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Condition Monitoring Den Ölkreislauf mit Sensoren vorausschauend überwachen

| Redakteur: Rebecca Vogt

Mit den bidirektionalen Sensoren von Bühler Technologies lassen sich im Ölkreislauf Druck, Füllstand, Temperatur, Feuchte und Filterverschmutzung erfassen. Auf diese Weise wird eine vorausschauende Instandhaltung (Predictive Maintenance) im Sinne der Industrie 4.0 möglich.

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Durch das abgebildete Multifunktionsterminal werden Füllstand und Temperatur erfasst. Gleichzeitig wird durch die Erfassung des Druckverlustes der Filter überwacht.
Durch das abgebildete Multifunktionsterminal werden Füllstand und Temperatur erfasst. Gleichzeitig wird durch die Erfassung des Druckverlustes der Filter überwacht.
(Bild: Bühler Technologies)

Hydraulikanlagen und Ölversorgungssysteme von Getrieben können bereits durch die Erfassung einiger Betriebsdaten mit höherer Verfügbarkeit betreiben werden. Will man in der Instandhaltung vorausschauend arbeiten, sind Informationen über den Füllstand, die Temperatur, den Druck, den Filterzustand und das Vorliegen von Feuchte oder Wasser im System wichtig. Diese Werte können bei der Entscheidung über vorbeugende Instandhaltungsmaßnahmen helfen.

Wartungsbedarf genau vorhersagen

Jedoch sollten die Werte in geeigneter Weise aufgenommen und an ein Überwachungssystem übertragen werden, heißt es von Bühler Technologies. Beispielsweise sei der Füllstand als kontinuierlich anstehendes Signal elektronisch zu erfassen. Wird eine vorgegebene Spanne des Pendelvolumens (Sicherheitsreserve) über- oder unterschritten, sendet der Sensor eine Meldung.

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Auch die kontinuierliche Überwachung des Füllstands sei möglich, um Trends zu erkennen und so etwa einen Wartungsbedarf zuverlässig vorherzusagen. Durch die Überwachung des Temperaturverlaufs indes lasse sich eine Vorhersage über die verbleibende Lebensdauer des Öls machen.

Feuchte vor der Sättigungsgrenze erkennen

Dass in Hydrauliksystemen ein ausreichender Systemdruck vorherrscht, lasse sich über Drucksensoren sicherstellen. Zudem könne es in Schmieranlagen sinnvoll sein, den Druckverlauf an bestimmten Lagerstellen zu verfolgen. Beobachtet man zum Beispiel signifikante Abweichungen, können Schäden vorbeugend verhindert werden, heißt es.

Vor allem bei Anwendungen, bei denen die Gefahr besteht, dass Feuchte oder Wasser in das Öl eindringen, sollten außerdem Sensoren zur Feuchtemessung eingesetzt werden. Diese melden laut Hersteller die Feuchte bereits bevor die Sättigungsgrenze erreicht ist. Für das Condition Monitoring könne man diese Größe zur Beurteilung der Nutzungsdauer des Öls heranziehen.

Filterelemente vor Schäden schützen

Ebenfalls relevant im Bereich der Predictive Maintenance ist die Überwachung der Filter. Hier spielt die Schmutzaufnahmekapazität eine entscheidende Rolle – also die Masse der Schmutzpartikel, die ein Filterelement in einem Betriebsfenster aufnehmen kann. Sie soll möglichst voll ausgeschöpft werden, um eine hohe Wirtschaftlichkeit zu erreichen.

Das Betriebsfenster wird durch den maximal zulässigen Druckverlust über das Element definiert. Überschreitet man es erheblich, werden die Filterelemente geschädigt. Ein Verschmutzungsanzeiger soll das verhindern. Genau genommen meldet dieser den ansteigenden Druckverlust durch weitgehende Erschöpfung der Schmutzaufnahmekapazität.

Zu beachten sei dabei, dass es gerade beim Anfahren von Systemen häufig zu Fehlermeldungen wie „Filter voll“ komme, welche aus Viskositätsänderungen infolge von Temperaturschwankungen resultierten.

Verlauf des Druckverlusts und Betriebstemperatur verbinden

Um Filterelemente möglichst wirtschaftlich zu nutzen, sollten laut Bühler Technologies Druckverlustverlauf und Betriebstemperatur in eine Verbindung zueinander gebracht werden. Die über den gesamten Betriebszeitraum gespeicherten Kurvenverläufe beider Werte erlaubten es, das relevante Signal der Filterüberwachung zu bestimmen. Es liegt spätestens dort auf der Zeitachse, wo die gewünschte Betriebstemperatur dauerhaft erreicht ist.

Aus dem Abgleich der über einen längeren Betriebszeitraum gespeicherten Druckverlust-Verlaufskurven könnten zudem weitere Vorteile für das Condition Monitoring entstehen. So ließe sich etwa der Verschleiß diagnostizieren.

Auf dem Weg zur Predictive Maintenance

Stütze man sich bei den genannten Methoden auf Sensoren, die bidirektional mit einem Zentralsystem kommunizieren können, erhalte man zusätzliche Einflussmöglichkeiten: Der Anwender könne im Reparaturfall Sensoren parametrieren, Schwellwerte zentral steuern oder auch den Arbeitsdruck justieren.

Durch die Verknüpfung der betriebsrelevanten Informationen, die man über die smarte Sensorik erhält, könne der Anwender von vorbeugender zu vorausschauender Instandhaltung kommen. Hier werden Öl oder Bauteile nicht mehr prophylaktisch gewechselt, sondern dann, wenn es nötig ist.

Der Betreiber erlange insgesamt ein tieferes Verständnis vom Zusammenwirken der einzelnen Konstruktionselemente wie Pumpen, Ventile, Öl, Leitungen oder etwa Filter. So gelingt laut Bühler Technologies ein Schritt in Richtung Industrie 4.0, denn systematisches Condition Monitoring sei die Voraussetzung für die autonome Verknüpfung von Produktionseinrichtungen.

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