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.



  • Unternehmen zögern beim Plattform-Einsatz

    Unternehmen zögern beim Plattform-Einsatz

    Laut einer Bitkom-Umfrage sehen vier von zehn Unternehmen digitale Plattformen als Chance, ebenso viele nutzen sie jedoch nicht. Ein Drittel der befragten Unternehmen gab an, im nächsten Jahr verstärkt in…

    mehr lesen: Unternehmen zögern beim Plattform-Einsatz

  • Industriegipfel 2019

    Industriegipfel 2019

    Das Gezerre um den Brexit, die Handelskonflikte mit den USA und die zunehmende Stärke Chinas sorgen bei deutschen Industrieunternehmen für Unsicherheit.

    mehr lesen: Industriegipfel 2019

  • Panasonic und Siemens unterzeichnen globalen Rahmenvertrag

    Panasonic und Siemens unterzeichnen globalen Rahmenvertrag

    Panasonic und Siemens unterzeichnen globalen Rahmenvertrag Panasonic Factory Solutions, ein Geschäftsbereich von Panasonic Industry Europe, und Siemens Factory Automation Services, haben ihre künftige Kooperation bekannt gegeben.

    mehr lesen: Panasonic und Siemens unterzeichnen globalen Rahmenvertrag

  • 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

  • Neuer DACH-Chef bei NetApp

    Neuer DACH-Chef bei NetApp

    Peter Hanke ist neuer Leiter der DACH-Region beim Datenspezialisten NetApp. Die Verantwortung für die Region übernahm er bereits im Mai interimsweise.

    mehr lesen: Neuer DACH-Chef bei NetApp

  • Stimmung unter deutschen Exporteuren bessert sich

    Stimmung unter deutschen Exporteuren bessert sich

    Deutsche Exporteure blicken wieder optimistischer in die Zukunft. Die Ifo-Exporterwartungen sind im Oktober, im Gegensatz zu den Vormonaten, wieder deutlich angestiegen — bleiben jedoch im negativen Bereich.

    mehr lesen: Stimmung unter deutschen Exporteuren bessert sich

  • Nadine Böllner wird Teil der Docufy-Geschäftsführung

    Nadine Böllner wird Teil der Docufy-Geschäftsführung

    Mit der Berufung von Nadine Böllner zur kaufmännischen Geschäftsführerin steht zukünftig ein Führungstrio an der Spitze des Softwareanbieters Docufy.

    mehr lesen: Nadine Böllner wird Teil der Docufy-Geschäftsführung

  • Mehr Speicher für Sicherheitskameras

    Mehr Speicher für Sicherheitskameras

    Western Digital kündigt die WD Purple Ultra Endurance MicroSD-Karte mit 96-Layer-3D-Nand-Technologie für Sicherheits- und Edge-Speicherkameras an und erweitert sein Festplattenportfolio mit der WD Purple 14TB für den Überwachungsbereich.

    mehr lesen: Mehr Speicher für Sicherheitskameras

  • Hanna Hennig wird Siemens-CIO

    Hanna Hennig wird Siemens-CIO

    Siemens bekommt zum Jahreswechsel eine neue IT-Chefin. Hanna Hennig, die von Osram zum Technologiekonzern stößt, soll dann das Amt von Helmuth Ludwig übernehmen.

    mehr lesen: Hanna Hennig wird Siemens-CIO

  • Bosch kündigt Technologiesprung an

    Bosch kündigt Technologiesprung an

    Neue Mikrochips aus Siliziumkarbid (SiC) sollen nach Angaben des Herstellers Bosch für einen Technologiesprung in der Elektromobilität sorgen. „Für Autofahrer bedeutet das sechs Prozent mehr Reichweite“, teilte Bosch-Geschäftsführer Harald Kröger…

    mehr lesen: Bosch kündigt Technologiesprung an

  • Gefasoft eröffnet neuen Firmensitz

    Gefasoft eröffnet neuen Firmensitz

    In Regensburg ist die neue Firmenzentrale von Gefasoft offiziell eingeweiht worden.

    mehr lesen: Gefasoft eröffnet neuen Firmensitz

  • 4. Verpackungstag

    4. Verpackungstag

    Auf dem 4. Verpackungstag in Marktheidenfeld am 6. November werden die neuesten Trends für Verpackungsmaschinen vorgestellt. Das Networking-Event der Verpackungstechnik findet diesmal im globalen Headquarter für Machine Solutions von Schneider…

    mehr lesen: 4. Verpackungstag