Aufrufe
vor 3 Monaten

MY FACTORY 4/2021

  • Text
  • Sammelmappe
  • Maschinen
  • Komponenten
  • Schnell
  • Zudem
  • Anwender
  • Industrie
  • Digitalisierung
  • Produktion
  • Factory
  • Unternehmen
MY FACTORY 4/2021

WARTUNG UND

WARTUNG UND INSTANDHALTUNG CONDITION MONITORING AN BESTANDSANLAGEN SMARTE SENSORIK AM PULS DER MASCHINE Fehlende technische Voraussetzungen und laufende Produktionspozesse erschweren oft die nachträgliche Einführung einer Zustandsüberwachung in bestehenden Industrieanlagen. Turck bietet speziell für solche Brownfield-Projekte Lösungen aus einfach installierbaren Sensoren und passenden Datentransferbzw. Monitoring-Lösungen. Auf der grünen Wiese baut es sich nicht immer sorgenfrei, aber es besteht doch ein entscheidender Vorteil: Anforderungen können frühzeitig in den neuen Strukturen berücksichtigt werden. Das gilt auch für die Instandhaltung. Wer heute eine moderne Produktionsanlage oder ein Logistikzentrum plant, kann Maschinen und Anlagen mit intelligenter Sensorik ausstatten, um später gezielt die Zustandsdaten einzelner Geräte oder Bereiche abzufragen. Inspektionen aus der Ferne durchführen, Wartungen effizient terminieren – schnellen Feldbusnetzen und Industrial Ethernet sei Dank. Was aber, wenn die Systemarchitektur aus einem vergangenen Jahrzehnt stammt? In der Praxis ist das der Regelfall, mit all den Herausforderungen für das technische Personal. Auf dem Weg zur intelligenten Zustandsüberwachung (Condition Monitoring) innerhalb einer bestehenden Anlage stoßen Instandhalter auf viele Hindernisse: Wie soll die Nachrüstung ohne einen Eingriff in laufende Prozesse gelingen? Muss die Steuerung angepasst werden? Und wie gelange ich an Informationen von schwer erreichbaren Maschinen? MOTORÜBERWACHUNG ALS RETROFIT Hier kommen maßgeschneiderte Stand-alone-Lösungen ins Spiel, vom einfachen lokalen Monitoring bis hin zu drahtloser Kommunikation und dem Transfer in Cloud-Umgebungen. Die Idee: Unternehmen können nachträglich mühelos Geräte hinzufügen, über die sie Maschinenwerte innerhalb eines unabhängigen Systems kontrollieren. Zustandsdaten lassen sich anschließend auf Wunsch immer noch in die eigene Automatisierungswelt überführen, aber grundsätzlich bleibt die bestehende Architektur getrennt vom Betrieb der Condition-Monitoring- Erweiterung. Ein verbreiteter Anwendungsfall ist die Überwachung von Motoren. Sie treiben Pumpen, Kompressoren oder Abluftventilatoren an, sind oftmals im lärmintensiven Dauerbetrieb und für die Instandhaltung bisweilen schwierig zu erreichen. Ob ein Maschinenausfall droht, vermag eine turnusmäßige Inspektion durch Mitarbeiter nicht mit hoher Sicherheit auszuschließen; zudem sind Vor-Ort-Kontrollen meist umständlich. Nicht nur zuverlässiger, sondern auch wirtschaftlicher ist daher eine Überwachung durch Messgeräte. Sie können dazu drei verschiedene Werte erfassen: Vibration, Temperatur und Strom. IP67-SENSOR KONTROLLIERT VIBRATION UND TEMPERATUR Unregelmäßigkeiten in einem Motor kündigen sich teilweise schon mehrere Monate vor dem Ausfall an. Eine dejustierte Welle, ein klemmendes Lager oder Unwucht in einem Anbauteil verursachen Frequenzänderungen in der Schwingung. Um diese zu erfassen, können Instandhalter direkt am Motorblock den Vibrations- und Temperatursensor QM30 anbringen. Der kompakte Sensor mit IP67-Schutzart wird einfach und sicher per Magnet montiert. Er basiert auf einem Micro-Electro-Mechanical System (MEMS) und liefert dadurch in zwei Dimensionen hochpräzise Geschwindigkeits- und Beschleunigungsdaten. Zusätzlich gibt der QM30 einen Temperaturwert aus, registriert also im Bereich von -40 bis 105 °C, ob der Motor womöglich erhitzt ist, und erlaubt so die Beobachtung von Trends der Temperaturentwicklung. 44 MY FACTORY 2021/04 www.myfactory-magazin.de

