Instandhaltung planbarer machen

Instandhaltung planbarer machen
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Archiv | 06.11.2020 | • Zustandsüberwachung ist die Basis für vorausschauende Wartung • Der Absolutwert-Drehgeber ENA**TL liefert zusätzliche Messwerte • Grosse Vielfalt an mechanischen Varianten für alle gängigen Anwendungsbereiche • Leichte Parametrierung und schnelle Inbetriebnahme mit IO-Link • Investitionssicherheit für zukünftige Anlagenkonzepte

Vorausschauende Wartung ist eine Kernkomponente von Industrie 4.0. Die Betreiber von Maschinen und Anlagen verfolgen damit den Ansatz, Ausfallzeiten zu minimieren und Störungen zu verhindern. Das erfordert eine Zustandsüberwachung, sprich die Erfassung von Maschinenzustandsdaten auf Sensorebene sowie deren Bereitstellung und Analyse. Das Erfassen von Zustandsdaten, die Übertragung der Datenmengen und die richtige Auswertung ist eine komplexe Aufgabenstellung. Doch genau für diesen Einsatz sind intelligente IO-Link-Devices von Pepperl+Fuchs und im speziellen der Absolutwert-Drehgeber ENA**TL- IO Link entwickelt worden.                                   

Mit den neuen Absolutwert-Drehgebern ENA**TL ergänzt Pepperl+Fuchs das umfangreiche Produktportfolio an IO-Link fähiger Sensorik und IO-Link Mastern. Sie sind Teil einer intelligenten Kommunikationstechnologie, in der Sensoren und Aktoren nicht mehr nur einfache Schaltsignale oder Analogwerte liefern. Eingebaute Mikroprozessoren schaffen die Basis für zusätzliche Geräteintelligenz, die über die eigentliche Sensorfunktion hinausgeht. Damit bilden sie die Basis für komplexe Herausforderungen, wie etwa das Condition Monitoring (Zustandsüberwachung) als Grundvoraussetzung für erfolgreiches Predictive Maintenance (vorausschauende Wartung). Mehrwertdaten nutzen Der vorausschauende Ansatz, durch proaktive Wartung von Maschinen und Anlagen, Ausfallzeiten niedrig zu halten sowie die Verfügbarkeiten zu verbessern, ist seit Jahren Trend in allen Branchen. Verglichen mit herkömmlichen Wartungsansätzen hat Predictive Maintenance nicht nur zum Ziel Störfälle und deren Auswirkungen zu vermeiden, sondern mögliche Störfälle vorherzusagen sowie Wartungsintervalle zu verlängern und planbarer zu machen. Dazu gehört ein verbessertes Ersatzteilmanagement und zu vermeiden, dass nicht präventiv Teile ausgetauscht werden, die möglicherweise noch über längere Zeiträume funktioniert hätten.

Um all dies zu erreichen ist es notwendig, aktuelle technische Maschinenzustände zu kennen und zu visualisieren sowie Ausfallwahrscheinlichkeiten vorherzusagen. Hierfür müssen jedoch grosse Mengen von Daten erfasst, gespeichert und analysiert werden. Oft sind die entsprechenden Datengrundlagen jedoch gar nicht vorhanden und es ist ein grosser Nachrüstaufwand erforderlich, um mithilfe von Sensorik bisher unbekannte Korrelationen aufzudecken und Scheinkorrelationen auszuschliessen. Eine darauf basierende Interpretation des individuellen Maschinenzustandes wird dann meist via nachgelagerten Softwaredienstleistungen den Anlagenbetreibern oder den Kunden zur Verfügung gestellt.

Die Implementierung einer klaren, strukturierten und fehlerfreien Datengrundlage ist dabei das zentrale Fundament, sodass entsprechende Interpretationen über den Maschinenzustand überhaupt erst möglich werden. Die neuen Absolutwert-Drehgeber mit IO-Link Kommunikation von Pepperl+Fuchs bieten dazu geeignete und zukunftsorientierte Lösungen. Sie sind ideal für kostensensitive Anwendungen und gewährleisten ein hohes Qualitätsniveau.
  Für alle gängigen Anwendungsbereiche Die Absolutwert-Drehgeber ENA**TL mit IO-Link Kommunikation bilden aus mehreren Gründen ein adäquates und kostengünstiges Fundament für Condition Monitoring Systeme“. Die mechanischen Aspekte der ENA**TL, bei denen es sich um magnetische Absolutwertdrehgeber handelt, entsprechen äusserst robusten Sensor-Eigenschaften mit maximaler Präzision. Diese Drehgeber gibt es in einer sehr breiten Variantenvielfalt mit einer Vielzahl an Einstellparametern. So sind alle bisher gängigen Anwendungsbereiche für Absolutwert-Drehgeber auch mit diesem Produkt realisierbar. Das Besondere ist, dass die Daten des ENA**TL mit einer Übertragungsgeschwindigkeit von 230,4 kBit/s via COM3 übertragen werden. Dies ist die schnellste Übertragungsgeschwindigkeit im IO-Link Standard. Dabei bietet der Drehgeber eine Gesamtauflösung von bis zu 31Bit.

