung) bleibt 1:1 erhalten. Der Betreiber hatte keinerlei Aufwand für Neuverdrahtung, alle Leitungen bleiben erhalten.

Der AUMA Service übernahm das komplette Dienstleistungspaket inklusive Abbau der Altgeräte, Montage der Neugeräte, Inbetriebnahme und Testlauf der Stellantriebe. Eine gewichtige Aufgabe, denn der schwerste der Altantriebe brachte immerhin 700 kg auf die Waage. Die AUMA Service-Experten verfügen über das nötige Equipment, sind entsprechend ausgebildet und somit prädestiniert für solche Aufgaben.