Projekt zur Optimierung von Aufzuganlagen

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1 Projekt zur Optimierung von Aufzuganlagen Ulrich Nees 1

2 Vorwort: Im September 2008 haben Betreiber und Facility Management Firmen über verschiedene Möglichkeiten zur Optimierung von Aufzuganlagen g gesprochen. Als Ziele wurden u.a. folgende Punkte definiert: - Einsatz von Komponenten und Subsystemen in Aufzuganlagen, die von jedem Service- und Wartungsunternehmen Instand gehalten werden können. - Unterlagen die es jedem Unternehmen ermöglichen Wartungsarbeiten an Aufzuganlagen durchzuführen. - Offenlegung aller Protokolle und Schnittstellen, incl. aller Prüf- und Einstellhilfen - Überprüfung der gewünschten bzw. geforderten Leistungen z.b.: 1. Qualität der Anlagenplanung 2. Konstruktion Verschleiß, Notbefreiung, usw. 3. Qualität der Komponenten und Subsysteme über die Zeit 4. Montagequalität 5. Energieverbrauch Nutzungsabhängig unter Blickpunkt der Vermietung 6. Ersatzteilbeschaffung 7. Verfügbarkeit bzw. Ermittlung der Ausfallursache 8. Kosten zur Unterhaltung der Aufzuganlage usw. Ulrich Nees 2

3 Wünsche: - Verwendungsfähige technische Unterlagen für Service und Ersatzteilbeschaffung -offene Systeme, die eine freie Vergabe der Wartung möglich macht - Offenlegung aller Schnittstellen und Protokolle - Konstruktionen die einen geringen Komponentenverschleiß gewährleisten - freier Zugang zu Ersatzteilen durch Servicefirmen Anforderungen: - Bei Ausschreibungen Unterlagen nach EN und EN Lebensdauer Berechnungen für die Hauptkomponenten t - Energieverbrauch der Komponenten und der ges. Aufzuganlage über Zeitschiene - Fahrqualität der Aufzuganlage über Zeitschiene Maßnahmen: - Qualitätsmessungen nach ISO Messung Energieverbrauch von Komponenten und kompl. Aufzuganlagen auf Basis ermittelter Werte Ulrich Nees 3

4 Umsetzung: Festlegung von Beschleunigungswerten für Aufzuganlagen auf Basis der ISO (Max. Werte nach Ausführung, Anwendung und Umweltbedingungen g der Aufzuganlage) g Messung des Energiebedarf von Komponenten (Hard- und Software bzw. Protokolle sind definiert Praxisbezug) Berechnungsgrundlagen für den Energiebedarf von Komponenten (Formeln u.a. auf Basis von durchgeführten Messungen Praxisbezug) Messung des Energiebedarfs von Aufzuganlagen (Teilweise gem. VDI 4707 Bl.1, Hard- und Software bzw. Protokolle sind definiert Praxisbezug) Berechnungsgrundlagen für den Energiebedarf von Aufzuganlagen (Formeln u.a. auf Basis von durchgeführten Messungen Praxisbezug) Anforderung an die Komponenten in Bezug auf Lebensdauer und Energiebedarf (Festgelegt auf Basis von Betriebsstunden) Anforderung an die Konstruktion (Personenbefreiung, Lebensdauer von Komponenten, Montagequalität usw.) Anforderung an Service und Modernisierung (tech. Unterlagen, Ersatzteillisten, Protokolle, Schnittstellen, usw.) Ulrich Nees 4

5 Dokumentation - EN Anwendungsbereich: In dieser internationalen Norm sind allgemeine Prinzipien und detaillierte Anforderungen für den Entwurf und Formulierung aller Arten von Anleitungen zusammengestellt, die für alle Arten von Produkten notwendig oder hilfreich sind. Der Anwendungsbereich umfasst Anleitungen für kleine einfache Produkte wie z.b. eine Dose Farbe bis hin zu großen und hoch komplexen Produkten z.b. große Industrieanlagen. Inbetriebnahme: Maßnahmen vor oder im Zusammenhang der Übergabe eines betrieblichen Produktes einschließlich des Endabnahmetests; Übergabe von Zeichnungen, Anleitungen für den Betrieb, Instandhaltung und Reparatur, falls notwendig, Schulung des Personals. Anleitung (für die Benutzung): Informationen des Produktherstellers für den sicheren und effizienten Gebrauch des Produktes Instandhaltung: Kombination aller technischen und administrativen Maßnahmen, um eine Einheit oder Produkt in einen nutzbaren (gebrauchsfähigen) und sicheren Zustand zu erhalten oder wieder in einen solchen Zustand zu versetzen, in dem es die geforderten Funktionen erfüllen kann; dies schließt ein Überwachungsmaßnahmen, das Wiederherstellen, Reparieren, Einstellen und Reinigen. Ulrich Nees 5

