Aufrufe
vor 6 Monaten

antriebstechnik 3/2017

antriebstechnik 3/2017

KOMPONENTEN UND SOFTWARE

KOMPONENTEN UND SOFTWARE Digitale Detektive Über die Zukunft der Zustandsdiagnose in der Antriebstechnik Damit selbst kleine und mittlere Antriebssysteme von einer vorausschauenden Wartung profitieren, müssen Funktionalität und Konnektivität von Maschinen Hand in Hand gehen, um Zustandsdaten von Antrieben analysieren und prognostizieren zu können. ZAE-Antriebssysteme hält die Lupe darauf und überwacht künftig zahlreiche industrielle Antriebslösungen im gesamten Maschinen- und Anlagenbau. I n Zeiten digitaler Vernetzung bieten sich dem Maschinenbetreiber innovative Servicestrategien, die über ein lokal agierendes, herkömmliches Condition Monitoring System hinausgehen. Heute verspricht verfügbare Sensortechnik verknüpft mit intelligenter Datenerfassung und ganzheitlicher Datenanalyse eine vorausschauende Instandhaltung von Produktionsmaschinen – Predictive Maintenance (PM) ist auf dem Vormarsch. Damit sich Systeme rechtzeitig vor dem eintretenden Fehlerfall selbstständig melden können, bedarf es einer fun- Dipl.-Ing. Kaj Sellschopp ist Leiter Entwicklung + Konstruktion bei ZAE-Antriebssysteme in Hamburg dierten Kenntnis des Anwendungsfalles, der Systemeigenschaften, der Belastungshistorien und des Verschleiß- und Ermüdungsverhaltens. Erst wenn alle relevanten Systeme auf dieser Basis wirkungsvoll durch Predictive Analytics überwachbar sind, lassen sich die Gesamtbetriebskosten einer Maschine oder Anlage signifikant senken. Industrielle Antriebssysteme sind die Herzstücke einer Maschine. Diese Komponenten sind die entscheidenden Datenquellen im Produktionsprozess und fungieren damit primär als Ausgangspunkt für die vorausschauende Instandhaltung. Sind die Antriebe mit einer entsprechenden, zentralen Überwachungsfunktionalität ausgestattet, so lassen sich viele Applikationen wesentlich ausfallsicherer und effizienter nutzen. Kritische Betriebszustände und die leistungsmäßige Auslastung werden kontrollierbar und lassen sich zudem lückenlos dokumentieren. Wesentlich mehr noch zählt der Umstand, dass sich auf Basis einer Auswertung umfassender Informationen die Service- und Reparatureinsätze sehr genau und bedarfsgerecht planen lassen. Zustandsdiagnose- und Prognosesysteme Ausgehend von einem Entwicklungs- und Testsystem, welches ZAE zusammen mit Partnerunternehmen realisiert, sollen die Voraussetzungen für eine künftige semantische Auswertung des Zustandes eines Antriebssystems geschaffen werden. Verschiedene Messgrößen lassen sich dann mittels Messdatencontroller und Sensoren am Antrieb erfassen und auf einem Datenserver auswerten. Erste Erfahrungen konnten hierauf basierend bereits gesammelt werden. Dabei wird die Serversoftware ZAE-Drive- Watch die besonderen Bedürfnisse von kleinen und mittleren Antriebssystemen unabhängig von der Applikation abdecken. Mit dem geplanten System lassen sich die Messwerterfassungssysteme (Clients) vom Server aus per Fernzugriff bequem an- und abmelden. Alle relevanten Einstellungen für die Messungen werden über ein Download vom Server auf den Client vorgegeben. Die Logik zur Auswertung der Messdaten eines Antriebes ist durch zentral anwählbare 46 antriebstechnik 3/2017

