Condition Monitoring

Andreas Mühlbauer,

Netzwerk-Instandhaltung

In Bezug auf die Gesamtanlageneffektivität (Overall Equipment Effectiveness, kurz OEE) ist es unerlässlich, auch Ursachen für Anlagenstillstände proaktiv aufzuzeigen und zu beseitigen. Condition Monitoring ist das Stichwort – das umfasst auch das Kommunikationsnetzwerk. Denn im Netzwerk lassen sich frühzeitig die Ursachen für ungeplante Anlagenstillstände detektieren. Gerade in Bezug auf Brownfield-Anlagen stellt sich die Frage, wie Digitalisierungsprojekte so realisiert werden können, dass sich Investitionen in Condition Monitoring des Netzwerks möglichst schnell durch eine ausfallfreie Produktion amortisieren.

© Indu-Sol

Welchen konkreten Wert hat Fehlereinsparung; wie lassen sich die Investitionskosten rechtfertigen? Fragen, die die Netzwerkexperten von Indu-Sol mit Erfahrungswerten beantworten können. Sie sind jährlich bei rund 400 Netzwerk-Instandhaltungseinsätzen unterwegs. Gut 150 davon sind Notfälle, weil eine Anlage ungeplant stillsteht. Dennoch gehen viele Automatisierungs-Unternehmen täglich die "Wette der reaktiven Instandhaltung" ein. Denn Kosten für die Investition einer Netzwerküberwachung lassen sich nur dann überzeugend kommunizieren, wenn die daraus folgenden Einsparungen deutlich sichtbar sind.

Letzten Endes sind die Investition und die "Ernte" eines CMMS (Condition Monitoring Management System) eine Erwartungswertrechnung. Ein CMMS zahlt sich aus, vor allem deshalb, weil es am größten "Angriffsvektor", nämlich der Anlagenverfügbarkeit ansetzt.

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Vier Säulen für effizientes Netzwerk-Monitoring

Die OEE einer Produktion setzt sich zusammen aus Verfügbarkeit, Leistung und Qualität. Auf die ersten beiden Parameter hat das CMMS von Indu-Sol direkten Einfluss, weil es hilft, Anlagenstillstände zu vermeiden, Alterungsprozesse frühzeitig sichtbar zu machen und ein präventives Eingreifen zu ermöglichen. Ziel eines CMMS fürs Netzwerk ist es, Anomalien in der Kommunikation aufzuspüren. Oft sind es sporadisch auftretende Ursachen, die sich nur durch eine konsequente Überwachung finden und beseitigen lassen. Die Thüringer Netzwerkexperten bieten ein CMMS sowohl für Profibus als auch für Profinet beziehungsweise Ethernet IP an. Es besteht aus vier Säulen, die zu einem zuverlässigen Netzwerk-Monitoring beitragen.

Erstes Standbein sind die intelligenten Industrial-Switches der PROmesh P-Serie. Mit ihrer Online-Leitungsdiagnose und Monitoring-Features helfen sie dabei, Probleme in der Netzwerkkommunikation zu erkennen. Circa 40 % aller Anomalien lassen sich bereits mit den speziellen Switches auffinden. Die zweite Säule bildet dann der Profinet-Inspektor, der nicht das Netzwerk, sondern die Applikation selbst überwacht und dort rund weitere 50 % der Ursachen für Anomalien auffindet. Gebündelt und analysiert werden die gesammelten Informationen dann in der Software PROmanage NT – die dritte Säule. Die vierte Säule bildet schließlich der Mensch, der anhand der vorhandenen Informationen entsprechende Maßnahmen einleitet. Die Lösung für Profibus funktioniert ähnlich, nur dass sie funktionsbedingt auf die Switches verzichtet. Insgesamt findet das CMMS beim Profibus rund 80 % der Anomalien.

Brownfield-Anlagen kostengünstig und sicher digitalisieren

Brownfield-Anlagen sind in vielen Fällen wie Black-Boxes, zu deren OEE man wenig Aussagen treffen kann. Stand heute ist es aber schwierig, sie kostengünstig so zu digitalisieren, dass man auf die relevanten Prozessgrößen in der nötigen Genauigkeit Zugriff hat. Das hat einerseits mit fehlenden Sensoren zu tun. Andererseits wären vorhandene Kommunikationsnetze auch damit überfordert, diese Daten zusätzlich zu übertragen.

Dieser Herausforderung begegnet Indu-Sol mit seinen SIEDS-Sensoren. Die Multifunktionssensoren erfassen zahlreiche verschiedene instandhaltungsrelevante Größen. Um das Kommunikationsnetz zu entlasten, werden diese Daten dann direkt an die IIT-Ebene (Industrial Information Technology) übertragen, in der auch die Netzwerkmanagement-Software PROmanage NT arbeitet, die diese Daten bündelt, Anomalien meldet und Optimierungspotenziale aufdeckt. Damit das möglich ist, werden zuvor alle Switches in Reihe geschaltet. Um hier Probleme mit IP-Dopplungen zu vermeiden, haben die Netzwerkexperten eine entsprechende "Digitalisation Bridge" entwickelt, die die Trennung von Daten für die Prozesssteuerung und für die Instandhaltung ermöglicht. Das Netzwerk bleibt homogen und lässt ausschließlich die Sensordaten durch. Damit lassen sich Brownfield-Anlagen ohne aufwendige Nachrüstung auf Netzwerkebene kostengünstig digitalisieren.

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