Aufrufe
vor 2 Jahren

Industrielle Automation 3/2017

Industrielle Automation 3/2017

KOMPONENTEN UND SOFTWARE

KOMPONENTEN UND SOFTWARE frühzeitig den Austausch des verschlissenen Teils in seinen Wartungsablauf integrieren und plötzliche Stillstände vermeiden. Anlagensicherheit durch Conditioning-Monitoring Wenn E-Ketten Sensoren tragen Mit Smart Plastics vorausschauend warten Intelligente Energieketten und Chainflex-Leitungen melden frühzeitig, wann sie ausgetauscht werden müssen. Predictive Maintenance ermöglicht so das rechtzeitige Erkennen unerwartete Maschinenausfälle und drohender Stillstandzeiten. Eine entsprechende Wartung kann eingeleitet werden und verhindert auf diese Weise teure Produktionsausfälle. Die digitale Vernetzung von Maschinen und Produkten macht es möglich, dass Zustandsdaten von Maschinenkomponenten laufend erfasst und mit weiteren Systemen kombiniert werden können. Mit Predictive Maintenance werden die Prozesse in der Produktion einfacher und sicherer, denn durch die permanente Beobachtung aller Maschinen und Komponenten werden Störungen erkannt und der Verschleiß prognostiziert, bevor es zu einem Stillstand kommt. Folglich können Maßnahmen zur Wartung und Instandhaltung betroffener Teile frühzeitig eingeleitet werden. Damit reduzieren sich gegenüber periodischen Wartungen teure Ausfallzeiten. Predictive Maintenance ist daher ein wichtiges Element innerhalb der Industrie 4.0. Maschinenstillstände vermeiden Unter dem Namen Isense Smart Plastics stellte das Unternehmen Igus im vergangenen Jahr intelligente Komponenten für die Fabrik der Zukunft vor. Die Serie umfasst verschiedene Sensoren und Überwachungsmodule in oder an den Kunststoffkomponenten der Energiekette. Diese und die darin liegenden Chainflex-Leitungen versorgen Maschinen und Anlagen mit Energie sowie Daten. Fallen diese plötzlich aus, wäre ein mit hohen Kosten verbundener Stillstand der Anlage die Folge. Eine Möglichkeit, einem eventuellen Ausfall vorzubeugen, ist die Abriebüberwachung Isense EC.W(ear) Ein im Öffnungssteg der E-Kette verbauter Sensor-Chip misst fortlaufend den Zustand der gleitenden E-Kette während des Verfahrweges. Bei beträchtlichem Abrieb der Komponente meldet der Sensor ein Signal an eine in unmittelbarer Nähe stehende Antennen-Einheit. Diese empfängt die Daten per Funk und leitet sie an ein Reader-Modul weiter. Dieses verarbeitet das Antennensignal und meldet es anschließend an die zentrale Kommunikationseinheit Icom. Das Icom-Modul bereitet die Daten auf und leitet sie an das Anlagensystem weiter. So kann der Anlagenbetreiber Bereits vor einigen Jahren führte Igus Produkte für die vorausschauende Wartung ein: Das Push-Pullforce-Detection-System PPDS und das Diagnosetool EMA zur Identifizierung eines Kettenglied-Bruchs. Seither wurden diese Komponenten sukzessive weiterentwickelt und in die neue Isense-Familie integriert. Jetzt lässt sich die Einheit zur Abriebüberwachung (EC.W) mit weiteren Conditioning-Monitoring-Produkten, wie dem Isense Bruchalarm EC.B (vormals EMA) und der Zug- und Schubkraftüberwachung EC.P (vormals PPDS), kombinieren. Im Falle der Zug-/Schubkraftüberwachung wird eine Wägezelle im Anschlusselement der E-Kette installiert, welche die Verschiebekräfte kontrolliert. Bei Verfahrwegen von über 100 m ist der Kraftsensor im schwimmenden Mitnehmer, der seitliche Toleranzen auf der Mitnehmerfahrt ausgleicht, angebracht: Blockiert ein Fremdkörper die Bewegung der E-Kette, steigen die Verschiebekräfte an. Ab einem definierten Schwellenwert gibt der Sensor, vergleichbar der Abriebüberwachung, ein Signal aus, das von einer Auswertebox aufgenommen und an das Icom-Kommunikations-Modul weitergeleitet wird. Beim Überschreiten der zulässigen Kräfte schaltet das System die Anlage ab und verhindert so größere Schäden. Doppelt sicher: Zug-/Schubkraftund Bruchüberwachung Doppelt ausfallsicher wird die Anlage mit der Bruchüberwachung, dem Isense EC.B- Modul: Durch mechanische Einwirkung oder durch Überlast einer E-Kette kann es zu einem Bruch des Seitenteils kommen. Geschieht dies, meldet ein Polymer-Sensor, der in Spezialtrennstegen eingebaut ist, die Information des Bruchs an eine Sensoreinheit. Durch das Wartungssignal ist der Anwender gewarnt und kann den Schaden beheben um größeren Folgeschäden vorzubeugen. Der Ersatz eines einzelnen beschädigten Kettengliedes ist in der Regel in wenigen Minuten erledigt. Dadurch wird verhindert, dass auch das zweite Seitenteil bricht und die Anlage mit größeren Schäden ungeplant zum Stillstand kommt. Beide Signale lassen sich über ein Reader-Modul auslesen, denn eine Ausleseeinheit kann bis zu vier Antennen verarbeiten. Es wäre folglich möglich, bis zu vier Energieketten an ein Modul anzuschließen. Alle Daten Harald Nehring, Prokurist, igus GmbH, Köln 58 INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2017

