antriebstechnik 9/2020

KOMPONENTEN UND SOFTWARE

KOMPONENTEN UND SOFTWARE CONDITION MONITORING SENSOR VERARBEITET DATEN DIREKT ‚ON BOARD‘ Der multifunktionale Condition Monitoring Sensor BCM kann an unterschiedliche Maschinenkomponenten montiert werden und sammelt detaillierte Informationen über deren aktuellen Zustand. Physikalische Größen wie Vibration, Temperatur, Luftfeuchtigkeit oder Luftdruck werden dokumentiert und direkt zu statistischen Kenngrößen verarbeitet. Stefan Hornung ist Industrie Portfolio Manager bei der Balluff GmbH in Neuhausen 36 antriebstechnik 2020/09 www.antriebstechnik.de

KOMPONENTEN UND SOFTWARE 01 Sensoren müssen sich einfach integrieren und bedienen lassen und am besten mehrere Messgrößen an einer Stelle, wie Vibration, Temperatur, etc. erfassen In der Welt der Fortbewegungsmittel hat Condition Monitoring schon eine lange, durchaus erfolgreiche Tradition. Bereits in den Autos der 1960er-Jahre gab es einfache Sensoren und Warnleuchten, z. B. für den Ölstand. Die Entwicklung ging konsequent weiter und heute gilt die Umsetzung des automatisierten Condition Monitoring in der Luftfahrt nahezu als perfekt. Ohne Sensorik, die jedes Bauteil in jeder Sekunde im Blick hat, sind moderne Flugzeuge nicht mehr denkbar. Der Wandel durch Industrie 4.0 und IoT hat Condition Monitoring erneut zum zentralen Thema gemacht. Die Nachfrage nach Maschineninformationen, die vorbeugende Wartungsmaßnahmen ermöglichen, steigt. Eine Erhebung solcher Daten stellt für heutige Methoden allerdings weiterhin eine große Herausforderung dar. Ihre Auswertung und Analyse ist aufwendig und erfordert einen tiefgreifenden Wissensstand bei Einrichtung und Betrieb. Für den flächendeckenden Einsatz im Anlagen- und Maschinenbau sind solche Lösungen deshalb ungeeignet. Nichtsdestotrotz sind aussagekräftige Informationen direkt aus den Anlagen und Maschinen notwendig, um z. B durch rechtzeitige Wartungsmaßnahmen ungeplante und verlustreiche Stillstandzeiten zu verhindern. Condition-Monitoring-Systeme werden meist nur an einzelnen, hochkritischen Stellen installiert. Zudem ist das Preisniveau hoch und die Einrichtung kompliziert. In Standardanwendungen, wie bei Lüftern, Motoren, Spindeln etc., beschränkt sich die Zustandsüberwachung in der Praxis auf die Erfahrung der Mitarbeiter. Sie hören z. B., wenn eine Unwucht an einem Ventilator zu verdächtigen Vibrationen führt oder spüren, wenn ein Motor unzulässig warm wird. Zuverlässige Aussagekraft hat ein solches „Condition Monitoring“ allerdings nicht. SENSOREN FÜR FLÄCHENDECKENDE LÖSUNGEN Für Abhilfe können kleine, leistungsfähige Sensoren sorgen, die auch bei Lüftern oder Motoren zu neuen, flächendeckenden Condition-Monitoring-Ansätzen führen. Sie müssen sich einfach integrieren und bedienen lassen, am besten mehrere Messgrößen an einer Stelle erfassen, sowie intelligent und effektiv mit der Steuerung oder übergeordneten Datenbanksystemen kommunizieren können. Mit seinen neuen BCM-Sensoren will die Firma Balluff genau diese Qualitäten zur Anwendung bringen. Der mit Abmessungen von 32 × 20 × 10 mm kompakte und 30 g leichte BCM-Sensor im robusten Edelstahlgehäuse ermöglicht eine kontinuierliche Zustandsüberwachung sowie das automatisierte Monitoring von Grenzwerten. Detaillierte Informationen geben den aktuellen Zustand der Maschinenkomponente wider, an die er montiert ist. Der Sensor erfasst unterschiedliche physikalische Größen wie Vibration, Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Luftdruck und verarbeitet diese direkt on Board, z. B zu statistischen Kenngrößen wie RMS (quadratisches Mittel), Mean (Mittelwert), Peak-to-Peak, Min/Max etc. So muss sich der Anwender nicht mehr mit den Feinheiten der Schwingungsanalyse auseinandersetzen. Stattdessen liefert der Sensor die gewünschten Daten über IO-Link passend konfiguriert an ein übergeordnetes System. Das kann eine Steuerung sein, die die Informationen nutzt und gegebenenfalls eine Störmeldung ausgibt. Die Zustandsdaten lassen sich aber auch in einer beliebigen Datenbank speichern und weiterverarbeiten. DATENAUSWERTUNG BEGINNT IM SENSOR Auf Basis der vom Sensor erfassten und vorverarbeiteten Daten lassen sich Anomalien frühzeitig erkennen, Wartung- und Instandsetzung vorausschauend planen und somit unerwartete Stillstände und Produktionsausfälle vermeiden. IO-Link als Kommunikationsprotokoll ermöglicht zudem eine einfache und flexible Parametrierung. So lässt sich die Auswertung im Sensor individuell auf die jeweilige Applikation abstimmen; ohne weitere Software oder externe Auswertegeräte. Der Inhalt der Prozessdaten ist frei definierbar und erlaubt es, bis zu fünf gemessene oder vorverarbeitete Daten zyklisch zu übertragen. Zudem ist eine azyklische Abfrage weiterer statistischer Auswertegrößen möglich. Beim automatisierten Monitoring sind www.antriebstechnik.de antriebstechnik 2020/09 37