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Gegen Ausfälle gewappnet

04. August 2021, 09:41 Uhr   |  Andrea Gillhuber

Gegen Ausfälle gewappnet
© Weidmüller

Die Belüftungsanlage der Weidmüller Galvanik in Detmold. Am Motor des Gebläses wurde der Sensor ‚u-sense vibration‘ nachgerüstet und überträgt die Schwingungsdaten direkt ins IIoT. Der Sensor ‚u-sense energy‘ erfasst die Energiedaten des Lüftersystems.

Bei der Überwachung der hauseigenen Lüftungsanlagen für Galvanik setzt Weidmüller auf Eigenentwicklungen: Die Leistungsparameter werden von den Sensoren ‚u-sense vibration‘ und ‚energy direkt‘ und mit der KI-Software ‚Industrial AutoML‘ analysiert.

Die Digitalisierung macht Produktionsanlagen transparent: Verborgene Potenziale werden ebenso leicht erkannt wie sich abzeichnende Fehlfunk-tionen im frühesten Stadium. Effizienz und Anlagenverfügbarkeit lassen sich damit in einem Maß steigern, das noch vor wenigen Jahren unerreichbar schien. Dabei nimmt die Menge an gesammelten Daten kontinuierlich zu.

Bei modernen Anlagen wird bisher nur ein Bruchteil davon gezielt ausgewertet. Ältere Anlagen sind meist nicht digitalisiert und Daten können zum Teil noch nicht einmal erfasst werden. Mit den richtigen Maßnahmen lassen sich allerdings auch bestehende Anlagen wirtschaftlich nachrüsten, wie das Beispiel Elektromotoren zeigt. Diese werden regelmäßig geprüft und gewartet, um ungeplanten Anlagenstillständen vorzubeugen – oft rein manuell, manchmal auch per Condition Monitoring auf Steuerungsebene. Mit u-sense bietet Weidmüller nun eine retrofitfähige Lösung, um die Motorüberwachung in kürzester Zeit direkt ins IIoT zu integrieren. Darüber hinaus lassen sich damit die Daten der Altanlagen in die Entwicklung von Machine-Learning-Modellen (ML-Modelle) einbinden.

Rotierende Geräte wie Motoren, Pumpen oder Getriebe sind millionenfach in Produktionsanlagen zu finden. Je nach Belastung verschleißen sie unterschiedlich schnell. Will man kostspielige Ausfälle vermeiden, müssen die Geräte sorgfältig überwacht werden – was ebenso Kosten verursacht. Besonders gilt dies für manuelle Prüfungen. Effizienter wäre hier die Einbindung der Daten in ein Analyse-Tool.

Auf das eigene Machine-Learning-Tool AutoML und die retrofitfähige Lösung u-sense setzt das Unternehmen Weidmüller beim Belüftungssystem seiner Galvanik-Anlage. Die smarte Überwachung der Ventilatoren sowie die Daten-Analyse mit dem Tool Industrial AutoML sorgen für saubere Luft in galvanischen Prozessen. Dafür befinden sich auf dem Dach der Galvanik mehrere Ventilatoren. Bisher wurden die Daten beziehungsweise der Zustand der Lüfter nicht digital erfasst. Zur Wartung und Kontrolle musste man der Galvanik – im wahrsten Sinne des Wortes – aufs Dach steigen. Um die Ventilatoren in den digitalen Prozess einzubinden, wurden sie mit dem universellen Stromsensor u-sense energy drives und dem Vibrationssensor u-sense vibration nachgerüstet. Beide Geräte enthalten Sensoren und sind durch robuste Gehäuse sowie eine industrietaugliche Anschluss- und Kommunikationstechnik für die maschinennahe Montage geeignet.

Erfassung aller relevanten Stromdaten

Der u-sense energy drives wurde in der Zuleitung montiert und erfasst alle relevanten elektrischen Zustände des Motors. Dabei kommen industrieübliche Sensoren zum Einsatz, die den Strom und Spannungsverlauf mit einer Genauigkeit von 3 % bei einer Abtastrate von 1 kHz erfassen. Über digitale und analoge Eingänge lassen sich bei Bedarf weitere Sensoren integrieren. Ein Control-Modul verarbeitet die erfassten Zustände und digitalisiert diese, sodass sowohl direkt gemessene als auch berechnete, elektrische Größen digitalisiert werden. Damit stehen nicht nur Messwerte für Spannung und Ströme aller Phasen, sondern beispielsweise auch Wirk- und Blindleistung, Schaltzyklen oder Betriebsstunden zur Verfügung. Die erfassten Stromwerte des Lüfters fließen als Trainingsdaten in die Industrial-AutoML-Software ein.

Außerdem verraten Vibrationen viel über den Zustand eines Antriebes, daher wurde der Smart Sensor u-sense vibration installiert. Die Übertragung erfolgt per Bluetooth Low Energy (BLE) 5.0. Als Stromversorgung dient eine auswechselbare AA-Batterie. Da die Übertragung per BLE und damit energiesparend erfolgt, sind Standzeiten von bis zu zwei Jahren möglich.

Gerade bei den Abluftgebläsen für die Galvanik gibt es viele Verschleißteile, zum Beispiel die Motoren oder die Antriebs-riemen, die letztendlich den sogenannten Impeller antreiben. Das Gebläse saugt über eine spezielle Filteranlage die Luft aus der Galvanik und sorgt so für einen regelmäßigen Luftaustausch. Die dabei zum Einsatz kommende Filtertechnik entspricht den neuesten Umweltkriterien. Das Abluftgebläse wiederum ist mit einer Manschette am Gebäude angebunden, welche eine entsprechende Dichtigkeit garantieren muss.

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1. Gegen Ausfälle gewappnet
2. Von der reaktiven zur vorrausschauenden Wartung

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