Inhaltsverzeichnis
1. Zustandsüberwachung erkennt Schäden frühzeitig
2. Condition Monitoring einfach starten
3. Digitale Services zur Zustandsüberwachung
4. Condition Analyzer dient als digitaler Service
Eine flächendeckende und automatisierte Zustandsüberwachung soll für Instandhalter und Anlagenbetreiber nun deutlich wirtschaftlicher darstellbar sein. Schaeffler will insbesondere für indirekt prozesskritische Aggregate ganzer Maschinen- und Anlagenparks eine effiziente und einfach zu nutzende Condition-Monitoring-Lösung im unteren Preissegment anbieten. Bisher seien im Produktionsumfeld aus Kostengründen meist nur direkt prozesskritische Maschinen permanent überwacht worden. In der Prozess- und Automatisierungsindustrie seien es oft bis zu 95 Prozent der Aggregate, die entweder gar nicht oder nur routenbasiert durch manuelle Messungen überwacht werden. Schaeffler möchte das ändern.
Als erweiterbares System und bestehend aus kabellosen, batteriebetriebenen Schwingungssensoren, einem Gateway und einer App zur Visualisierung der Analyseergebnisse, soll die Zustandsüberwachung namens Optime Daten in der Produktion automatisiert analysieren, aber auch zeitsparend in der Inbetriebnahme sowie wirtschaftlich in der Nutzung sein.
Zustandsüberwachung erkennt Schäden frühzeitig
Die von den Sensoren erfassten Daten werden mit speziell entwickelten Algorithmen analysiert. Die Algorithmen basieren auf Wissen, das Schaeffler jahrzehntelang mit stetig weiterentwickelten physikalischen Modellen und Erfahrungen seiner Zustandsüberwachung im Wälzlagerservice gesammelt hat.
Die Zustandsüberwachung erkennt mit einer Vorlaufzeit mehrerer Wochen Schäden an Komponenten wie Elektromotoren, Lüftern und Pumpen sowie Unwuchten, fehlerhafte Ausrichtung und Anschlagen. Die App visualisiert Trendverläufe, die Schwere von Vorfällen mittels Ampel-Farben, Alarme und weitere Informationen. Aggregate können nach Bedarf gruppiert werden. Ihr Zustand ist in unterschiedlichen Ansichten darstellbar. Konkrete Handlungsempfehlungen sollen es betriebsinternen Instandhaltern oder auch Servicefirmen leichter machen, Wartungsmaßnahmen, Personaleinsatz und Ersatzteilbeschaffung rechtzeitig und kosteneffizient zu planen.
Condition Monitoring einfach starten
Für die Installation und Inbetriebnahme benötigen Instandhalter keinerlei Condition-Monitoring-Kenntnisse. Innerhalb eines Tages können mehrere hundert Messpunkte aufgesetzt werden. Die Schwingungssensoren werden an den Aggregaten verschraubt oder verklebt und per Nahfeldkommunikation (NFC) über die App aktiviert. Alle Sensoren verbinden sich selbstständig untereinander und mit dem Gateway zu einem eigenständigen Mesh-Netzwerk.
Im Mesh-Netzwerk übermitteln die Sensoren Vibrations- und Temperatur-Rohdaten sowie Leistungskennzahlen (KPIs) der Aggregate über das Gateway an den Schaeffler-IoT-Hub. Dort erfolgt die Datenanalyse. Die Ergebnisse werden an die App zur Ausgabe auf unterschiedlichen Endgeräten der Instandhalter und Anlagenbetreiber gesendet. Alternativ können die Ergebnisse über eine REST-API-Schnittstelle zur Verfügung gestellt werden, um sie in die IT-Umgebung des Anwenders zu integrieren.
Im Vergleich zu monatlichen Offline-Messungen mit Handgeräten sind mit dem Condition-Monitoring-System (CMS) laut Hersteller Kosteneinsparungen von etwa 50 Prozent realisierbar. Gleichzeitig soll das System im Vergleich zu vielen kabellosen Online-CMS eine qualitativ hochwertigere Überwachung bieten – mit komplexer, algorithmenbasierter Analytik: Wird mit dem CMS auch die Vielzahl der Aggregate überwacht, für die eine Zustandsüberwachung bisher nicht wirtschaftlich war, wird erstmals ein umfassender Blick auf den Maschinenzustand erreicht, der alle Subsysteme und auch Nebenaggregate einschließt.
Das stellt einen großen Vorteil dar, denn erst, wenn der Zustand aller Assets automatisiert erfasst und verfolgt wird, können ungeplante Stillstandzeiten von Maschinen und Anlagen zuverlässig vermieden werden.
Digitale Services zur Zustandsüberwachung
Mit drei Condition-Monitoring-Systemen für unterschiedliche Kundenanforderungen und Anlagengrößen hat Schaeffler seine Services für die Zustandsüberwachung ausgebaut. Für eigenständige, prozesskritische Aggregate wird der Smart-Check-Service als kabelgebundenes Online-Überwachungssystem mit integriertem Webserver und Lernmodus zur permanenten Maschinen- und Prozessparameterüberwachung angeboten. Seine Fähigkeit, variable Drehzahlen sowie Prozessinformationen zu verarbeiten und vor allem seine differenzierte Signalerfassung, prädestinieren diesen Service für die Überwachung prozesskritischer Aggregate in kleinen Anlagen.
Kennwerte oder Alarmzustände können über jeden Standardbrowser visualisiert oder über das im Gerät implementierte Kommunikationsprotokoll auch direkt in die Steuerung übermittelt werden. Hierfür genügt ein Ethernet-Kabel. Um die digitalen Services nutzen zu können, kann der Smart Check die Daten per OPC/UA-Schnittstelle an den IoT-Hub von Schaeffler senden.
Für prozesskritische Maschinen mit vier bis 16 Messpunkten eignet sich der Pro-Link-Service, quasi als großer Bruder des Smart Checks. Als kabelgebundenes, modulares Multikanal-Zustandsüberwachungssystem kann es neben Vibrationen weitere Messgrößen erfassen und auswerten. Analog zum Smart Check ist die Firmware mit von Schaeffler definierten Kennwerten und einem Lernmodus zur maschinenspezifischen Anpassung ausgestattet. Die Pro-Link-Module können im Schaltschrank montiert werden. Ein Feldbusmodul gewährleistet die Integration in die Kundeninfrastruktur. Das System unterstützt bisher OPC/UA. Weitere Feldbus-Protokolle wie Profinet und CC-Link IE sollen folgen.
Condition Analyzer dient als digitaler Service
Für alle marktgängigen Condition-Monitoring-Systeme dient der Condition Analyzer als digitaler Service: Viele Systeme der Zustandsüberwachung können Schwingungsdaten erfassen und visualisieren, doch Bewertungen des Schadensfortschrittes und insbesondere des Wälzlagerzustandes setzen ein tiefes Domainenwissen über die beteiligten Komponenten voraus. Die Schaeffler-Software liefert automatisiert Zustandsinformationen wie zur Schwere eines Lagerschadens. Daraus lässt sich schnell ableiten, ob und in welchem Zeitraum ein Lager getauscht werden muss. Ungeplante Stillstände lassen sich so weitestgehend vermeiden. Für ein Instandhaltungsteam entfällt der Aufwand, alle Schwingungsdaten manuell zu analysieren und zu interpretieren. Für eine einfache Integration des Condition Analyzer in Fernwartungssysteme und bestehende IoT-Plattformen dient eine REST-API-Schnittstelle.
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