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O+P Fluidtechnik 10/2016

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O+P Fluidtechnik 10/2016

PREDICTIVE MAINTENANCE

PREDICTIVE MAINTENANCE WARTUNG PER APP Eng umlagert war auf der Sonderausstellung stets der Stand der IBG Robotronic GmbH aus Neuenrade, auf der Software-Entwickler Selim Gökbas demonstrierte, wie sich ein Roboter per Tablet und Android-App steuern und überwachen lässt. „Wir haben Predictive Maintenance in eine 3D-Benutzerschnittstelle - eine sogenannte HMI – integriert, mit der sich in Echtzeit alle Daten erfassen lassen“, betonte Gökbas. „Die App bildet die Roboterbewegung und die Sensorik der zu überwachenden Bauteile daher auch in Echtzeit ab.“ Die App meldet dem Anwender beim Klicken den aktuellen Status der Bauteile: So erfahre er bei einem gestörten Spannsystem, wie viele Hübe es gemacht hat und wie es zur Funktionsstörung kam. Die App informiert außerdem den Instandhalter der Anlage per Email oder SMS, das der Spanner ausgefallen ist. Doch wie reagiert das System auf Totalausfälle, die eine sofortige Aktion erfordern? „In diesem Fall kann der Anwender Lagerbestände abfragen, um nach einem Ersatzteil zu suchen“, erklärte Gökbas. „Wir denken sogar an eine Lösung, bei der sich die Maschine selbst ein Ersatzteil bestellt. Doch da gilt es noch rechtliche Fragen zu klären: Wer haftet beispielsweise dafür, wenn eine Maschine ein Bauteil bestellt, das dann doch nicht gebraucht wird?“ Es lassen sich aber auch Bedienungsanleitungen im System hinterlegen, die dem Instandhalter die Demontage des defekten Bauteils anhand einer 3D-Anleitung erklären. MODULARE SOFTWARE ZUR VORAUSSCHAUENDEN WARTUNG „Industry 4.0 ready“ ist auch die modulare Handhabungsplattform der Festo AG & Co. KG aus Esslingen, die sich mit spezifischen Front-Ends, Kameras, Sensoren und Schaltschrank erweitern lässt. Zu den Einsatzgebieten zählen Anwendungen mit höchsten Anforderungen an die Verfügbarkeit wie Schrauben, Testen oder Stapeln. „Wir zeigen nach den pneumatischen Lösungen der letzten Jahre, dass Festo auch das Geschäftsfeld elektrische Antriebe bedient“, stellte der Leiter Systems Engineering Dr. Jan Bredau fest. „Wir demonstrieren an einer typischen kleinen Handling-Anwendung für Großserienproduktion, warum man Condition Monitoring zwingend braucht, um die Verfügbarkeit der Anlage zu gewährleisten.