Hersteller von Konsumgütern benötigen Anlagen, die möglichst produktiv und wirtschaftlich sind, um im internationalen Wettbewerb bestehen zu können. Eine hohe Verfügbarkeit der Produktionsanlagen und ein effizienter Umgang mit Personal, Material und - immer wichtiger - Energie müssen gewährleistet sein. Der Einsatz von Of-the-shelf-Automatisierungskomponenten sowie die Standardisierung von Soft- und Hardware sind entscheidende Schritte zu diesen Zielen. Trotz des hohen Kostendrucks verzichten aber viele Betreiber auf eine Analyse der Gesamtkosten, einer Anlage über den Lebenszyklus, die so genannten Total Cost of Ownership (TCO). Das lässt sich daran ablesen, dass Maschinenbauer immer noch Maschinen mit einem hohen Anteil pneumatischer Automatisierungskomponenten herstellen und vermarkten.
Betriebskosten steigen
Im Jahr 1990 entfielen bei einem fünfjährigen Maschinenbetrieb etwa 40 Prozent der Gesamtkosten auf den Anschaffungspreis und der Rest auf die Betriebskosten. Doch das Verhältnis hat sich deutlich verschoben: Heute liegt es bereits bei 10 zu 90 Prozent. Maßgeblich für diese Entwicklung sind die rasant ansteigenden Energiepreise. Es braucht daher keine Glaskugel, um zu erkennen, dass der Betriebskostenanteil auch zukünftig überproportional ansteigen wird, sofern keine weitere (Energie-) Optimierung der Maschinen gelingt. Bei Maschinen mit pneumatischen Aktuatoren ist die Erzeugung und Aufbereitung der Druckluft ein entscheidender Faktor der Energiebilanz. Dafür verantwortlich ist der niedrige Wirkungsgrad verbreiteter Pneumatiklösungen. Er liegt bei nur etwa 30 Prozent. Selbst mit einigem Mehraufwand, wie der Reduzierung der Leitungslängen, dem Einsatz besser dichtender Ventile und der Realisierung von Mehrdruckzonen, lässt sich dieser Wert gerade einmal auf 50 Prozent steigern. Das ist kein Vergleich zum Wirkungsgrad von 90 Prozent, den elektrische Servoantriebe bei gleicher angekoppelter Mechanik erreichen. Der Verzicht auf die energieintensive Pneumatik ist daher in vielen Fällen ein effektiver Weg, die negativen Auswirkungen weiter steigender Energiekosten auf die Wirtschaftlichkeit von Produktionsmitteln zu dämpfen. Schon bei einer mittleren Laufzeit einer Anlage lassen sich die TCO durch einen Wechsel zur Servotechnik trotz des vergleichsweise höheren Anschaffungspreises um bis zu 35 Prozent reduzieren. Dabei ist in dieser Rechnung noch nicht einmal der Zusatznutzen berücksichtigt, den die wesentlich genaueren und dynamischeren elektrischen Aktuatoren in punkto Präzision, Funktionalität und Flexibilität bieten. Analysen haben gezeigt, dass sogar ein Retrofit, sprich der Ersatz von pneumatischen Aktuatoren durch elektrische Pendants bei bereits installierten Produktionsmaschinen, lohnt. In vielen Fällen amortisiert sich die Investition bereits innerhalb eines Jahres. Bisher war die Berechnung der Leistungsaufnahme einer Anlage allerdings eine Sache für Experten, oft wurden nur Überschlags- oder Teilberechnungen durchgeführt. Lenze bietet mit dem Drive Solution Designer ein Engineering-Werkzeug, das den Energiebedarf einer Maschine einfach und präzise ermittelt und belegt. Zusätzlich unterstützen die Applikationsspezialisten des Unternehmens Maschinenbauer bei der Umsetzung sparsamer Maschinenlösungen. Diese neuen Möglichkeiten sowie ein zunehmendes Kostenbewusstsein und weiter steigende Energiekosten werden dazu führen, dass Anlagenbetreiber, die sich in preissensitiven Märkten wie der Konsumgüterindustrie bewegen, in naher Zukunft ihre Pflichtenhefte um die VorgabeVermeidung von Pneumatikerweitern werden und diese Technik damit in der Automation zum Auslaufmodell erklären.
