Suchen

Produktetrend

Zustandsüberwachung von Antrieben und Anlagen

| Autor: Simone Käfer

Vorausschauende Wartung wird immer wichtiger, denn sie spart Instandhaltungskosten. Aber auch außerhalb der Industrie ist Zustandsüberwachung ein Thema. Deswegen berichten wir heute über einen Rennantrieb, eine Cloud und eine Anlagenüberwachung.

Firmen zum Thema

Auch ein Rennwagen benötigt eine moderne Zustandsüberwachung. Ferrari setzt dabei auf ein System von SKF.
Auch ein Rennwagen benötigt eine moderne Zustandsüberwachung. Ferrari setzt dabei auf ein System von SKF.
(Bild: SKF)

Ein neuer Motor und ein Update für die Prüfkammern, mit denen das Vibrationsverhalten der Antriebskomponenten noch nicht kontinuierlich überwacht wurde, führten zu neuen Testanlagen. Die Prüfstände im Rennstall von Ferrari dienen unter anderem dazu, die Antriebe der Rennwagen an ihre absoluten Belastungsgrenzen zu treiben. Bereits seit 1947 arbeitet die Scuderia mit SKF zusammen, allerdings ging es bisher um Racing-Lager. Doch fand man im Bereich Windenergie das passende System zur Zustandsüberwachung des Antriebssystems der Rennwagen: die IMX-Plattform von SKF samt Software @ptitude Observer. IMX bietet Zustandsüberwachung, Anlagenschutz und vorbeugende Instandhaltungsplanung in Echtzeit. Die Software musste für Ferrari weiterentwickelt werden, denn Windenergieanlagen benötigen weniger Datenmengen, weniger Kanäle und weniger Rechenoperationen beziehungsweise -geschwindigkeiten.

Eine spezielle Version des Online-Zustandsüberwachungssystems Multilog IMX-T von SKF verhilft der Scuderia Ferrari zu einer höheren Effizienz ihrer Prüfeinrichtung.
Eine spezielle Version des Online-Zustandsüberwachungssystems Multilog IMX-T von SKF verhilft der Scuderia Ferrari zu einer höheren Effizienz ihrer Prüfeinrichtung.
(Bild: SKF)

Der Scuderia schwebte ein integriertes System vor, das bei hochfrequenten Vibrationstests einzelne Elemente des Prüflings überwachen kann. Um die IMX-Plattform an das Volumen und die Geschwindigkeit des dabei anfallenden Datenstroms anzupassen, konzipierte SKF eine erweiterte Lösung. Dazu ge hörte unter anderem zusätzliche Hardware, die in die bereits vorhandene Infrastruktur zu integrieren war.

Tuning für die Überwachungsplattform

Dabei mussten die Experten darauf achten, dass sich auch das gesamte, neu geschnürte Hardwarepaket über dieselbe Oberfläche steuern lässt: Den Prüf­ingenieuren der Scuderia war sehr daran gelegen, beispielsweise Messungen zu starten oder auch Ergebnisse anzeigen lassen zu können, ohne dafür ständig zwischen verschiedenartigsten Applikationen oder Geräten wechseln zu müssen. Zudem wünschte sich das Team ein erweiterbares System mit regelmäßigen Updates, bis zu 30 zusätzliche Sensoren und die Möglichkeit, Routineberechnungen in kurzen Zyklen durchzuführen.

Inzwischen verarbeitet die „getunte“ Plattform bis zu 100.000 Messungen pro Sekunde. Sie kann komplexe Analysen vornehmen und die Ergebnisse an das Telemetriesystem schicken, sodass die Entwicklungsingenieure in der Lage sind, den Status des Antriebs online zu überprüfen. Angesichts der enormen Datenmengen sind die Berechnungs- und Übertragungsgeschwindigkeiten des Systems dabei von entscheidender Bedeutung: Die SKF Software @ptitude Observer fasst die Beobachtungen zehn bis zwanzig Mal pro Sekunde zu überschaubaren Ergebnissen zusammen.

Ergänzendes zum Thema
Anwenderblick
Drei Fragen an den Anwender

Mario Kuluridis ist Teamleiter für Prüfanlagen sowie die mechanische und hydraulische Entwicklung in der Testabteilung für Antriebssysteme bei der Scuderia Ferrari. 2013 nahm Ferrari das auf seine speziellen Bedürfnisse zugeschnittene Prüfsystem von SKF erstmals in Betrieb. Kuluridis spricht über die Gründe des Wechsels und die Erfahrungen mit dem neuen System.