01 03 04 02 Aufschlussreich ist in dem Zusammenhang auch der benötigte Strom des Motors. Liegt zum Beispiel ein Lagerschaden vor oder ist die Schmierung nicht korrekt, ändert sich der mechanische Widerstand, da der Motor die vorgegebene Drehzahl erreichen muss und dabei mehr Strom verbraucht. Zur Überwachung eignet sich ein Messtransformator. DATENTRANSFER IM WIRELESS-NETZ 01 Der Vibrations- und Temperatursensor QM30 kann direkt am Motor montiert werden und von dort Daten an ein Funkmodul übertragen 02 Mit der Datenvisualisierung auf dem TX700 HMI/PLC hat der Anwender auch direkt vor Ort alles im Blick 03 Das IO-Modul TBEN-S-2COM bindet Geräte mit RS232- oder RS485-Schnittstelle direkt im Feld an Steuerungen mit den Protokollen Profinet, Ethernet/IP oder Modbus TCP an; damit sparen Anwender lange Verdrahtungswege zum Schaltschrank 04 Universelles IoT-Funk-Gateway zur drahtlosen Anbindung an Cloud-Lösungen: Damit lassen sich Maschinen und Anlagen, aber auch Messstellen an entfernten Orten einfach in Automatisierungsnetzwerke einbinden Diese Messwerte können auf unterschiedliche Art genutzt und sowohl kabelgebunden als auch drahtlos übertragen werden. In manch einer Maschinenhalle erfüllt vielleicht schon ein dezentrales Alarmsystem die Anforderungen, etwa bestehend aus dem QM30VT2-Sensor und Turcks kompaktem I/O-Modul TBEN-S2-2COM. Dank der integrierten Intelligenz durch die ARGEE-Programmierumgebung übernimmt das Feldbusmodul bei Bedarf SPS-Funktionen und übermittelt beispielsweise die Information eines überschrittenen Schwellwerts direkt an eine Signalleuchte. Alternativ lässt sich das TBEN-Modul aber auch mit einem HMI-Bediengerät verbinden. Noch mehr Flexibilität schafft eine Wireless-Übertragung innerhalb des proprietären DX80-Funksystems von Banner. Dazu wird ein Gerät wie der Vibrations- und Temperatursensor QM30VT1 seriell mit einem Sendemodul (Knoten) verbunden, das die Daten zu einem Empfänger (Gateway) schickt. Um parallel auch Veränderungen im Stromverbrauch festzustellen, können Anwender auf einen speziellen DX80-Knoten zurückgreifen, der einen weiteren Eingang für die Signale eines Messwandlers bietet. Falls gewünscht, arbeiten die Funkknoten batteriebetrieben, es muss also keine zusätzliche Energiezufuhr gelegt werden. Der Verdrahtungsaufwand wird damit erheblich reduziert. Hinzu kommt die Möglichkeit, das Monitoring am jeweils idealen Ort vorzunehmen. Ein solcher Ort kann zum Beispiel ein zentraler Schaltraum sein. Dort lassen sich das Wireless-Gateway und Turcks HMI TX700 koppeln, um über die VisuPro-Software die Zustandsdaten von mehreren Maschinen anzuzeigen, Log-Daten zu extrahieren oder Alarme zu konfigurieren. Im HMI muss die Datenübertragung aber noch kein Ende finden, per Ethernet-Anbindung eröffnen sich weitere Ziele: der Internetbrowser zur Visualisierung in der WebVisu oder zum Versand von automatischen E-Mail-Benachrichtigungen und außerdem die firmeneigene Automatisierungswelt (SPS, HMI etc.). www.myfactory-magazin.de MY FACTORY 2021/04 45

© 2021 by Vereinigte Fachverlage GmbH. Alle Rechte vorbehalten.