Zustandsbasierte Instandhaltung: Sensoren & Systeme für prädiktives Asset Management

Zustandsbasierte Instandhaltung (CBM) nutzt Echtzeit-Leistungsdaten, um vorherzusagen, wann Maschinen Service benötigen, unnötige Stillstandszeiten und Instandhaltungskosten zu reduzieren und gleichzeitig Zuverlässigkeit und Sicherheit zu gewährleisten.

Kernvorteile von CBM

• Höhere Anlagverfügbarkeit und Werksverfügbarkeit
• Geringere Instandhaltungsstunden – sowohl präventiv als auch korrektiv
• Früherkennung von Ausfällen, die sonst Sekundärschäden verursachen könnten
• Verlängerte Anlagenlebensdauer durch proaktive Intervention

Fundamentale Sensoren in CBM

Genaue Echtzeitdaten beginnen mit robuster Sensortechnologie. Gängige Sensoren umfassen:

• Schwingung (Beschleunigungssensoren) – erkennen Fehlausrichtung, Lagerschaden oder versagende Halterungen.
• Strom- & Fluss-Spulen – identifizieren elektrische Anomalien, die mechanischen Verschleiß signalisieren können.
• Temperaturwandler (Thermistoren, RTDs, Thermoelemente) – überwachen Motoroberflächen- und Umgebungswärme, kennzeichnen Überhitzung oder Lagerschaden.
• Thermografiekameras – berührungslose Infrarotkameras, die normale vs. anomale Thermoprofile vergleichen.
• Ultraschallwandler – orten Leckagen und inspizieren sowohl mechanische als auch elektrische Komponenten.

CBM-Anwendungen erweitern

Heutige kostengünstigere Sensoren und eingebettete Prozessoren ermöglichen CBM über ein breites Spektrum von Ausrüstung, einschließlich:

• Servoantriebe in Produktionsmaschinen (z. B. Lamellenfertigung)
• Schrittmotoren ohne Drehmomentsensorik, die für prädiktive Einblicke aufgerüstet werden können
• pH-Überwachungssysteme mit automatisierter Reinigung, Kalibrierung und Driftkompensation

Beispiel: Eine servo-getriebene Lamellenmaschine überwacht Drehmoment über Antriebsstrom. Durch Abbildung des normalen Drehmomentprofils flaggt das System Abweichungen, die Lagerschaden oder drohenden Ausfall anzeigen könnten, und ermöglicht geplante Instandhaltung statt ungeplanter Stillstandszeit.

Foto 1. Lamellenfertigungsmaschine mit Servoantriebssystem (Foto mit freundlicher Genehmigung von G & L Technologies).

Offene Konnektivität in CBM

Moderne CBM-Lösungen adoptieren offene Standards wie OPC (OLE for Process Control), um Datenfluss zwischen SPS, PCs und verteilten Sensoren zu straffen. OPC erleichtert:

• Echtzeit-Datenkommunikation über diverse Hardware ohne Custom-Programmierung
• Einheitliches Datenlogging und Visualisierung für Multi-Brand-SPS-Umgebungen
• Dynamische Dashboards, die Farbcodes für sofortige Statusbewertung nutzen
• Eingebaute Math-Funktionen für On-the-fly-Berechnungen vor Anzeige

Illustration: OPC-basierte Datenerfassung liefert actionable Insights für Instandhaltungsteams.

Grafik 1. OPC-basierte Datenerfassung aus einem Leitsystem liefert nützliche Daten für Instandhaltungsentscheidungen.

Erfolgreiches CBM-Programm implementieren

Richtig eingesetzt liefert eine CBM-Strategie:

• Reduzierte Instandhaltungsausgaben
• Höhere Maschinenzuverlässigkeit und Sicherheit
• Verbesserte Produktqualität durch konsistente Geräteleistung
• Verlängerte Anlagenlebensdauer

Für Anleitung zur Integration von CBM in Ihre Operations kontaktieren Sie Carl Hamilton, Technical Specialist bei AutomationDirect, oder besuchen Sie AutomationDirect.com. Rufen Sie 800‑633‑0405 für eine Beratung an. Um Ihr Wissen zu vertiefen, senden Sie eine E-Mail an Paul V. Arnold (Reliable Plant) unter parnold@noria.com für unser Automatisierungs-Glossar.

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