KOMPONENTEN UND SOFTWARE werden in der Icom-Kommunikationseinheit aufbereitet und an das System der Anlage weitergeleitet. Doch auch die sicherste E-Kette ist nur halb so viel wert, wenn die darin liegenden Leitungen nicht halten. Aus diesem Grund entwickelt Igus seine Leitungen Chainflex für bewegte Anwendungen. Im Rahmen von Isense hat Igus auch hier noch einen Schritt weitergedacht und ein Ausfallüberwachungs-Modul für Leitungen entwickelt: Isense CF.Q. (electrical conductor quality). Intelligente Sensoren überprüfen kontinuierlich die Messwerte der Leitungen und zeigen an, wenn die Grenzwerte überschritten werden. Strategisches Mittel der Wartung Seit dem ersten Einsatz von Polmyer-Energieketten hat sich die Igus-E-Kette permanent weiterentwickelt. Jetzt ist sie smart geworden: Mithilfe intelligenter Sensoren überwacht sie sich laufend selbst und warnt rechtzeitig vor Ausfall. Zwar liegen schon heute aufgrund vieler Testverfahren umfangreiche Daten vor auf deren Grundlage genaue Aussagen über die Haltbarkeit und Lebensdauer der E-Ketten gemacht werden und die in zahlreiche Online-Tools und Apps münden. Doch durch den Einsatz von Sensoren und IT-gestützter Datenanalyse haben sich die bisherigen Wartungsstrategien weiterentwickelt. Indem Smart Plastics den tatsächlichen Zustand der E-Kette im Realbetrieb messen, können Abnutzungserscheinungen rechtzeitig erkannt und Wartungen frühzeitig eingeleitet werden. Das Entscheidende ist, nicht mehr auf Ausfälle zu reagieren, sondern sie vorauszusehen und entsprechend zu planen. Mehr Smart Plastics Intelligenz für höhere Anlagenverfügbarkeit Aufgrund der hohen Nachfrage nach Produkten für Anwendungen des Predictive Maintenance präsentierte Igus auf der Hannover Messe die neue Generation der Smart Plastics. Dazu zählte unter anderem das Isense EC.RC (E-chain Run Control), ein System zur Überwachung des Betriebszustandes von E-Ketten, insbesondere in Führungsrinnen bei langen Verfahrwegen. Sensoren messen und überprüfen dabei durchgehend die Position der Energiekette. Auf diese Weise wird bei mechanischen Störungen ein Weiterlaufen der Anlage verhindert; sodass Totalschäden der Kette, ein elektrisches Abschalten (beispielsweise durch Leitungsschäden) sowie ungeplante Maschinenstillstände vermieden werden können. Eine andere Weiterentwicklung aus der Smart Plastics Familie ist das EC.M Modul, das auf dem Mitnehmer der Kette montiert wird und eigenständig dessen Zustand über Beschleunigung, Geschwindigkeit, Temperatur und zurückgelegte Zyklen aufnimmt. Daraus können die zurückgelegte Strecke sowie die verbleibende Standzeit des Systems abgeleitet werden. Auch das Kommunikationsmodul Icom weiterentwickelt. Es sammelt alle Werte dieser Systeme, übermittelt diese und kommuniziert jetzt weitgehend kabellos. Weiterer Vorteil ist, dass für mehrere Systeme nur noch ein einziges Icom Modul benötigt wird und sich dadurch die Integration in eine bestehende Produktion vereinfacht. Darüber hinaus besteht nun optional die Möglichkeit Datengenerierende Einheiten anderer Hersteller, die den Status überwachen, mit dem Icom Modul zu verbinden. Fortlaufende Tests im „Sensoren überprüfen kontinuierlich die Messwerte der Leitungen und informieren über die restliche Lebensdauer“ Testlabor und in Kundenanwendungen helfen Igus permanent dabei, die Analyse der Messwerte noch präziser zu gestalten. Konkrete Anwendungen, in denen die intelligenten Produkte wie Chainflex-Leitungen eingesetzt werden, sind beispielsweise Portale zum Transport in Automobilfabriken. Hierbei können selbst kurze ungeplante Stillstandzeiten sehr große Produktionsausfälle nach sich ziehen. Bilder: igus www.igus.de 01 Sensoren und Überwachungsmodule in oder an den Kunstkomponenten sehen Abnutzungserscheinungen und Ausfälle voraus 02 Ein im Öffnungssteg der E-Kette verbauter Sensor-Chip misst den Zustand im realen Betrieb Ex Equipment Industriegehäuse Bedien- und Anzeigengehäuse www.rose-pw.de ROSE Systemtechnik GmbH | Erbeweg 13-15 | 32457 Porta Westfalica | Fon +49 571 5041 0 | E-Mail rose@rose-pw.de Rose.indd 1 10.05.2017 11:07:30 INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2017 59

AUSGABE