Schwingungen sensorgestützt überwachen: Retrofit mit LoRaWAN

EngineerInGlassesUsingTabletPcInFoundry.IndustrialEnvironment
Bild: ©Gorodenkoff/stock.adobe.com

Ultraschall-, Schwingungs- und Temperaturanalyse bilden die Basis des Condition Monitorings von Motoren, Pumpen, Spindeln und Getrieben. Im unbeschädigten Zustand zeigen diese Aggregate stabile Muster ihrer Betriebsgrößen. Korrosion, Schmiermittelmangel oder Spiel an Wellen und Lagern verändern die Signale. Frühe Erkennung und Behebung dieser Abweichungen verlängern die Verfügbarkeit der Produktionsanlage und senken Reparatur- und Stillstandskosten.

Viele Industrieanlagen bestehen jedoch aus einer Mischung historisch gewachsener und moderner Technik, die unterschiedlich mit Sensorik und Automatisierung ausgestattet ist. Eine komplette Überwachung fehlt häufig. Und in der Vergangenheit war das Nachrüsten kleinerer oder älterer Aggregate oft nicht wirtschaftlich, weil Sensoren und Montage aufwendig und teuer waren. Das hat sich mit den Fortschritten in der Funkdatenübertragung geändert. Mehrere Technologien haben Marktreife und Verlässlichkeit erreicht, sodass nun auch schwer zugängliche Orte mit günstigen, nicht-invasiven, kabellosen und batteriebetriebenen Sensoren ausgestattet werden können.

Die Schwingungsanalyse basiert traditionell etwa auf monatlichen Routen: Ein Spezialist besucht die Anlage, koppelt ein tragbares Messgerät an definierte Punkte und wertet die Daten anschließend aus. Diese Methode funktioniert, solange sich Defekte langsam entwickeln. Eskalieren Schäden innerhalb weniger Tage, stößt das Vorgehen an Grenzen. Eine höhere Messfrequenz wäre die logische Antwort, ist aber wirtschaftlich schwer darstellbar, weil jeder zusätzliche Rundgang Personal-, Analyse- und Berichtskosten erhöht.

Funk-Retrofit

LoRaWAN, Narrowband-IoT und industrielle Mesh-Netze ermöglichen es, Sensoren unabhängig von Leitungswegen zu installieren und jahrelang mit einer Batterie zu betreiben. Unter diesen Standards hat sich LoRaWAN für Condition Monitoring Aufgaben als besonders geeignet erwiesen. Die Funkprotokolle sind auf kleine Datenpakete optimiert und erreichen in Hallen Reichweiten von mehreren hundert Metern, im Außenbereich sogar ein bis drei Kilometer. Oft reicht ein kostengünstiges Gateway aus, um einen gesamten Produktionsbereich abzudecken. Gleichzeitig ist der Strombedarf deutlich geringer als bei anderen Funkstandards. Die Sensoren können mehrere Jahre mit Lithium-Batterien betrieben werden. Im Gegensatz zu Narrowband-IoT benötigt LoRaWAN zudem kein Mobilfunkabonnement, da es ein offenes Funkspektrum im 868MHz-Bereich nutzt und somit sowohl aus Kosten- als auch aus Datenschutzsicht vollständig in der Hoheit des Betreibers bleibt. LoRaWAN kann zudem Stahl- oder Betonstrukturen zuverlässiger durchdringen als Mesh-Netze. Ein entsprechendes Gateway benötigt lediglich Strom sowie eine Ethernet- oder Mobilfunk-Verbindung und ist sofort betriebsbereit. Die Schwingungssensoren werden auf den Lager- oder Gehäuseflächen verschraubt oder aufgeklebt und liefern bereits während der Installation erste Messwerte. Übersteigt eine Abweichung den voreingestellten Grenzwert, löst die Plattform automatisch einen Alarm aus. Monatliche Stichproben entfallen.

Lebensdauer verlängern

Die Kombination aus vernetzten Sensoren und kontinuierlicher Überwachung unterstützt sowohl die Instandhaltung als auch die Produktion. Ursachen für Probleme lassen sich identifizieren und rechtzeitige Reparaturen planen. Zudem wird sichtbar, wenn Anlagen außerhalb optimaler Einstellungen betrieben werden. Und auch die Bearbeitung von Werkstücken außerhalb der Spezifikation spiegelt sich in der Schwingungsanalyse wider. Mit der gleichen Funktechnologie und Datenplattform können dann auch Anwendungen wie Füllstands-, Druck- und Ventilstellungsüberwachung, sowie Energiemonitoring umgesetzt und an Bestandssysteme angebunden werden.