6 Inhalt von Anleitungen: Abhängig vom Produkttyp muss die Spezifizierung (Beschreibung) des Produktes dem Kunden die Identifizierung des Produktes und einen allgemeinen Überblick über die Anforderungen, die Leistung und die Fähigkeit vermitteln, in dem sie die folgenden Informationen enthält: - Energieverbrauch und Energiebedingungen - Produktidentifizierung.. Inbetriebnahme: - Download-Programm, Softwareanleitungen nach IEC Prüfanleitungen - Detailbeschreibung für Abnahme-, Inspektions- und Betriebtests Inhalt von Betriebsanleitungen: - Detaillierte Beschreibung des Produktes, seiner Zubehörteile, usw. - Anleitung zur Voreinstellung und Einstellung - Schaltpläne, die die Hauptfunktionen des Produktes und insbesondere die Sicherheitsfunktionen zeigen - Instandhaltungsmaßnahmen -usw. Ulrich Nees 6

7 Anleitung für Instandhaltung und Fehlerzustandsbeurteilung für Fachkräfte: - die Art und Häufigkeit von Inspektionen - Information für die Fehlzustandsdiagnose - Anleitung für Reparatur und Einstellung - Beschreibung von eingebauten Diagnosesystemen - Zeichnungen, Pläne usw. die dem Instandhaltungspersonal ermöglichen, seine Aufgabe rationell auszuführen (insbesondere Fehlersuche und Fehlerbehebung) - Beschreibung aller vorhersehbaren Aufgaben, die in bestimmten Intervallen ausgeführt werden müssen, in Form von konsolidierten Instandhaltungsplänen und falls notwendig eines übergeordneten Planes Ersatzteilliste: Der Zweck der Ersatzteilliste ist es, den Benutzer in die Lage zu versetzen, alle Teile identifizieren zu können die für den Betrieb und die Instandhaltung des Produktes nötig sein können: - die Teil-/Typ- und Versionsnummer des Lieferanten sowie Namen, usw. - die empfohlene Anzahl von Ersatzteilen - das Ablaufjahr der Lieferbarkeitsgarantie it ti für die Ersatzteile, t. Ulrich Nees 7

8 Anleitungen für Reparaturen und Ersatz von Teilen: Anleitung für das Reparieren und das Ersetzen von Teilen müssen den Benutzer mit Information versorgen, die notwendig ist: - um die Betriebsmittel zu reparieren und/oder beschädigte oder abgenutzte Teile zu ersetzen - um Tests durchzuführen, die nach dem Ersetzen eines wesentlichen Teils durchzuführen sind EN Erstellung von Instandhaltungsanweisungen: Die von dieser Europäischen Norm behandelten Anlagen müssen in Übereinstimmung mit den Anweisungen des Montagebetriebes funktionsfähig gehalten werden. Die Notwendigkeit it für den Betreiber, die Anlagen in einem sicheren Betriebszustand t zu halten. Damit dies erfüllt werden kann, muss der Betreiber ein Instandhaltungsunternehmen beauftragen, das die Anforderung dieser Norm erfüllt. Ulrich Nees 8

9 Anforderungen und Differenzierung: Konstruktion Komponente Fahrqualität Energieeffizienz Aufhängung 1:1 / 2:1 Zentral- oder Rucksack Antriebsart Hydraulik / Seil Antrieb mit oder ohne Getriebe Mit / oder ohne TWR Anzahl der Rollen Schrägzug der Seile (Seilführung) Gegengewichtsausgleich g g Nenngeschwindigkeit Traglast / Fahrkorbgewicht. Steuerung Antrieb Frequenzumrichter Führungen Türantrieb / -steuerung Ölkühler / -heizung, Umlenkrollen Zusammenspiel der Komponenten.. Vibration in X,Y u. Z Beschleunigung Verzögerung Ruck Einfahrt Türlauf Stillstandsbedarf Fahrkorbbeleuchtung Lüfter Frequenzumrichter Stand-/Weiterfahrtsanzeige (Komponenten Intelligenz ). Fahrtbedarf Montagequalität Antriebskonzept Führung Positionssystem Ulrich Nees 9

10 Energieeinsparung im Standby-Betrieb und bei Zwischenkreiskopplung: Frequenzumrichter mit Netzschützen haben sich bei den durchgeführten Tests als vorteilhaft erwiesen. Das bedeutet, dass im Standby-Betrieb der Frequenzumrichter vom Einspeisenetz getrennt ist, und nur über eine Sparschaltung versorgt wird. Nur im Fahrbetrieb stehen die drei Phasen des 400V-Netz dem Umrichter zur Verfügung. Die Wirkleistung im Standby - Betrieb ( Umrichter nicht abgeschaltet ) beträgt ca. 21 W. Ulrich Nees 10

11 Energieeinsparung im Standby-Betrieb und bei Zwischenkreiskopplung: Bei Aufzugsgruppen besteht die Möglichkeit, die Zwischenkreise der Frequenzumrichter zu koppeln. Bei einer Zweier-Aufzugsgruppe arbeitet eine Anlage die Rufe in Abwärtsrichtung, die andere in Aufwärtsrichtung ab. Die Anlage die aufwärts Fährt, befindet sich im generatorischen Betrieb, d.h. es muss keine Energie aufgewendet werden, stattdessen wird die erzeugte Energie über die Zwischenkreisverbindung dem anderen Frequenzumrichter zur Verfügung gestellt. Ulrich Nees 11

