Wireless-Technologie transformiert Condition Monitoring für industrielle Zuverlässigkeit

Seit Jahrzehnten ist Condition Monitoring entscheidend für Optimierung von Wartung und Produktion, Verhinderung ungeplanter Stillstände und Steigerung der Gesamtproduktivität. Vibrationsanalyse bleibt die am weitesten verbreitete Metrik, da sie den Zustand rotierender Maschinen direkt widerspiegelt und umsetzbare Diagnose-Einblicke liefert.

Datenerfassung basiert traditionell entweder auf tragbaren Handgeräten für Walk-around-Programme oder fest installierten Online-Systemen, die Messungen automatisch sammeln und speichern. Während Letzteres bei kritischer Produktionsausrüstung üblich ist, bremsen mehrere Hindernisse breitere Adoption:

Hohe Installationskosten, besonders in Ex-Zonen.
Fehlender klarer ROI für Balance-of-Plant-Maschinen.
Unmöglichkeit fester Verkabelung an mobilen oder verfahrenen Geräten.

Vorteile der Wireless-Technologie

SKF hat Wireless-Konnektivität genutzt, um Hartverdrahtung zu eliminieren und Sensorkabelwege drastisch zu verkürzen. Resultierende Vorteile: niedrigere Installationskosten, erhöhte Mobilität, ungebundener Betrieb, größere Bequemlichkeit, höhere Zuverlässigkeit.

Herausforderungen bei Wireless-Vibrationsmonitoring

Vibrationsmonitoring stellt anspruchsvolle Anforderungen an Wireless-Geräte, Netzwerke und zugehörige Komponenten. Hohe Bandbreite ist essenziell für Übertragung großer Datensätze; breiter Dynamikbereich, niedriger Noise Floor und fortgeschrittenes On-Board-Processing sind kritisch. Batteriebetriebene Einheiten müssen lange Lebensdauer liefern, während alle Ausrüstung raue Industriebedingungen standhalten muss – Wassereintritt, hohe Temperaturen, elektrische Störungen, Ex-Zonen-Klassifizierung, physische Hindernisse. Robuste Sicherheitsprotokolle sind unverhandelbar.

Aktueller Stand der Wireless-Technologie

Mehrere Wireless-Standards existieren, aber Wi-Fi 802.11 b/g bleibt am besten geeignet für Condition-Monitoring-Anwendungen. Dieselbe Technologie treibt Consumer-Laptops und Office-LANs an, erfüllt aber auch High-Bandwidth-Anforderungen von Vibrationsdaten und bietet bewährte Netzwerksicherheit, IT-Team-Vertrautheit, Multi-Use-Fähigkeiten und Kosteneffizienz. Stromverbrauch ist moderat; in typischen Deployments halten Batterien ein bis zwei Jahre.

SKF Lösung

Das SKF Wireless Monitoring System ist ein kompaktes, batteriebetriebenes Gerät, das Wi-Fi nutzt. Es erfasst bis zu vier Vibrationskanäle, vier 4-20 mA Prozesseingänge und einen Tachometer. Das System kann zu festen Intervallen geweckt oder remote via PLC getriggert werden. Standard-Beschleunigungssensoren – inklusive temperaturkompensierter Einheiten – werden verwendet. Das Gerät zeichnet dynamische Daten (FFT oder Zeitbereich) für Diagnostik auf und speichert Daten lokal. Analyse erfolgt in SKF @ptitude Software, die auch Daten von anderen SKF portablen oder Online-Monitoring-Einheiten aggregiert.

Fallstudie: Vermeidung katastrophalen Lagerausfalls

In einer Papierfabrik wurde das SKF Wireless System zur Überwachung eines Dreifachringlagers in der Presssektion eingesetzt. Routinemäßige Handmessungen hatten Schaden am inneren Innenring-Laufbahn offenbart. Mit geplanter Abschaltung nur Wochen entfernt, war die Restlebensdauer des Lagers ungewiss. Eine Wireless-Einheit (Abbildung 2) wurde installiert für kontinuierliches 24-Stunden-Monitoring und Echtzeit-Datenanzeige für Bediener.

Stündliches Monitoring zeigte schwere Verschlechterung (Abbildung 3), was sofortigen Austausch statt Warten auf geplante Abschaltung veranlasste. Nachfolgende Inspektion bestätigte, das Lager war über Lebensdauer hinaus (Abbildung 4). Die proaktive Aktion verhinderte extended Downtime und Schäden an Rollenmantel und Hydraulikbalken, was schätzungsweise mehrere hunderttausend Dollar einsparte.

Fallstudie: Innovative Lösung für einzigartiges Problem

Ein großes Einzelhandels-Verteilzentrum nutzte einen Stapelkran – einen automatisierten schienenbasierten Roboter – für Inventarbewegung. Schienenverschleiß manifestierte sich als laute Geräusche im Betrieb. Da der Kran entlang der Schiene fährt, war feste Verkabelung nicht machbar. SKFs Wireless-System wurde auf dem Kran montiert, um Vibrationsdaten während der Fahrt zu sammeln. Die resultierenden Spitzen im Zeitsignal (Abbildung 6) wurden mit Kranposition korreliert, was verschlissene Schienenabschnitte identifizierte (Abbildung 5).

Gezielte Reparaturen ersetzten Totalaustausch der Schiene, und Follow-up-Tests bestätigten Wirksamkeit der Intervention.

Fazit

Wi-Fi 802.11 b/g bietet eine praktische, kosteneffektive Lösung für technische und finanzielle Betrachtungen, und seine Adoption wird beschleunigen. Wireless-Konnektivität beseitigt Barrieren – Kosten, Praktikabilität, Mobilität – und ermöglicht breitere Nutzung von Condition Monitoring. SKF bleibt verpflichtet, mit innovativen, zuverlässigen Wireless-Monitoring-Lösungen voranzugehen, die greifbare Vorteile über neue und Legacy-Anwendungen liefern.

Wireless-Fähigkeiten erweitert für Ex-Zonen-Einsatz

SKF Multilog WMx ist ein kompaktes, achtkanaliges feldmontiertes Monitoring-Gerät, das Beschleunigung, Geschwindigkeit, Temperatur und Lagerzustandsdaten sicher und präzise in gefährlichen Umgebungen erfasst.

Dieses neueste Modell ist ATEX 2/IEC Zone 2 zertifiziert, was Deployment in den meisten Kohlenwasserstoff-Verarbeitungsbereichen erlaubt, wo nicht-zertifizierte Systeme verboten sind. Batteriebetrieb wird unterstützt, und es ist kompatibel mit Standard-Ex-Sensoren. Der WMx unterstützt auch WEP, WPA oder WPA2 Verschlüsselung für erhöhte Sicherheit.

Ideal für halbkritische oder Balance-of-Plant-Maschinen in Ex-Zonen, Troubleshooting und Remote-Monitoring, bietet der WMx eine kosteneffektive Lösung durch beschleunigtes Deployment und Eliminierung teurer Verkabelung.

Durch Anwendung von Wi-Fi-Technologie – allgemein für Internetzugang genutzt – hat SKF ein mächtiges neues Werkzeug für Condition Monitoring geliefert, das die Technologie praktikabel, erschwinglich und hochmobil macht.