Durch die leichte Parametrierbarkeit der Multiturn-Information dank IO-Link, resp. der Hersteller- und Feldbusunabhängigkeit, können alle Anwendungen optimal realisiert werden. Dazu gehört neben der Einstellung der Auflösung pro Umdrehung (max. 65535 Schritte) unter anderem die sogenannte Preset-Funktion. Sie unterstützt vor allem bei der Erstinbetriebnahme, indem bestimmten Wellenpositionen definierte Positionswerte zugewiesen werden können. Die Wellenumdrehungen werden mitgezählt und kommt es beispielsweise durch Schlupf zu Ungenauigkeiten, kann der Drehgeber im laufenden Betrieb seine Positionswerte anpassen. So lässt sich aufwendiges Nachjustieren vermeiden.

Ein weiteres Feature ist die sogenannte Position Overflow Funktion. Sie dient dazu, in zyklischen Anwendungen mit immer gleicher Drehrichtung, widerkehrende Abläufe abzubilden. Der Sensor wird so eingestellt, dass ab Überschreitung eines bestimmten Positionswertes der Drehgeber wieder mit Positionswert „Null“ zu zählen beginnt. Mit zusätzlichen Messwerten Über die eigentliche Aufgabe der Drehgeber hinaus, nämlich das Messen von Positionswerten in rotierenden Bewegungen, unterstützen die Drehgeber mit IO-Link Kommunikation auch die Auswertung von möglichen Maschinenzuständen. Dies kann zum Beispiel die Temperatur sein, die durch Parametereinstellung zyklisch vom Sensor übertragen wird. So findet eine permanente Messwertkontrolle statt, um den Temperaturzustand einer Anlage zu überprüfen. Der Drehgeber misst seine Aussentemperatur und zeigt damit die Anlagentemperatur an. Bei der aktuellen IO-Link Drehgebervariante ENA**TL lässt sich zudem die mechanische Wellenbelastung auslesen. In weiteren Produktvarianten sind künftig auch Messwerte für Rotationsgeschwindigkeit, Beschleunigung, Vibration oder Schockerkennung einstellbar, ohne dass sich dabei die Prozessdatenstruktur verändert.

Neben einstellbaren Positions- und Messwerten unterstützen konfigurierbare Statusbits oder auch Signal-Flags genannt die Detektion von kritischen Maschinenzuständen anhand von zulässigen Positions- und Temperaturbereichen. Diese werden neben der Verarbeitung in der Steuerung auch für die Lokalisierungsfunktion genutzt. Dabei handelt es sich um eine bei Pepperl+Fuchs standardmässig in allen IO-Link Geräten implementierte Visualisierung in Form einer auffällig blinkenden LED. Dies erleichtert und beschleunigt die physische Suche von IO-Link Sensoren in Anlagen während der Wartung. Auf Wunsch mit individueller Standardparametrierung Ebenfalls Standard der neuen ENA**TL ist die sogenannte Data-Storage-Funktion und das darüber hinaus gehende Parameter-Setting. Damit bieten diese Drehgeber weitere ökonomische Vorteile, mit denen sich der Sensortausch besonders komfortabel gestaltet. Die prozessspezifischen Geräteparameter werden sowohl im Gerät selbst als auch im IO-Link-Master gespeichert, sodass der Sensor-Tausch auch während des laufenden Betriebs stattfinden kann und eine aufwändige Neuparametrierung entfällt. Die individuelle Parametrierung wird automatisch übernommen. Darüber hinaus gibt es eine Reset-Funktion, mit der die Parameter der Drehgeber auf Standardwerte zurückgesetzt werden. Hierzu bietet Pepperl+Fuchs einen besonderen Service: Auf Wunsch werden die Drehgeber auch mit kundenspezifischer Parameteranpassung ausgeliefert, sodass beim Reset nicht die Standardeinstellungen, sondern gleich die kundeneigenen Parameter wieder hergestellt werden.  Fazit Mit den neuen Absolutwert-Drehgebern mit IO-Link Kommunikation von Pepperl+Fuchs lassen sich heute schon Condition Monitoring Lösungen realisieren, die Schritt für Schritt ausgebaut und präzisiert werden können. Das bietet Investitionssicherheit für zukünftige Anlagenkonzepte, um durch intelligente und transparente Parameterverwaltung die Flexibilität in der Anwendung zu erhöhen und zudem Stillstandszeiten zu minimieren. Maschinen und Anlagen können nahe an der Leistungsgrenze betrieben werden und Wartungen sind belastungsabhängig plan- und durchführbar. Das bedeutet meist längere Wartungsintervalle und somit geringere Kosten.

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