12 Energieeinsparung im Standby-Betrieb und bei Zwischenkreiskopplung: Die energetische Bilanz ist günstiger bei der Zwischenkreiskopplung, als bei der Verwendung von separaten Rückspeiseeinheiten für jeden Frequenzumrichter. Bei der Kopplung von größeren Aufzugsgruppen kann es jedoch von Vorteil sein, eine Rückspeiseeinheit mit in die Zwischenkreiskopplung einzubinden. Ulrich Nees 12

13 Optimierung der Gruppensteuerung: Gruppensteuerung (sinnvoll ab 3er-Gruppe) kann zwischen zwei Betriebs-Modifikationen eingestellt bzw. betrieben werden: Sportlich jeder Ruf wird so schnell als möglich bedient: - kurze Wartezeiten ohne Berücksichtigung des Energieverbrauches - keine Berücksichtigung der erreichten Betriebsstunden Ökonomisch verlängerte Wartezeiten (einstellbar): - der generatorische Betrieb wird so lange als möglich aufrecht erhalten (lastabhängig) - Aufzuganlage(n) wird auf Standby gesetzt, bis die mittlere Wartezeit überschritten wird - die Aufzuganlage mit den höchsten Betriebsstunden wird in den Standby Modus versetzt - Aufzuganlage mit der schlechtesten Fahrqualität* wird in den Standby Modus versetzt (stationäre Diagnose noch nicht umgesetzte) *Fahrqualität auch bezogen auf Störungen Ulrich Nees 13

14 Anforderung an Komponenten und Subsysteme: - Frequenzumrichter mit Netzschützen - Zwischenkreiskopplung bei Aufzuggruppen (abhängig von verschiedenen Faktoren) - Energiebedarf Frequenzumrichter im Standby - Modus 25 Watt - Steuerung Energiebedarf im Standby - Modus 38 Watt - Türsteuerungen die spannungsfrei geschaltet werden können - Positionssystem (Absolutwertgeber) 2 Watt - Geringe Leitungsverluste - Abschaltung von Komponenten nach festgelegten / variablen Zeitinterwallen (Anlagen bzw. Komponenten bedingt) - Gruppen-Steuerung entscheidet über festgelegte Parameter welche Anlagen in den Standby-Modus gesetzt werden (mittlere Wartezeit, Fahrqualität, Betriebsstunden usw.) -usw. Ulrich Nees 14

15 Faktoren zur Berechnung des Energiebedarfs: Konstruktion - Aufhängung - Schrägzug - Führung - Seilspannung - Umlenkrollen - Schacht wirkungsgrad - = KDF Komponenten - Frequenzumrichter - Steuerung - Türsteuerung/ -antrieb - Fahrkorbbeleuchtung - Lüfter - Einsatz - Betriebsstunden - Motorstarts - Türbewegungen - Nennlast / Beladung - Verschleiß über Zeit - Einstellung & Fahrqualität - Definierte Fahrqualität - Beschleunigung - Verzögerung - Einfahrtsweg - = RQF Grundlagen - Betriebsstunden - Motorstarts - Nennlast - Türbewegungen -Fahrweg - Abschalten von Komponenten -Zwischenkreiskopplung - Berechnung Vergleich Berechnung / Messung Kontrollmessung Ulrich Nees 15

16 Energiepass Aufschlüsselung bzw. Berechnung des Energiebedarfs (Muster): KDF RQF Watt Zeit Je nach Anlage gibt es bis zu 64 Blöcke Steuerung Frequenzumrichter Beleucht Türantrieb ung / Lüfter Sonstige Komponenten Be Anzahl Tü Beschleunigung triebsstunden rbewegungen Nenngeschwindigkeit Rückspeisung /Verzögerung Sonstige Stillstandsbedarf Fahrtbedarf Stand Oktober 08: Ulrich Nees 16

17 Fahrqualität Fahrt von unten nach oben und zurück ohne Beladung: Ulrich Nees 17

18 Messung der Leistung Fahrt von unten nach oben und zurück ohne Beladung: Ulrich Nees 18

19 Fahrqualität Fahrt von unten nach ohne Beladung: Ulrich Nees 19

20 Messung der Leistung Fahrt von unten nach oben ohne Beladung: Ulrich Nees 20

21 Messung Cos Phi Fahrt von unten nach oben ohne Beladung: Ulrich Nees 21

22 Messung der Verbrauchswerte: VII Schwelmer Symposium 2009 Ulrich Nees 22

23 Messung im Stillstand: VII Schwelmer Symposium 2009 Energiebedarf: Steuerung : 37,55 Watt Frequenzumrichter : 21,1313 Watt Ulrich Nees 23