Vorausschauende Wartung: Warum zustandsorientiert statt zeitbasiert?

Mit dem System von Nord Drivesystems können regelmäßig oder permanent Antriebs- und Zustandsdaten erfasst werden, um die Betriebssicherheit und Effizienz von Maschinen und Anlagen zu optimieren. Auf Basis dieser Informationen können auch Konzepte für vorausschauende Wartung aufgebaut werden.

Grundlage hierfür bildet die schnelle, effiziente und umfassende Auswertung analoger sowie digitaler Daten (Messwerte, Signale und Betriebsparameter) durch die intelligente PLC in der Antriebselektronik.

Das Ziel von der vorausschauenden Wartung (Predictive Maintenance) ist es, die Maschinen und Anlagen proaktiv zu warten und Veränderungen zu erkennen, Ausfallzeiten zu reduzieren und die Gesamtanlageneffektivität zu erhöhen. Eine zustandsorientierte Instandhaltung ersetzt dabei die traditionelle zeitbasierte Instandhaltung. Durch frühzeitiges Erkennen und Vermeiden von unzulässigen Betriebszuständen werden nicht geplante Stillstandzeiten oder Maschinenausfälle vermieden. Vorausschauende Wartung ermöglicht planbare Maschinen- oder Anlagenstillstände auf Basis realer Antriebs- und Prozessdaten. Für den Betreiber von Anlagen und Maschinen mit Antriebssystemen von Nord Drivesystems ergibt sich dadurch eine Reduzierung von Service- und Materialkosten und eine erhöhte Anlagenverfügbarkeit. Weitere Vorteile sind die Erhöhung der Lebensdauer von Bauteilen und Maschinen sowie eine planbare und kostenoptimierte Instandsetzung.

Vorausschauende Wartung: Algorithmen nutzen Antriebsdaten

Nord Drivesystems verfolgt einen antriebsbasierten Ansatz, bei dem Informationen aus dem Condition Monitoring mittels intelligenter Algorithmen und virtueller Sensorik in vorausschauende Wartung überführt werden. Dazu gehört zum Beispiel die sensorlose Ermittlung des optimalen Ölwechselzeitpunkts auf Basis der Öltemperatur. Genutzt wird dabei die Tatsache, dass die Ölalterung bei Getrieben insbesondere von der Öltemperatur abhängig ist. Diese Informationen in Kombination mit bekannten Getriebeparametern und spezifischen, betriebsbedingten Parametern ermöglichen eine genauere Angabe des Ölwechselzeitpunkts. Ein physischer Temperatursensor ist dafür nicht erforderlich. Die Vorverarbeitung der Antriebsdaten durch intelligente Algorithmen erfolgt in der integrierten PLC des Nord-Frequenzumrichters, der als Auswerteeinheit genutzt wird. Die ermittelten Daten können dem Kunden über alle gängigen Schnittstellen zur Verfügung gestellt werden.

Die passende PLC-Softwarearchitektur für jede Lösung

Die Ausstattung des Antriebes ist dabei optional erweiterbar und lässt sich jederzeit an die jeweilige Automatisierungsaufgabe anpassen. Der Kunde kann wählen, welche Aufgaben (Antriebsüberwachung, Antriebssteuerung, Prozesssteuerung) er direkt in den Antrieb verlagern möchte. Diese Skalierbarkeit gibt ihm die Möglichkeit, beispielsweise in einem kleineren Produktionsbereich erste Erfahrungen zu sammeln, bevor er seine komplette Anlage umstellt. Zur Verfügung stehen drei Ausbaustufen. In der kleinen Ausprägung übernimmt die Antriebs-PLC lediglich die Überwachung des Antriebs. Die Antriebsparameter werden in der PLC vorverarbeitet und an die übergeordnete Anlagensteuerung weitergeleitet, die dann die Antriebs- und Prozesssteuerung verantwortet. In der mittleren Ausprägung bindet die PLC zusätzlich die Antriebssteuerung ein und führt so auch antriebsnahe Funktionen aus. In der größten Ausbaustufe ersetzt die Umrichter-PLC die übergeordnete Anlagensteuerung komplett. Neben der Kommunikation an eine Steuerung kann auf Wunsch auch eine lokale Datenverwaltung ohne Internetanbindung die Daten übernehmen.

Bild oben: Condition Monitoring für vorausschauende Wartung: Mit dem antriebsbasierten Ansatz von Nord Drivesystems lassen sich Betriebssicherheit und Effizienz von Maschinen und Anlagen deutlich verbessern, hier am Beispiel einer Logistikanwendung. Bild: Getriebebau Nord GmbH & Co. KG

Weitere Informationen: https://www.nord.com/cms/de/home-de.jsp

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