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TU Chemnitz

Fit für den Industrie-4.0-Betrieb

22. Oktober 2020, 06:58 Uhr   |  Inka Krischke

Fit für den Industrie-4.0-Betrieb
© TU Chemnitz / Jacob Müller

Aus Alt mach Neu: Martin Folz von der Professur Fabrikplanung und Fabrikbetrieb testet eine mit Retrofit aufgerüstete Bandsäge.

Alte Maschinen und Anlagen müssen nicht zwangsläufig durch einen Neukauf ersetzt werden, sondern können nachgerüstet beziehungsweise einem ‚Upgrade‘ unterzogen werden. Mit Hilfe von Demonstratoren erläutert die TU Chemnitz das Wie eines Retrofit.

Der Begriff Retrofit setzt sich aus dem lateinischen Wort ‚retro‘ (rückwärts) und dem englischen Wort ‚fit‘ (anpassen) zusammen. Ein ‚Retrofit‘ ist beispielsweise eine bereits bestehende Maschine, die bezüglich aktueller Anforderungen verbessert beziehungsweise nachgerüstet wurde. »Gerade im gegenwärtigen Zeitalter von Industrie 4.0 und beim Thema Künstliche Intelligenz ist es wichtig, Daten von Bestandsanlagen zu erfassen und zu übertragen. Hierbei kann insbesondere Retrofit unterstützen«, sagt Martin Folz vom Mittelstand 4.0-Kompetenzzentrum Chemnitz, der an der Professur Fabrikplanung und Fabrikbetrieb der Technischen Universität Chemnitz tätig ist. Im Gegensatz zu einer Neuanschaffung vieler Maschinen sei der Retrofit einer Bestandsmaschine meist mit erheblichen Einsparungen bei der Investition verbunden, da die Mechanik einer Maschine im Vergleich zu der Kommunikations-, Steuerungs- oder Automatisierungstechnik deutlich langsamer altere. Durch den Retrofit veralteter Komponenten könne sich die Nutzungsdauer einer Maschine enorm verlängern. Zudem erhöhe sich durch die Ergänzung moderner Sensorik und Kommunikationsfähigkeit die Produktivität der Maschine.

Um die Retrofit-Methode in der Industrie bekannter zu machen, hat das Mittelstand 4.0-Kompetenzzentrum Chemnitz mehrere Demonstratoren in der Experimentier- und Digitalfabrik der TU Chemnitz entwickelt und zur Besichtigung ausgestellt. 

Bandsäge und Dampfmaschine ‚aufgepeppt‘

Dazu zählt eine Bandsäge, die mit Sensoren, einer SPS sowie einem Einplatinenrechner nachgerüstet wurde. Folz erläutert das Vorgehen: »Ein neu hinzugefügter Schaltschrank enthält eine Siemens-Steuerung, die die Sensorsignale verarbeitet und an einen Einplatinenrechner weitergibt. Auf diesem Rechner vom Typ Raspberry Pi läuft eine Serveranwendung. Sie stellt unter anderem die Visualisierung für das Bedien-Tablet zur Verfügung. Verschiedene Geräte können somit über einen Webbrowser auf nutzerzentrierte Informationen zugreifen.«

Auch eine Dampfmaschine wurde modernisiert. Deren Retrofit basiert auf den Anwendungsfällen ‚Condition Monitoring‘ und ‚Bedarfsgerechte Instandhaltung‘. Da die Lager der Dampfmaschine alle zehn Betriebsminuten geölt werden müssen, war ein wesentliches Ziel, die sichere Wartung in kurzen Abständen zu gewährleisten. Im ersten Schritt wurde dazu eine Lichtschranke angebracht, die zum einen die Drehzahl des Schwungrades aufnimmt und zum anderen bei laufendem Schwungrad Rückschlüsse auf die Betriebszeit erlaubt. Nach acht Minuten im Betrieb schaltet die Steuerung die Heizung der Dampfmaschine automatisiert ab. In den folgenden zwei Minuten kühlt der Kessel herunter und nach zehn Minuten erscheint im Display eine Meldung, die an die Wartung erinnert. Zusätzlich führt das Display Temperatur und Druck des Kessels auf – als Momentan-Werte sowie als Werte im Zeitverlauf. Durch diese erfassten Parameter ist ein Rückschluss auf die verschiedenen Betriebszustände möglich, in denen sich die Anlage befinden kann. Eine Signalleuchte visualisiert diese Betriebszustände. Sie werden zudem in Textform auf dem Display angezeigt und sind über das Netzwerk, in das die Dampfmaschine eingebunden ist, abrufbar.

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