Condition Monitoring

IIoT-Tech­no­lo­gien bie­ten eine zuver­läs­si­ge und nach­rüst­ba­re Lösung für das Con­di­ti­on Moni­to­ring. Dabei wer­den für die Funk­ti­on der Anla­ge kri­ti­sche oder mit hohen Ver­schleiß behaf­te­te Kom­po­nen­ten und Bau­tei­le mit Sen­so­ren und Mess­ge­bern aus­ge­stat­tet. Bei einer Neu­an­la­ge kön­nen die Sen­so­ren opti­mal ein­ge­plant wer­den, aber selbst bei der Nach­rüs­tung bzw. im Retro­fit ist eine Aus­stat­tung mit Sen­so­ren meist ein­fach mög­lich. Die­se Sen­so­ren wer­den auf der Fel­debe­ne einer Maschi­ne oder einer gan­zen Pro­duk­ti­ons­an­la­ge über das Inter­net of Things ver­netzt. Die kon­ti­nu­ier­li­che Daten­er­he­bung, Daten­spei­che­rung und Aus­wer­tung zur Zustands­über­wa­chung der Maschi­nen erfolgt über ein intel­li­gen­tes Soft­ware­tool, z. B. dem Bau­stein Collect der IIoT Buil­ding Blocks.

Ein sol­ches Sys­tem kann direkt auf der Maschi­nen­steue­rung instal­liert wer­den. Alter­na­tiv kön­nen Daten über das Netz­werk. z. B. über den Schnitt­stel­len­stan­dard OPC UA gesam­melt wer­den oder das Sys­tem kom­mu­ni­ziert über das offe­ne Netz­werk­pro­to­koll MQTT direkt mit der Cloud. Dabei wer­den gro­ße Daten­men­gen hin­sicht­lich der Funk­tio­na­li­tät ein­zel­ner Ele­men­te und Kom­po­nen­ten erfasst sowie wei­te­re Mess­wer­te gespei­chert. Die Erfas­sung rele­van­ter Wer­te, Mess­grö­ßen und Zustands­da­ten, ins­be­son­de­re auch sol­cher, die kurz vor einem Aus­fall auf­tre­ten kön­nen, z. B. Schwin­gun­gen, Geräu­sche, Strom­ver­brauch etc. sind dabei beson­ders von Bedeu­tung. Jedoch kann selbst die Spei­che­rung von gro­ßen Men­gen hoch­fre­quen­ter Daten, mit bspw. Abtast­ra­ten von 1, 2 oder 4 ms, mit den rich­ti­gen Sys­te­men sicher­ge­stellt wer­den, sodass die Per­for­mance der Maschi­nen­steue­run­gen sowie die Leis­tungs­fä­hig­keit des Pro­duk­ti­ons­pro­zes­ses nicht beein­träch­tigt wer­den. Dies kann bspw. durch die Ver­wen­dung einer Edge Cloud sicher­ge­stellt werden.

Für das Con­di­ti­on Moni­to­ring mit­hil­fe eines IIoT-Sys­tems kön­nen auch hete­ro­ge­ne Sys­te­me, also Maschi­nen unter­schied­li­cher Bear­bei­tungs­stu­fen und Genera­tio­nen, auf dem Shopf­loor ver­netzt wer­den. Damit erfolgt ein wich­ti­ger ers­ter Schritt auf dem Weg zur Digi­ta­li­sie­rung der Pro­duk­ti­on. Zudem muss eine zeit­li­che Syn­chro­ni­sa­ti­on der unter­schied­li­chen Maschi­nen­da­ten gesche­hen, damit eine Ver­gleich­bar­keit und Aus­sa­ge­kraft sicher­ge­stellt wer­den und Abhän­gig­kei­ten erkannt wer­den kön­nen. Es bedarf des­halb einer Auf­be­rei­tung der gesam­mel­ten Roh­da­ten und es genügt nicht, ein­fach nur Daten zu sam­meln. Die­sen Schritt kann ein geeig­ne­tes Soft­ware­tool über­neh­men. Die bei­den Modu­le Data Collec­tor und Collec­tor App  unter­stüt­zen in die­sem Pro­zess des Daten­er­he­bens und bie­ten nicht nur eine Anwen­dung, die varia­bel für unter­schied­li­che Maschi­nen ein­ge­setzt wer­den kann, son­dern auch ein­fach in der Bedie­nung ist. 

Nach dem Sam­meln der Daten erfolgt die struk­tu­rier­te Aus­wer­tung. Auch und gera­de hier bie­tet eine intel­li­gen­te IIoT-Anwen­dung ein­fa­che Lösun­gen. Die­se unter­stüt­zen bspw. bei der Erken­nung von Abwei­chun­gen oder Ein­stel­lung vor­de­fi­nier­ter Warn- und Feh­ler­gren­zen bzw. Alar­mie­rungs­me­cha­nis­men für Mess­wer­te und Maschi­nen­da­ten, wie z. B. Tem­pe­ra­tur, Geschwin­dig­keit, Dreh­zahl oder Takt­zeit.  Auf Basis die­ser intel­li­gen­ten Über­wa­chung kön­nen Aus­sa­gen über die Ver­füg­bar­keit, den Sta­tus und Zustand der Anla­ge oder zur Iden­ti­fi­ka­ti­on von Feh­ler­quel­len getrof­fen und visu­ell dar­ge­stellt werden. 

Das Con­di­ti­on Moni­to­ring sowie die Visua­li­sie­rung der gewünsch­ten Sta­tus- und Zustand­sin­for­ma­tio­nen erfol­gen in Echt­zeit. Aus­wer­tun­gen kön­nen auf indi­vi­du­ell kon­fi­gu­rier­ba­ren, über­sicht­li­chen Dash­boards mit­hil­fe von Open-Source-Lösun­gen, z. B. Grafa­na, dar­ge­stellt wer­den. Selbst­ver­ständ­lich kann die Visua­li­sie­rung für den Anwen­der auch auf des­sen mobi­lem Smart Device erfol­gen. Die Mög­lich­kei­ten sind fast unbe­grenzt und die Umset­zung kann ent­spre­chend der indi­vi­du­el­len Anfor­de­run­gen erfolgen.