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03.04.2020 | Neuigkeiten

Verabschieden Sie sich von plötzlichen Ausfällen mit vorausschauender industrieller Wartung

Feldkirch, Österreich – 03. April, 2020

Der Einsatz von Condition Monitoring Systemen (CMS) zur Messung von Maschinenvibrationen, Temperaturen und Drücken hat in den letzten Jahrzehnten zugenommen. Aber erst durch die Integration von CMS in Automatisierungs- und Steuerungssysteme, entwickelte sich die Technologie wirklich zu einem integralen Bestandteil des modernen Maschinenbaus.


Bereits seit Beginn der Industrialisierung nutzten Menschen über Generationen die “Humansensorik“ um z.B. anhand von Geräuschen bei Geräten, Maschinen und Anlagen etwas über deren Zustand zu erfahren. Geräte und Sensoren zur Zustandsüberwachung kennt man noch nicht ganz so lange. Sogenannte Condition Monitoring Systeme (CMS) die beispielsweise mechanische Schwingungen, Temperaturen und Drücke erfassen sind aus dem vorigen Jahrhundert bekannt und seit einigen Jahrzehnten im Einsatz.

CMS wurde zunächst bei teuren und exklusiven Anwendungen eingesetzt wie z.B. für die Überwachung von Walzstraßen, Papiermaschinen und Dampfturbinen zur Stromerzeugung, um Maschinenschwingungen zu überwachen. Exklusiv war neben der Anwendung auch der Preis für solche Systeme. Das lag vor allem an der anspruchsvollen Aufgabe, die eine Aufzeichnung und Analyse von Schwingungssignalen mit sich bringt. Diese frühen Monitoring Systeme konnten Investitionen von mehreren 100.000€ erfordern.

Aktuelle Condition Monitoring Systeme können zur Zeit zwischen 20.000-50.000 Messwerte pro Sekunde von einem einzigen Sensor erfassen – bei mehreren Messstellen bedeutet das einige Mbit/s. Ermöglicht wurde diese Entwicklung durch den rasanten Anstieg von Rechnerleistung und Speicherkapazität von Industrie PCs und SPS bei gleichzeitig fallenden Preisen.

Als die noch junge Windbranche am Anfang des 21. Jahrhunderts gerade ihre ersten schmerzhaften Erfahrungen mit Schäden an Großlagern und Getrieben machte, welche eigentlich für eine konstruktive Lebensdauer von mind. 20 Jahren ausgelegt waren, entstand hier eine sehr spannende Anwendung für Condition Monitoring zur Fehlerfrüherkennung. Allerdings wurde auch schnell klar, dass hier CM-Systeme nicht 100.000 und auch nicht 20.000 € kosten durften. Gleichzeitig waren die Randbedingungen für den Einsatz der Systeme sehr anspruchsvoll: hohe Dynamik, variable Drehzahlen, weltweiter dezentraler Einsatz unter zumeist nicht stabilen Kommunikationsanbindungen. Glücklicherweise wurden in der Folge Lösungsbausteine und Tools geschaffen, die in Automatisierungssysteme integriert wurden und die technologischen und wirtschaftlichen Anforderungen berücksichtigten.

Die Spezialität der Bachmann Monitoring GmbH (1998 als my-sen GmbH gegründet) lag neben der Nutzung neuer Mikrotechnologien zur Sensorentwicklung auf der Schwingungsdiagnose extrem langsam laufender Maschinen- und Anlagenkomponenten. Die Bachmann Electronic GmbH ist ein globaler Anbieter von Automatisierungslösungen mit über 50 Jahren Erfahrung. Die Verschmelzung der CM-Technologie der Bachmann Monitoring GmbH mit der renommierten Bachmann-Automatisierungsplattform löst eine Vielzahl von Herausforderungen, denen sich Industriehersteller heute gegenübersehen.

Der Automatisierungsgrad ist in der gesamten Fertigungsindustrie kontinuierlich gestiegen. Maschinenbauer müssen die neueste Technologie bereitstellen, um auf dem globalen Markt wettbewerbsfähig zu bleiben. Da Maschinenhersteller mit sinkenden Verkaufsmargen für neue Systeme und Maschinen konfrontiert sind, müssen sie außerdem ein höheres Maß an After-Sales und Kundenservice bieten. Kunden erwarten neben einer hohen Verfügbarkeit eine andauernde Prozess- und Qualitätsoptimierung.

