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.



  • Lage im Maschinenbau bleibt angespannt

    Lage im Maschinenbau bleibt angespannt

    Die Umsatzerwartungen sowie die Auslastung im Maschinenbau erreichen im aktuellen Maschinenbau-Barometer der Beratungsgesellschaft PwC einen neuen Tiefststand.

    mehr lesen: Lage im Maschinenbau bleibt angespannt

  • Unterstützung bei Normung und Standardisierung

    Unterstützung bei Normung und Standardisierung

    Das Bundeswirtschaftsministerium hat das Technologieförderprogramm Wipano bis 2023 verlängert. Zudem gibt es einen neuen Förderschwerpunkt.

    mehr lesen: Unterstützung bei Normung und Standardisierung

  • Unternehmen sehen sich als Digitalisierungs-Nachzügler

    Unternehmen sehen sich als Digitalisierungs-Nachzügler

    Deutsche Unternehmen sehen sich in Sachen Digitalisierung oft noch als Nachzügler. Wie der Digitalverband Bitkom ermittelt hat, zeigen sich dabei – je nach Unternehmensgröße – deutliche Unterschiede.

    mehr lesen: Unternehmen sehen sich als Digitalisierungs-Nachzügler

  • 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

  • Pirobase Imperia unterstützt postgreSQL

    Pirobase Imperia unterstützt postgreSQL

    Pirobase Imperia hat Version 10 des Produktinformationsmanagementsystems (PIM) veröffentlicht. Das Release unterstützt nun neben Oracle auch postgreSQL.

    mehr lesen: Pirobase Imperia unterstützt postgreSQL

  • Redaktionssystem Cosima im Release 8.0 verfügbar

    Redaktionssystem Cosima im Release 8.0 verfügbar

    Docufy hat ein neues Release seines Redaktionssystems Cosima heraus gebracht. Im neuen Release 8.0 werden etwa bei der Be-igel-ung Texte – z.B. für Display-Texte oder Legenden – in Bilder eingefügt,…

    mehr lesen: Redaktionssystem Cosima im Release 8.0 verfügbar

  • Dokumentenrevision per Blockchain abgesichert

    Dokumentenrevision per Blockchain abgesichert

    Das Softwarebüro Krekeler setzt bei seiner DMS-Lösung Office Manager Blockchain-Technologie ein. Die sogenannte Documentchain legt Revisionsinformationen von lokal gespeicherten Dokumenten in einer öffentlichen Blockchain ab, zusammen mit einem Zeitstempel und…

    mehr lesen: Dokumentenrevision per Blockchain abgesichert

  • Neuer Leiter bei Siemens Portfolio Companies

    Neuer Leiter bei Siemens Portfolio Companies

    Horst J. Kayser (Bild) wird ab 2020 neuer Chairman der Siemens Portfolio Companies (POC). Er löst damit Jochen Eickholt ab, der in den künftigen Vorstand von Siemens Energy wechselt und…

    mehr lesen: Neuer Leiter bei Siemens Portfolio Companies

  • Einzelmaschinen-MES von Wittmann Battenfeld

    Einzelmaschinen-MES von Wittmann Battenfeld

    Auf der Fachmesse K hat der Hersteller von Kunststoffspritzgießmaschinen Wittmann Battenfeld zusammen mit dem MES-Partner Ice-Flex die Einzelmaschinen-MES-Lösung Temione präsentiert.

    mehr lesen: Einzelmaschinen-MES von Wittmann Battenfeld

  • Alte und neue Maschinen IIoT-fähig machen

    Alte und neue Maschinen IIoT-fähig machen

    Mit InFrame Synapse Equipment Connector (EQC), einer neuen Integrationssoftware von CamLine, sollen Fertigungsunternehmen ihre nicht IIoT-fähigen Anlagen nach dem Plug&Play-Prinzip mit einer digitalen Schnittstelle ausstatten können.

    mehr lesen: Alte und neue Maschinen IIoT-fähig machen

  • NX-integriertes Tool gegen Überhitzung beim 3D-Druck

    NX-integriertes Tool gegen Überhitzung beim 3D-Druck

    Siemens Digital Industries Software hat den Additive Manufacturing (AM) Path Optimizer vorgestellt. Die Beta-Technologie ist in die Engineering-Anwendung NX integriert, um Anwendern bei der Lösung von Überhitzungsproblemen bei Designs für…

    mehr lesen: NX-integriertes Tool gegen Überhitzung beim 3D-Druck

  • Neues Batchnesting-Tool in 4D_Additive

    Neues Batchnesting-Tool in 4D_Additive

    Das Software-Unternehmen CoreTechnologie hat auf der Formnext in Frankfurt die neueste Version der Software 4D_Additive vorgestellt. Das Release wird unter anderem mit einem neuen Batchnesting-Tool ausgeliefert, mit dem sich in…

    mehr lesen: Neues Batchnesting-Tool in 4D_Additive