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.



  • Erfolgsfaktor Künstliche Intelligenz

    Erfolgsfaktor Künstliche Intelligenz

    Laut einer Studie von Deloitte, sieht die große Mehrheit der in Deutschland befragten KI-Experten, die Technologie als einen wesentlichen Erfolgsfaktor für das eigene Unternehmen.

    mehr lesen: Erfolgsfaktor Künstliche Intelligenz

  • Judith Wiese wird Siemens-Personalchefin

    Judith Wiese wird Siemens-Personalchefin

    Ab 1. Oktober ist Judith Wiese für die Bereiche Human Resources und Global Business Services bei der Siemens AG zuständig.

    mehr lesen: Judith Wiese wird Siemens-Personalchefin

  • Leistungsstarkes KI-System am KIT installiert

    Leistungsstarkes KI-System am KIT installiert

    Als ein Werkzeug der Spitzenforschung ist künstliche Intelligenz (KI) heute unentbehrlich. Für einen erfolgreichen Einsatz – ob in der Energieforschung oder bei der Entwicklung neuer Materialien – wird dabei neben…

    mehr lesen: Leistungsstarkes KI-System am KIT installiert

  • Anzeige
    Retarus beschleunigt Datenaustausch in der Produktion

    Retarus beschleunigt Datenaustausch in der Produktion

    Die Digitalisierungs- und Automatisierungslösungen von Retarus ermöglichen effiziente Abläufe ohne manuellen Aufwand oder Kompromisse bei der Datensouveränität

    mehr lesen: Retarus beschleunigt Datenaustausch in der Produktion

  • Am Anfang steht das Ziel

    Am Anfang steht das Ziel

    Bei Digitalisierungsprojekten in Fertigungsunternehmen ist die Herangehensweise entscheidend. Der MES-Anbieter Industrie Informatik gibt sieben Tipps für Digiatlisierungsprojekte.

    mehr lesen: Am Anfang steht das Ziel

  • TeamViewer übernimmt Ubimax

    TeamViewer übernimmt Ubimax

    Mit Ubimax übernimmt TeamViewer einen Anbieter von Wearable-Computing-Technologien und Augmented-Reality(AR)-Lösungen. Durch der Akquise will das Göppinger Unternehmen sein Portfolio im Großkundensegment erweitern.

    mehr lesen: TeamViewer übernimmt Ubimax

  • Prüfen und kalibrieren mechanischer Messuhren

    Prüfen und kalibrieren mechanischer Messuhren

    Prüfungen von Messgeräten sind wichtig für die Qualität der Prüfergebnisse. Daher sind Messuhren regelmäßig auf Funktionalität zu prüfen und zu kalibrieren.

    mehr lesen: Prüfen und kalibrieren mechanischer Messuhren

  • Umsatzwachstum erst wieder 2021

    Umsatzwachstum erst wieder 2021

    In einer siebten Blitzumfrage des VDMA zu den wirtschaftlichen Auswirkungen der Corona-Pandemie geben 60 Prozent der Mitglieder an, dass sie erst im kommenden Jahr mit Umsatzsteigerungen rechnen. Die Unternehmen, die…

    mehr lesen: Umsatzwachstum erst wieder 2021

  • Positionspapier zur Gestaltung der Energiewende

    Positionspapier zur Gestaltung der Energiewende

    Die VDI-Fachgesellschaften Energie und Umwelt (GEU) sowie Mess- und Automatisierungstechnik (GMA) planen, ein Positionspapier zur Umsetzung der Energiewende zu erstellen.

    mehr lesen: Positionspapier zur Gestaltung der Energiewende

  • AAA in Essen und Chemnitz startbereit

    AAA in Essen und Chemnitz startbereit

    Die All About Automation Messen am 9. und 10. September in Essen und am 23. und 24. September in Chemnitz sind startbereit. Das Konzept für eine sichere und erfolgreiche Besucher/Aussteller-Interaktion…

    mehr lesen: AAA in Essen und Chemnitz startbereit

  • SAP und Siemens arbeiten an gemeinsamen Lösungen

    SAP und Siemens arbeiten an gemeinsamen Lösungen

    Im Rahmen einer Partnerschaft wollen Siemens und SAP ihre sich ergänzenden Softwarelösungen für Product Lifecycle, Supply Chain und Asset Management kombinieren.

    mehr lesen: SAP und Siemens arbeiten an gemeinsamen Lösungen

  • Cybersicherheit für Ethernet-Antriebe

    Cybersicherheit für Ethernet-Antriebe

    Industrielle Netzwerke werden mit dem Internet der Dinge immer offener für die gefürchtete Cyberkriminalität. Umso wichtiger ist es, die kommunizierenden Komponenten davor zu schützen.

    mehr lesen: Cybersicherheit für Ethernet-Antriebe