“ Das Unternehmen setzt dabei auf vorgefertigte Software-Bausteine zur vorbeugenden Wartung nach dem Einheitsblatt VDMA 24582: Wenn der Kunde diese Bausteine für Diagnose und Condition-Monitoring einsetzt, kann er damit durchgängig und feldbusneutral arbeiten. Dr. Bredau: „Das fängt schon ganz einfach mit den einheitlichen Statusmeldungen in den gleichen Farben an.“ Diesen Abschied von proprietären Systemen hin zu offenen Standards sieht er als einen wichtigen, neuen Trend bei Predictive Maintenance an. CLOUD-BASIERTE WARNMELDUNGEN MENSCHEN UND MÄRKTE Auf den Kundennutzen 4.0 setzt ein direkter Nachbar der Hannover- Messe: Die Aventics GmbH aus Laatzen präsentierte Pneumatik mit „Industry 4.0 ready“. Den Praxisnutzen demonstrierte Ernst Georg Tesch vom Aventics-Vertrieb Pneumatics Deutschland Region Nordost aus Langenhagen anhand von Anwendungsbeispielen. So führte der Vertriebsmanager vor, wie sich ein komplettes Pneumatiksystem überwachen lässt. Tesch: „Der Anwender gibt eine direkte Zykluszeit vor, um diese zu überwachen. Wenn das Zeitverhalten der Maschine von dieser Zykluszeit zu sehr abweicht, wird eine Meldung generiert. Diese Information kann dann über eine interne als auch externe Cloud abgerufen werden.“ Anhand dieser Info kann der Maschinenbauer ableiten, wann beispielweise eine Wartung geplant werden sollte. Damit werden ungeplante Anlagenstillstände vermieden und die Anlagenverfügbarkeit deutlich erhöht. Die Vorgehensweise demonstrierte Tesch in Hannover an einem kolbenstangenlosen Pneumatikzylinder mit einer bereits verschlissenen, hydraulischen Dämpfung. „Das Wartungspersonal könnte per SMS oder Email über den zu schnell arbeitenden Zylinder informiert und zum Austausch der Dämpfung aufgefordert werden“, erläuterte Tesch. Tesch weiter: „Wir haben es bei unserem System beispielsweise so eingestellt, dass die Meldung erst dann ausgelöst wird, wenn der Wert der Geschwindigkeit dauerhaft den definierten Bereich verlässt.“ Jeder Maschinenbauer kann sich die Werte in seiner Cloud individuell einstellen.“ So können frühzeitig optimierende Maßnahmen ergriffen werden. Auch bei der Luftaufbereitung und speziell bei der Luftmengenmessung können zusätzliche Informationen in Sachen Predictive Maintenance erzeugt werden. Dabei arbeiten die Pneumatikexperten eng mit der ifm electronic GmbH aus Essen zusammen. Ziel der gemeinsamen Aktionen ist es, alle Daten vollständig, sicher und unabhängig von der Maschinensteuerung online zu überwachen und zu analysieren, um so den Kundennutzen zu steigern. Durch die direkte Kommunikation der Sensor- und Pneumatik-Systeme können die Zustandsdaten der Maschine, beispielsweise der aktuelle Energieverbrauch, effektiver als bislang überwacht werden. 30 O+P Fluidtechnik 10/2016

