Antriebe per Condition Monitoring im Blick halten

At the Factory Female Mechanical Engineer Designs 3D Engine on
Bild: ©Gorodenkoff/stock.adobe.com / Keba Industrial Automation GmbH

Condition Monitoring von Anlagen erkennt kritische Ereignisse und Betriebszustände mit hohem Verschleißpotential. Ereignisse und resultierende Fehler werden klassifiziert und bewertet. Kritische Ereignisse oder unerwünschte Betriebszustände sollen unmittelbar beseitigt werden, um Folgeschäden abzuwenden. Ausfallzeiten werden reduziert, da Servicetechniker, Ersatzteile und Logistik zielgerichtet bereitgestellt werden können. Dabei lässt sich Condition Monitoring der Antriebstechnik oft ohne zusätzliche IT-Infrastruktur einrichten, wenn KeDrive D3 Antriebsregler verwendet werden. Der Automatisierer Keba erarbeitet dann mit dem Anlagen- und Maschinenbauer ein Datenmodell für individuelle Anwendungsfälle. Der abgeleitete Gesundheitszustand der Anlage wird in einem browserbasierten Dashboard via Grafana dargestellt.

Sensoren und zusätzliche IT-Infrastruktur

Das Condition Monitoring-System besteht aus Hardware, Software und dieser Data-Modeling-Dienstleistung. Das Fundament des Systems beruht auf der Erkenntnis, dass schadhafte Komponenten im Motor- und Antriebsstrang physikalisch feststellbare Anomalien aufweisen, bevor sie ausfallen. Diese Anomalien können sich über Temperatur, Geräuschentwicklung oder Vibrationen bemerkbar machen. Daher zieht das System Vibrationsfrequenzen und Temperaturwerte heran, um Rückschlüsse auf den Gesundheitszustand des Antriebsstrangs ziehen zu können. Es können aber auch bei Bedarf Werte wie Drehmoment oder Motorstrom gemessen werden. Für eine Aussage über den Gesundheitszustand muss zuerst ein Wertebereich für den Normalzustand bzw. für einen Schlechtbereich definiert werden. Das wird durch ein Datenmodell erreicht, das individuell für jede Anwendung bzw. Maschinenserienmodell erstellt werden muss. Für diesen Zweck hat Keba historische Daten gesammelt, etwa aus den Erfahrungen der eigenen Servicetechniker, aus Testständen und Versuchen.

Die Ampeldarstellung der gemessen Werte zeigt an, wo die Werte in den Toleranzgrenzen liegen oder stark oder sogar kritisch außerhalb liegen.
Die Ampeldarstellung der gemessen Werte zeigt an, wo die Werte in den Toleranzgrenzen liegen oder stark oder sogar kritisch außerhalb liegen. – Bild: Keba Industrial Automation GmbH

Planetengetriebe drei Monate ‚gequält‘

Für eine Reihe von praktischen Tests stellte der Getriebehersteller Neugart seine Planetengetriebe zur Verfügung. Die übliche Lebensdauer dieser PLE-Planetengetriebe beträgt ca. 20.000 bis 30.000 Stunden. Vor den Tests im Überlastbereich, die schneller zu Verschleißerscheinungen der Getriebe führen sollten, wurden Daten im Normalbetrieb (15Nm) gesammelt. Hierfür wurden zudem externe Vibrationssensoren verwendet, um die Daten der Messung mit jenen der sensorlosen Drive-based Condition Monitoring-Variante vergleichen zu können. Nachdem sich das Getriebe eingelaufen hatte, konnte festgestellt werden, dass die Daten der sensorlosen Drive-based-Methode mit den externen Vibrationssensormessungen korrelieren. Im nächsten Schritt wurde die Dauerfestigkeit des Getriebes in einem kontinuierlichen Überlastbetrieb mit 18Nm getestet, also mit 20 Prozent Überlast. Doch selbst nach der zwei Monate dauernden Testphase zeigte das Getriebe noch immer keinerlei Verschleißerscheinungen. Also wurde die Überlast auf 30 Prozent erhöht, um es an seine Grenzen zu bringen. Nach einem weiteren Monat zeigten sich nun erste signifikante Verschleißerscheinungen, die sich mittels Vibrationsfrequenzbandmessung messen ließen. Die so erfassten Daten lassen sich zu Condition Monitoring-Schwellwerten verarbeiten.

Digitalsystem als Geschäftsmodell

Je früher Anomalien erkannt werden können, desto schneller können Rückschlüsse auf den Gesundheitszustand gezogen werden. Das Produkt von Keba ermöglicht es, Rückschlüsse auf den Gesundheitszustand des Antriebsstrangs zu ziehen. Schadhafte oder sich Ihrer Lebensdauer nähernden Komponenten vorab zu detektieren, bringt viele Vorteile mit sich. Da für die Messdatenerfassung, Verarbeitung und Speicherung keine Einbindung in die Cloud nötig ist, kommt es zu keiner Kompromittierung sensibler Maschinendaten oder Schnittstellenproblemen mit der bestehenden IT-Infrastruktur. So kann das Produkt des Automatisieres durchaus als Anregung dienen, sich mit dem Aufbau eines entsprechenden Systems im Werk – oder der Integration in die eigenen Produkte – zu befassen.

Grafik Ablauf
Bild: Keba Industrial Automation GmbH
Dietmal Berlesreiter Keba
Bild: Keba Industrial Automation GmbH

Autor:

Dietmar Berlesreiter ist
Strategic Product Manager Industrial Automation bei
der Keba Industrial Automation GmbH.



