Ein mobiles Monitoring-System soll als digitaler Helfer bei der Zustandsüberwachung von Maschinen und Anlagen fungieren. Wie das System Stillstände vermeidet, wie ein Mehrwert durch gezielt aufbereitete Daten entsteht und wie es um die Transparenz und Visualisierung bestellt ist, lesen Sie auf den folgenden beiden Seiten.

Balluff unterstützt mit seinem multifunktionalen Condition-Monitoring-Sensorsystem die Idee von Plug & Produce. Nur knapp zehn Minuten soll es dauern, um das intelligente System in Betrieb zu nehmen. Das System erfasst eine große Bandbreite an physikalischen Messgrößen: Vibration, Temperatur, Luftfeuchtigkeit oder Umgebungsdruck. Die Bestandteile: ein Condition-Monitoring-Sensor von Balluff, ein kommunikationsfähiges Gateway auf Basis von IO-Link, eine cloudbasierte Datenbank und ein Dashboard mit Konfigurationsmöglichkeiten für die visuelle Aufbereitung der Messwerte. „Die Inbetriebnahme geschieht völlig unabhängig von den informationstechnischen Herausforderungen, denen man sonst im eigenen Betrieb gegenübersteht“, erklärt Michael Wendling, Projektleiter Industrie 4.0 vom Switzerland Innovation Park Biel/Bienne (SIPBB).
Bei der Kooperation mit Balluff hat der Projektleiter die erste und zweite Generation des Systems umfassend getestet. Derzeit ist man gemeinsam mit Balluff dabei, weitere relevante Anwendungsbeispiele zu entwickeln. „Instandhalter müssen für das portable Überwachungssystem keine IT-Experten sein oder gar in bestehende IT-Systeme eingreifen, da die Daten per Mobilfunk direkt an die Cloud zur weiteren Verarbeitung übertragen werden. Die Implementierungszeit reduziert sich deshalb auf ein Minimum – ganz im Sinne eines Plug & Produce“, ergänzt Robert Tilch als zuständiger Programm-Manager bei Balluff.

Stillstände verhindern

Mit ihren Komponenten tragen Condition-Monitoring-Systeme dazu bei, einen effizienten und störungsfreien Betrieb von Maschinen und Anlagen in der Industrie zu garantieren. Sensoren liefern Daten über den jeweiligen Zustand und verhindern Störungen im Produktionsprozess durch ungeplante Stillstände. Das Ergebnis der kontinuierlichen Zustandsüberwachung: Veränderungen – wie beispielsweise die Abnutzung einzelner Komponenten – können schneller erkannt werden, die Maschinenwartung wird besser und zuverlässig koordiniert.

Mehrwert durch Datenaufbereitung

Dass sich die erfassten Daten mit dem portablen Condition-Monitoring-System über einen längeren Zeitraum anzeigen lassen, ist für Wendling ein weiterer großer Vorteil. Das klingt zunächst trivial, damit hat es aber eine besondere Bewandtnis: „Einen einzelnen Wert zu visualisieren, ist verhältnismäßig einfach. Aber für die korrekte Darstellung von Messreihen müssen die Daten in einer Datenbank gemäß ihrer zeitlichen Reihenfolge geordnet abgelegt werden. Das kostet Zeit für denjenigen, der es selbst programmieren möchten – Zeit, die meist nicht vorhanden ist“, so Wendling. „Das System bereitet sehr verlässlich Daten in einer Weise auf, die dem Ingenieur tatsächlich ein Mehr an Informationen bieten.“

Vollständige Transparenz bei Mensch-Maschine-Kollaboration 

Die Digital Continuity steht für Wendling in der Smart Factory im Fokus: Sie ermöglicht es, auch bei den neuen Spielarten der Mensch-Maschine-Kollaboration eine vollständige Transparenz über die Prozesse zu erhalten und dies ohne Medienbrüche. Durch das Portable-Monitoring-System können auch spontan Messwerte ohne großen Aufwand erfasst werden. So werden Fertigungsbetriebe noch effizienter. „Die Balluff-Lösung wirkt wie ein Stethoskop für die Industrie: Kaum Installationsaufwand und ohne das Risiko, das bestehende System zu beeinträchtigen.“ Die Optimierung von Prozessen, die auf Legacy-Maschinen liefen, sei eine Herausforderung, erklärt Wendling. Das Condition-Monitoring-System von Balluff schafft hier mit einer praktikablen Lösung Abhilfe.

Visualisierung der Daten über Webbrowser

„Die genutzte Visualisierungssoftware kann über den Webbrowser gestartet werden. Auf einem Dashboard hat der Anwender die Möglichkeit, die Geräte und Benutzer zu verwalten. Dort werden die vom Nutzer definierten Minimal- und Maximalwerte der überwachten Maschine oder Anlage angezeigt, Über- oder Unterschreitungen lösen einen Alarm aus“, erklärt Robert Tilch von Balluff. Konkret bedeutet dies zum Beispiel: Wenn ein bestimmter Temperaturwert überschritten wird, wird ein Hinweis in Form einer E-Mail versendet. „Hat man den Eindruck, dass eine Maschine nicht mehr einwandfrei arbeitet, dockt man das System einfach an. Nach zwei Tagen verraten einem die Messwerte, in welchem Zustand sich die Maschine befindet.“ Das System lässt sich schnell an der gewünschten Stelle montieren – entweder durch Verschrauben oder mittels des optionalen Magnethalters bei metallischen Gehäusen per Haftkontakt.

Durch integrierte Akkus mobil einsetzbar

„Sehr interessant ist, dass das Gerät durch zwei integrierte Akkus bis zu 48 Stunden kabellos arbeiten kann“, so Wendling. Durch das standardisierte IO-Link-Protokoll kann der Sensor parametriert werden. Die Auswertung im Sensor wird individuell auf die Applikation abgestimmt. Damit lässt er sich einfach in neue oder bereits bestehende Anlagen integrieren. Über die flexible Prozessdatengestaltung können bis zu vier gemessene oder vorverarbeitete Werte frei zugeordnet und zyklisch übertragen werden. Zudem ermöglicht IO-Link eine azyklische Abfrage weiterer statistischer Auswertegrößen.

Raum für neue Perspektiven

Der Switzerland Innovation Park Biel/Bienne (SIPBB) ist eine private Schweizer Non-Profit-Organisation, die industrienahe und primär angewandte Forschung sowie Entwicklung betreibt und unterstützt. Die Einrichtung investiert in zukunftsorientierte Technologien und moderne Produktionsmethoden. In den Laboren, Werkstätten und der neuen Smart Factory auf einer Gesamtfläche von 15.500 m² hat sich Know-how angesammelt, das in Workshops und Events gerne weitergereicht wird. Zahlreiche Besucher haben das Portable-Monitoring-System bereits begutachtet und sind ebenso begeistert wie Wendling. Es passt eben in die moderne Welt der Digitalisierung, da es die Möglichkeit bietet, sich ohne Aufwand mit einer Maschine zu vernetzen und sie zu analysieren.

Autor
Bernard Valnion, freier Fachjournalist

Bilder: © Balluff