PREDICTIVE MAINTENANCE INTELLIGENTES WINDGETRIEBE DER NÄCHSTEN GENERATION Zu den Pionieren der vorbeugenden Instandhaltung zählen die Hersteller von großen Getrieben, die bereits im Jahr 2005 auf der ersten VDMA-Gemeinschaftsausstellung zum Condition Monitoring in Hannover von der Versicherung Allianz zertifizierte Online-Monitoring-Systeme für Komponenten in Windenergieanlagen (WEA) präsentierten. Im Zeichen von Predictive Maintenance stellte nun die ZF Friedrichshafen AG auf der Sonderausstellung als Weiterentwicklung das intelligente Windgetriebe vor, in dem laut Firmenaussage moderne Sensorik und Datenanalyse die Effizienz und Zuverlässigkeit von Windenergieanlagen erhöht. „Das integrierte Drehmomentmesssystem und das aktive Torque-Kontrollsystem ermöglichen dynamische Lastüberwachung und aktive Drehmomentregelung“, berichtete Dipl.-Ing. Marton Kurucz aus der Vorentwicklung der ZF Friedrichshafen AG. „Ein Telemetriesystem wie Openmatics kann die Daten in unsere Cloud weiterleiten. Anschließend werden die Daten entweder von unseren Experten oder durch entsprechende Algorithmen analysiert und ausgewertet.“ Anhand dieser Bewertung erfährt der Anwender, ob die Windenergieanlage optimal läuft, eine Anpassung der Parameter ansteht oder Wartung nötig ist. Hinzu kommt eine spezielle Form der Schwingungsüberwachung, die das Kontrollieren des Zustandes der einzelnen mechanischen Elemente des Windgetriebes erlaubt. Dank der intelligenten Lastüberwachung lassen sich gleichzeitig Leistung und Getriebelebensdauer erhöhen. „Wir messen das Drehmoment sehr hoch aufgelöst“, ergänzte Dr.-Ing. Andreas Vath, Projektleiter Simulation Windenergie bei der ZF Industrieantriebe Witten GmbH aus Lohr am Main „Wir können nun die Dynamik des Windes erfassen, um dann die Anlage mit Hilfe des Generators innerhalb kurzer Zeit so zu steuern, dass die Belastung sinkt.“ HYDRAULIKÖL IN DER HYDRAULIKANLAGE IST WIE BLUT IM MENSCH- LICHEN KÖRPER: DIE ANALYSE BRINGT WICHTIGE ERKENNTNISSE ÜBER DEN GESAMT- ZUSTAND Christian H. Kienzle, CEO ARGO-HYTOS Group DATA-MINING-SYSTEME SCHNELLER AUFBAUEN Mathematisch analytische Arbeitsweise ist auch eine Spezialität der Warwick Analytical Software Ltd aus London, einem Spin-off der Universität Warwick. „Wir haben Algorithmen für die automatische Datenanalyse und Vorhersage entwickelt, die bereits in führenden Branchen wie Luftfahrt- und Automobilindustrie zum Einsatz kommt“, berichtete Geschäftsführer Dan Somers. „Der größte Vorteil besteht in der automatischen Bewertung sehr heterogener Informationen im Big Data-Format.“ Mit den Algorithmen entsteht innerhalb kurzer Zeit maßgeschneiderte Analysesoftware für Predictive Maintenance. Somers: „Wir schafften den Aufbau eines komplexen Data-Mining-Systems innerhalb von zwei Wochen, sonst dauert es in der Regel sechs Monate.“ Warwick Analytics verwendete dabei ihre Automated Information Retrieval (AIR) Software, um sowohl den Freitext als auch strukturierten Text aus verschiedenen Quellen (etwa aus dem ERP-System) in strukturierte Daten für Analysezwecke zu wandeln. Für Experten: AIR verändert die Regeln und verwendet einen Top-Down-Ansatz ohne Annahmen. AUSFÄLLE MONATE IM VORAUS PROGNOSTIZIEREN Direkt neben der Sonderausstellung führten weitere Firmen und ein Fraunhofer-Institut ebenfalls Predictive Maintenance-Lösungen vor: „Scalable Condition Monitoring“ - Maschinenüberwachung, die sich auf Kundenbedürfnisse anpassen lässt - ist eine Spezialität der deutsch-dänischen Brüel & Kjær Vibro GmbH mit Sitz in Darmstadt und Kopenhagen. Sie hat ein Verfahren entwickelt, mit dem sich ein bestehendes Maschinenschutzsystem schnell und einfach mit Condition Monitoring aufrüsten lässt. Mit dieser Technik lässt sich das Verhalten von allen rotierenden mechanischen Systemen erfassen. „Doch das für uns wichtigste Thema ist Industrie 4.0“, sagte Produktmanager Sven Kiekbusch. „Unsere Condition Monitoring-Systeme schicken die Daten an eine Cloud, von wo sie per Fernzugriff von unseren Ingenieuren oder vom Kunden ausgewertet werden.“ Sehr intelligente Messwerterfassung und Onboard-Diagnose ermöglicht ein Messsystem mit 16 Kanälen. Mit diesem werden beispielsweise schon über 8000 Windturbinen und Antriebsstränge remote überwacht. Der Betreiber hat dabei Zugriff auf Aufzeichnungen und Analysen aus der gesamten Laufzeit der Maschine. Dank dieser Datenhistorie konnte die Vorhersagequalität deutlich verbessert werden. „Wir können nun den Ausfall eines Getriebes bis zu neun Monate vorher prognostizieren – also lange, bevor überhaupt ein erster Fehler auftritt“, so Kiekbusch. „Das Messsystem sowie die Messverfahren (Deskriptoren) werden durch permanente Messungen und Analysen im laufenden Betrieb verbessert.“ O+P Fluidtechnik 10/2016 31

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