  • Kuka gründet neues Segment für Software- und Digitalgeschäft

    Kuka gründet neues Segment für Software- und Digitalgeschäft

    Kuka hat einen neuen Geschäftsbereich gegründet. Mit Kuka Digital will der Robotik- und Automatisierungsspezialist aus Augsburg sein Software- und Digitalgeschäft erweitern.

    mehr lesen: Kuka gründet neues Segment für Software- und Digitalgeschäft

  • Zu viele Fernzugriffs-Tools machen OT-Umgebungen angreifbar

    Zu viele Fernzugriffs-Tools machen OT-Umgebungen angreifbar

    55 Prozent der Unternehmen setzen in ihren OT-Umgebungen vier oder mehr Remote-Access-Tools ein, 33 Prozent sogar mindestens sechs.

    mehr lesen: Zu viele Fernzugriffs-Tools machen OT-Umgebungen angreifbar

  • Fraunhofer-Forschende entwickeln Robotersystem zur Qualitätssicherung im 3D-Druck

    Fraunhofer-Forschende entwickeln Robotersystem zur Qualitätssicherung im 3D-Druck

    Können 3D-gedruckte Bauteile in der Luftfahrt eingesetzt werden? Im Projekt Enabl3D entwickeln Forschende nun eine ausreichende Qualitätssicherung für diesen Zweck.

    mehr lesen: Fraunhofer-Forschende entwickeln Robotersystem zur Qualitätssicherung im 3D-Druck

  • Event-Doppelpack zu KI, Daten und Quantencomputing

    Event-Doppelpack zu KI, Daten und Quantencomputing

    Am 25. und 26. September 2024 finden im Kosmos Berlin der AI & Data Summit und der Quantum Summit des Bitkom statt. Im Fokus der Veranstaltungen stehen Anwendungsfälle rund um…

    mehr lesen: Event-Doppelpack zu KI, Daten und Quantencomputing

  • VDMA-Umfrage zu Forschung im Maschinenbau

    VDMA-Umfrage zu Forschung im Maschinenbau

    Wie und wo forscht und entwickelt der deutsche Maschinenbau? Dazu hat der Branchenverband VDMA 400 Firmen befragt. Demnach ist das Innovationstempo hoch und soll weiter steigen. Auch wenn die Unternehmen…

    mehr lesen: VDMA-Umfrage zu Forschung im Maschinenbau

  • Industrieleistung bricht um zwei Prozent ein

    Industrieleistung bricht um zwei Prozent ein

    Deutschlands Wirtschaft könnte 2024 auf der Stelle treten. Nach aktuellen Berechnungen korrigiert das Ifo-Institut das voraussichtliche Wirtschaftswachstum von 0,4 auf null Prozent, die Industrie schrumpft sogar um zwei Prozent. Dafür…

    mehr lesen: Industrieleistung bricht um zwei Prozent ein

  • Maximilian Köpke wird COO/CFO bei Convista

    Maximilian Köpke wird COO/CFO bei Convista

    Das Beratungshaus Convista hat Maximilian Köpke in einer Doppelrolle als COO und CFO ins Boot geholt. Zuvor war der Manager als Partner bei der Boston Consulting Group angestellt.

    mehr lesen: Maximilian Köpke wird COO/CFO bei Convista

  • Fakuma 2024 liefert neue Ansätze für die Kunststoffverarbeitung

    Fakuma 2024 liefert neue Ansätze für die Kunststoffverarbeitung

    Auf der diesjährigen Fakuma, internationale Fachmesse für Kunststoffverarbeitung, vom 15. bis 19. Oktober 2024 wird es neben der Ausstellung auch ein breites Rahmenprogramm geben. Erstmals wird etwa der Karriere-Freitag Teil…

    mehr lesen: Fakuma 2024 liefert neue Ansätze für die Kunststoffverarbeitung

  • Sebastian Spicker wird Managing Director DACH bei IFS

    Sebastian Spicker wird Managing Director DACH bei IFS

    Sebastian Spicker hat die Position des Managing Director DACH bei IFS übernommen.

    mehr lesen: Sebastian Spicker wird Managing Director DACH bei IFS

  • IFS kauft Copperleaf Technologies

    IFS kauft Copperleaf Technologies

    Der schwedische Anbieter von Business-Software IFS kauft Copperleaf Technologies. Das kanadische Unternehmen bietet Analytics-Software etwa für die Investitionsplanung und soll rund eine Milliarde kanadische Dollar kosten, rund 670 Millionen Euro.

    mehr lesen: IFS kauft Copperleaf Technologies

  • Wie steht es um KI und IoT bei unseren Nachbarn?

    Wie steht es um KI und IoT bei unseren Nachbarn?

    Wie etabliert sind Robotik, KI, ML, Big Data und IoT in den europäischen Ländern? Und wie schneidet Deutschland im Vergleich ab? Das hat Reichelt Elektronik Menschen in Deutschland, Frankreich, Italien…

    mehr lesen: Wie steht es um KI und IoT bei unseren Nachbarn?

  • Tech-Festival für Co-Creation in der Automatisierung

    Tech-Festival für Co-Creation in der Automatisierung

    Die vernetzte Fabrik, Datenräume und Automatisierung sind nur einige der Themen, die am 6. November in der Gläsernen Manufaktur Dresden im Mittelpunkt stehen. Für das Event Hub:Disrupt organisieren die Veranstalter…

    mehr lesen: Tech-Festival für Co-Creation in der Automatisierung