Die Integration eines Condition Monitoring Systems ist ein wichtiger Schritt zur Lösung der oben genannten Herausforderungen.

Die Hauptvorteile eines integrierten Systems von Bachmann:

  1. Zugang zu allen möglichen Interfaces und Übertragungsprotokollen
  2. Zugang zu den wichtigsten Prozessgrößen und Steigerung der Diagnosesicherheit
  3. Hochverfügbarkeit des Messsystems, auf Basis hoch verfügbarer Steuerungstechnologie
  4. Verbesserte IT-Sicherheit durch layer-basierte Sicherheitsarchitektur
  5. Möglicher Aufbau flexibler Topologien (Einbindung weiterer messtechnischer Subsysteme mit gleichzeitiger Verringerung der Komplexität)
  6. Wesentliche Fortschritte bei der vorausschauenden Wartung durch Big Data, die zu neuen Möglichkeiten im Asset Management führen


Zukünftig werden wir mechanisches Condition Monitoring mit elektrischem CM verbinden und damit das Condition Monitoring noch globaler fassen. Die „Bachmann-Welt“ der Automatisierung ist modular aufgebaut und basiert auf robusten, hochverfügbaren Automatisierungstechnologien.

Die vorhandenen Vibrationssensor-Eingangsmodule (AIC214 und AIC206) können vollständig in die Steuerung integriert werden. Zusätzlich können mit dem hochflexiblen universellen I/O-Modul von Bachmann für digitale und analoge Signaleingänge, dem GIO212, eine Vielzahl zusätzlicher Sensoren angebunden werden. Dies ermöglicht die Überwachung anderer, vibrationsfreier Maschinenparameter, welche ebenfalls einen hohen Diagnosewert darstellen.

Wenn die elektrische Überwachung eine wichtige Rolle spielt, kann ein Bachmann-Netzmess- und Schutzmodul (GMP) integriert werden, um kritische Generator- und Netzschutzfunktionen wie Netzoberwellen und Stromqualität zu überwachen.

Die genannten Module befinden sich alle auf einer Backplane und benötigen nur noch ein zentrales CPU M1 Modul zur Verbindung  zu einem multifunktionalen Messsystem; basierend auf robuster und damit hochverfügbarer Automatisierungstechnik. Gerade diese Anforderungen nach Robustheit und Hochverfügbarkeit finden sich im besonderen Maße auch bei vielen industriellen Anwendungen.

Potenziale für Wertschöpfung und Produktentwicklung

Neben all den sicherlich wichtigen technischen Aspekten sind es aber vor allem Fragen nach dem richtigen Geschäftsmodellen und nach einer durchgängigen Prozessgestaltung, die für den erfolgreichen Einsatz der Condition Monitoring Technologie entscheidend sind, denn die Ergebnisse von Messungen können entweder als Datenmüll oder als wertige Information in einem Serviceprozess münden.

Die Analyse der verfügbaren Daten kann als Basis für neue Ansätze im bestehenden Geschäft genutzt werden z.B. durch die Optimierung des Angebots von Service- und Verschleißteilpaketen, höheren Sicherheiten bei Verfügbarkeitszusagen und der Garantieabwicklung sowie der Weiterentwicklung von Produktionsanlagen. Ein hohes Einsparpotenzial bei den Logistikkosten soll nur an dieser Stelle einen Abschluss der Aufzählung der Chancen durch den Einsatz von Condition Monitoring Systemen bilden.

Darüber hinaus ergeben sich naturgemäß weiter vielfältige Perspektiven die abhängig von der jeweiligen Branche und dem Geschäftsmodellen sind. Bei der Nutzung aller Potenziale von CMS stehen am Ende zufriedene Kunden und eine höhere Wertschöpfung. Und welches Unternehmen könnte hierauf verzichten?

 

https://www.bachmann.info/produkte/condition-monitoring-system/