  • Neun Tipps für mehr OT-Sicherheit

    Neun Tipps für mehr OT-Sicherheit

    Durch NIS2 und KRITIS-Dachgesetz erweitert sich die Zahl der regulierten Organisationen auf über 30.000. Der Eco Verband gibt Unternehmen daher Tipps an die Hand, wie sie die Cyber-Resilienz ihrer industrieller…

    mehr lesen: Neun Tipps für mehr OT-Sicherheit

  • GenISys will Abfüllanlagen einfach konfigurierbar machen

    GenISys will Abfüllanlagen einfach konfigurierbar machen

    Im Projekt GenISys entwickeln Forschende der Bergischen Universität gemeinsam mit zwei Praxispartnern generative KI-Modelle, mit denen der Bau von Abfüllanlagen zukünftig intelligenter und ressourcenschonender vonstatten gehen soll.

    mehr lesen: GenISys will Abfüllanlagen einfach konfigurierbar machen

  • Maschinenbauer rechnen erst 2025 mit Erholung

    Maschinenbauer rechnen erst 2025 mit Erholung

    Die Stimmung im Maschinenbau hat sich eingetrübt, auch mit Blick auf das Gesamtjahr. Laut VDMA-Konjunkturumfrage werden die Investitionen erst 2025 wieder steigen.

    mehr lesen: Maschinenbauer rechnen erst 2025 mit Erholung

  • Babtec eröffnet Standort in Friedrichshafen

    Babtec eröffnet Standort in Friedrichshafen

    Vom Bodensee aus soll eine neue Entwicklungsabteilung die Teams des Wuppertaler Softwarespezialisten unterstützen.

    mehr lesen: Babtec eröffnet Standort in Friedrichshafen

  • Was Deskless Worker bewegt

    Was Deskless Worker bewegt

    Eine aktuelle Studie des Aachener Softwarespezialisten Inform unter Mitarbeitenden aus dem produzierenden Gewerbe zeigt, dass sich sogenannte Deskless Worker von ihren Arbeitgebern neben guter Bezahlung vor allem bessere Kommunikation und…

    mehr lesen: Was Deskless Worker bewegt

  • Selbstlernende Optimierung für hybride Bearbeitung

    Selbstlernende Optimierung für hybride Bearbeitung

    Open Mind beteiligt sich am Verbundprojekt ’CICAM – Computational Intelligence for Computer-aided Manufacturing’ des Instituts für Werkzeugmaschinen und Betriebswissenschaften an der Technischen Universität München und Spanflug Technologies. Das Forschungsprojekt hat…

    mehr lesen: Selbstlernende Optimierung für hybride Bearbeitung

  • PWC-Maschinenbaubarometer: Verunsicherung weiterhin hoch

    PWC-Maschinenbaubarometer: Verunsicherung weiterhin hoch

    Das aktuelle Maschinenbaubarometer von PWC zeigt zwar, dass die Anzahl derjenigen, die optimistisch auf die Entwicklung der deutschen und weltweiten Konjunktur blicken, im Vergleich zum Vorquartal gestiegen ist. Allerdings liegt…

    mehr lesen: PWC-Maschinenbaubarometer: Verunsicherung weiterhin hoch

  • Wie sicher ist Open Source Software?

    Wie sicher ist Open Source Software?

    Anfang April hat ein Microsoft-Ingenieur einen Hackerangriff auf die Linux Software in letzter Minute vereitelt. Dies warf die Frage auf, wie es um die Sicherheit von Open Source Software (OSS)…

    mehr lesen: Wie sicher ist Open Source Software?

  • MVTec sieht geistiges Eigentum verletzt

    MVTec sieht geistiges Eigentum verletzt

    Taiwanesische Behörden haben ein Strafverfahren gegen Kameralinsen-Hersteller Largan eingeleitet. Gegenstand des Verfahrens ist die unrechtmäßige Nutzung der Softwareprodukte von MVTec Software.

    mehr lesen: MVTec sieht geistiges Eigentum verletzt

  • Mit Edge AI Datenschutz und Energieeffizienz verbessern

    Mit Edge AI Datenschutz und Energieeffizienz verbessern

    In einem aktuellen Whitepaper gibt die Plattform einen Überblick über Stärken und Schwächen von Edge AI und diskutiert Optionen, wie die Technologie in die Anwendung gebracht werden kann.

    mehr lesen: Mit Edge AI Datenschutz und Energieeffizienz verbessern

  • Schneider Electric als weltweit nachhaltigstes Unternehmen ausgezeichnet

    Schneider Electric als weltweit nachhaltigstes Unternehmen ausgezeichnet

    Time Magazine und Statista haben Schneider Electric als nachhaltigstes Unternehmen der Welt ausgezeichnet. Der Technologie-Konzern setzte sich in der Rangliste an die Spitze einer Auswahl von 500 Unternehmen aus 30…

    mehr lesen: Schneider Electric als weltweit nachhaltigstes Unternehmen ausgezeichnet

  • SpiraTec integriert Tochterunternehmen

    SpiraTec integriert Tochterunternehmen

    Die Industrial Solutions M&B, eine 100-prozentige Tochterfirma der SpiraTec AG, ist zum 28. Juni 2024 mit der Muttergesellschaft verschmolzen.

    mehr lesen: SpiraTec integriert Tochterunternehmen