Mario Kuluridis, Teamleiter für Prüfanlagen bei Scuderia Ferrari: „Wir haben Schäden und Ausfallzeiten spürbar reduziert.”
Mario Kuluridis, Teamleiter für Prüfanlagen bei Scuderia Ferrari: „Wir haben Schäden und Ausfallzeiten spürbar reduziert.”
( Bild: SKF )

Nicht nur das neue regelkonforme Antriebskonzept aus 1,6-l-V6-Turbo mit Elektromotor und Rückgewinnung veranlasste Sie dazu, Ihr Prüfsystem zu erneuern. Was war denn das Problem mit Ihren bestehenden Prüfkammern?

Wir mussten wirklich zu jeder einzelnen Prüfkammer hingehen, um uns anzuschauen, was genau dort vor sich geht. Ein Onlinecheck von hochfrequenten Daten in Echtzeit war schlicht nicht möglich. Dadurch war die Fehlersuche zu langsam. Außerdem ließen sich so keine Prognosen über die Lebensdauer von Komponenten auf Basis von Trendwerten erstellen.

Warum war es Ihnen so wichtig, dass die Ergebnisse auf einen Blick überschaubar dargestellt werden, und das in Echtzeit?

Das hilft dem Team, sich auf Resultate statt auf Daten zu konzentrieren. Sobald wir gewisse Unregelmäßigkeiten feststellen, tauschen wir das problematische Teil aus. Danach können wir sofort weitermachen. Dadurch haben wir Schäden und Ausfallzeiten spürbar reduziert.

Sie arbeiten schon sehr lange mit SKF zusammen. Hat das die Anpassung des für Windanlagen gedachten Systems an Ihre Ansprüche erleichtert?

Die Tatsache, dass SKF nicht nur ein offizieller Lieferant, sondern vielmehr ein echter Partner ist, war ein Garant für die erfolgreiche Anpassung an unsere Anforderungen.

Den Prüfingenieuren zufolge liegen die Vorteile auf der Hand: Jetzt lassen sich die Vorgänge in den einzelnen Prüfkammern in Echtzeit beobachten. Außerdem ermöglichen speziell für die Plattform entwickelte Analyseverfahren und Diagnosen die Identifizierung und Behebung potenzieller Probleme, bevor daraus kostspielige Stillstände werden. Anders ausgedrückt: Da Schäden zu Verlusten einzelner Antriebskomponenten oder im schlimmsten Fall des gesamten Prüflings führen könnten, erhöht das neue „Frühwarnsystem“ die Effizienz der kompletten Prüfeinrichtung.

Antriebsdiagnose in der Cloud

Systeme für die Fertigungsindustrie setzten hingegen auf eine integrierte Überwachung. So hat der Antriebshersteller Nord Drivesystems kürzlich erst seine Cloud-Lösung zur Fernüberwachung und Analyse von Antriebsverhalten vorgestellt. Um Echtzeitdaten zu erhalten, werden Frequenzumrichter und Motorstarter über Profinet angesteuert. Sie verschicken die Zustandsdaten in UDP-Paketen mit auf der Busleitung, ohne die Steuerungskommunikation zu beeinträchtigen. Die Daten lassen sich für Energiemanagement und Fernwartung auswerten, ebenso für Überlastung und Fehlerzustände, aber auch die aktuelle Öltemperaturen wird angezeigt.

Systemlösung von Weidmüller: Mit dem U-Link soll durch schnellere Fernwartung die Maschinen- und Anlagenverfügbarkeit erhöht werden.
Systemlösung von Weidmüller: Mit dem U-Link soll durch schnellere Fernwartung die Maschinen- und Anlagenverfügbarkeit erhöht werden.
(Bild: Weidmüller)

Zustandsüberwachung für Anlagen

Für ganze Maschinen bietet Weidmüller das webbasierte Fernwartungssystem U-Link. Die Lösung vereinfache die Fernwartung und erhöhe die Anlagenproduktivität durch einen beschleunigten Service. Dem sicheren Remote-Zugang diene ein Webportal mit integriertem VPN-Rendezvous-Server in Deutschland, ein Router mit integrierter SPI-Firewall (stateful inspection), die Authentifizierung durch x.509-basierte Zertifikate (Open VPN mit SSL-Verschlüsselung) und die manuelle Zugriffsfreigabe an der Maschine. Außerdem sei U-link nicht limitiert. Das heißt, das System lässt sich an veränderte Situationen und die fortschreitende Entwicklung anpassen.


Sie wollen Ihre Erfahrungen mit neuen Maschinen, neuer Software oder einem Servicedienstleister teilen? Dann werden Sie unser Produkttester der Woche! Schreiben Sie an: simone.kaefer@vogel.de

Dieser Beitrag ist urheberrechtlich geschützt. Sie wollen ihn für Ihre Zwecke verwenden? Kontaktieren Sie uns über: support.vogel.de (ID: 44824594)

Über den Autor

Simone Käfer

Simone Käfer

Redakteurin für Additive Fertigung, Werkstoffe und Materialfluss, Vogel Communications Group