KOMPONENTEN UND SOFTWARE 01 Informationsbasis der semantischen Zustandsdiagnose (Predictive Analytics) 02 Hauptfunktionen eines webbasierten Zustandsdiagnosesystems auf dem Server Softwaremodule gegeben, die dafür sorgt, dass eine zugeschnittene Zustandsbewertung des Antriebs erfolgt. Die unskalierten Rohmessdaten werden lediglich mit Antriebs-ID und Zeitstempel versehen und somit anonym an den Server gesendet. Auf dem Server erfolgt dann die Zuordnung zum Antrieb selbst, der sich im Feld beim Anwender befindet. Im Hintergrund läuft hierzu auf dem Server permanent ein separater Prozess, der die Zuordnung und die Auswertung der eingehenden Daten, sowie das Fortschreiben des Antriebslogbuches übernimmt. Dieser Prozess lässt sich interaktiv starten und unterbrechen. Nutzen für den Anwender Aufgrund der Dokumentation und der Auswertungen lassen sich die Diagnosen und Prognosen für jeden Antrieb selektiv aus dem Antriebslogbuch jederzeit ableiten. In diesem Zusammenhang können auch skalierte Rohmessdaten aus verschiedenen Zeiträumen separat analysiert und ausgewertet werden. Auftretende Alarme werden geschrieben, angezeigt und auf Wunsch an zuständige Empfänger versendet. Über eine statistische Auswertung aller Antriebe im System lassen sich Aussagen über Auslastung und Verhalten bestimmter Produktgruppen in unterschiedlichen Anwendungen gewinnen, die auch als Erfahrungsbasis für die semantische Auswertung zur Verfügung stehen. „Perspektivisch ergeben sich mit dem Einsatz von ZAE-Drive-Watch zahlreiche Vorteile für den Maschinen- und Anlagenbetreiber“, erklärt Dipl.-Ing. Kaj Sellschopp, Leiter Entwicklung und Konstruktion, bei ZAE-Antriebssysteme in Hamburg. Dazu zählen in erster Linie das rechtzeitige Erkennen von anhaltenden unzulässigen Betriebspunkten, sowie die Feststellung von anstehenden Wartungsterminen, Aufzeichnen der Laufdauer und die Berechnung der verbleibenden Restlebensdauer. Durch zusätzliche Muster- und Trendanalysen lassen sich nicht vorherberechenbare Schadensentwicklungen rechtzeitig detektieren. Langfristig ergeben sich durch den Aufbau einer statistischen Datenbasis über Antriebe im Feld verbesserte allgemeine Gewährleistungsbedingungen, sowie ein umfassender Service durch vorausschauende Wartung und Reparatur. Aufgrund der damit tatsächlich bekannten Einsatzbedingungen kann eine optimale Dimensionierung der Antriebe erfolgen. Die oft beklagte Lücke zwischen Auslegungsdaten und tatsächlichen Betriebsdaten kann geschlossen werden. Dies wird zu einer wirkungsvollen Ressourcenschonung beitragen. Stand heute befindet sich laut ZAE-Antriebssysteme das Programm in der Entwicklung. Bereits erkennbare Lösungsansätze und Algorithmen weisen den Weg zu einer effizienten Antriebsüberwachung in Perspektivisch ergeben sich mit dem Einsatz von ZAE-Drive-Watch zahlreiche Vorteile für den Maschinen- und Anlagenbetreiber. Dipl.-Ing. Kaj Sellschopp, Leiter Entwicklung+ Konstruktion, ZAE-Antriebssysteme, Hamburg Die digitale Vernetzung von Anlagen, Maschinen, Komponenten und Produkten miteinander gestattet es, das Gesamtsystem im Sinne von Industrie 4.0 wirkungsvoll zu optimieren. Im Zusammenspiel mit moderner Sensortechnik, zugeschnittener Elektronik, intelligenter Software und Big Data verbunden mit der Kompetenz der System- und Komponentenhersteller kann es gelingen, in der Produktion künftig wirkungsvoll Predictive Analytics zu betreiben. Richtung „Service 4.0“ für die Zukunft. „Wir bei ZAE sind uns sicher, dass die Unternehmen mehr aus der Endkundenperspektive denken und handeln müssen, was den Schritt zum Wertschöpfungspartner im Engineering bedeutet. Nur damit wird Predictive Analytics für alle Seiten erfolgreich, ohne nur Selbstzweck zu bleiben – gerade aus Sicht einer ganzheitlichen Service- und Produktoptimierung“, so Kaj Sellschopp. www.zae.de antriebstechnik 3/2017 47

Aktuelle Ausgabe