Frühzeitig gewarnt vor dem Ausfall einer Armatur

Von unserem Redaktionsmitglied Werner Möller ia-redaktion@t-online.de

Höhere Produktivität ist der Megatrend im Wettbewerb. Um die zu erreichen, müssen Maschinen und Anlagen oft rund um die Uhr fehlerfrei arbeiten. Gerade in solchen verzahnten Produktionen wird die zustandsorientierte Instandhaltung zu einem wichtigen Faktor. Wenn bereits im Vorfeld defekte oder verschlissene Teile erkannt und ausgetauscht werden, dann lassen sich teure Stillstände leicht vermeiden.

Für vorbeugende Diagnose bieten Unternehmen wie die Nürnberger Siemens AG Trenderkennungs- und Analysemodule an. Sie liefern detaillierte Betriebsdaten für Maschinen in der industriellen Fertigung. Es werden Geräte angeboten, die eine Kombination von Hardware und Software darstellen und es ermöglichen, Prozessinformationen sowie elektrische und mechanische Daten für jedes Großgerät kontinuierlich an ein Informationssystem zu übermitteln.

Eher für Kleinanwendungen gedacht ist der elektropneumatische Stellungsregler Sipart vom selben Anbieter, der anstehende Störungen einer Armatur in Form einer Ampelsignalisierung meldet. Mit dieser Form der Diagnosemeldungen lassen sich ausgeklügelte Wartungsstrategien entwickeln und die Anlagensicherheit jederzeit gewährleisten. Der Anwender kann bereits im Vorfeld eines ernsten Ventil- oder Antriebsfehlers Maßnahmen ergreifen und einen drohenden Anlagenstillstand verhindern. Dabei signalisiert ein grüner Schraubenschlüssel „Wartungsbedarf“, ein gelber bedeutet „dringende Wartungsanforderung“ und rot heißt „Ausfall der Armatur oder Ausfall steht kurz bevor“. Die dreistufige Alarmhierarchie der Störmeldungen geht ins Detail der Armatur. Sie reicht von der Verstopfung einer Rohrleitung über die Haftreibung einer Stopfbuchse, den Verschleiß eines Ventilkegels oder -sitzes bis zu Ablagerungen oder Anbackungen an der Garnitur und beginnendem Membranriss.

Auch die Essener Ifm Electronic GmbH bietet für das Condition Monitoring (CM) Sensoren, die an geeigneten Stellen kritische Anlagenparameter permanent überwachen. So kontrolliert der Wälzlagerwächter Efector Octavis an rotierenden Maschine das Schwingungsverhalten. Veränderungen im Betriebsverhalten, etwa verursacht durch unzulässige Unwucht oder Wälzlagerschäden, hinterlassen dabei ihren dynamischen Fingerabdruck. Überwacht werden der Innen- und Außenring sowie der Wälzkörper eines Wälzlagers. Der Körperschall wird erfasst, das Frequenzspektrum berechnet und so der Wälzlagerzustand bewertet.

Anhand der Daten erkennt der Sensor Unwuchten bereits zu einem frühen Zeitpunkt. Der jeweilige Zustand des Lagers ist direkt vor Ort ablesbar und wird durch binäre Schaltausgänge signalisiert. Der Schaltzustand wird von einer farbigen LED-Kette auch hier in Ampelfarben angezeigt. Zwei grüne, vier gelbe und drei rote LED visualisieren dabei den Grad der Schädigung. Kritische Anlagenteile wie Pumpen, Spindeln, Kompressoren, Lüfter, Getriebe und Elektromotoren können durch die Schwingungsanalyse überwacht werden.

Einen Grundstein für die nächste Generation von Condition-Monitoring-Systemen legten die FAG Industrial Services GmbH (FIS) und National Instruments mit Sitz in Austin (Texas). Im Rahmen dieser Kooperation wird FIS die nächste Generation seiner Schwingungsanalyse-Systeme auf der Basis der NI-Plattformen Lab-View und Compact-Rio entwickeln. Bereits im kommenden Jahr sollen erste Ergebnisse präsentiert werden.

Die Entscheidung für ein intelligentes Instandhaltungssystem ist eine Managementaufgabe, da dessen Integration in Prozesse und Strategien mitentscheidend für den Unternehmenserfolg sein kann. Zu diesem Ergebnis kommt die Studie Intelligent Maintenance – Potentiale zustandsorientierter Instandhaltung vom Laboratorium für Werkzeugmaschinen und Betriebslehre (WZL) der RWTH Aachen und dem Fraunhofer Institut für Produktionstechnologie (IPT) in Aachen. Von Dezember 2004 bis März 2005 wurden 64 Unternehmen vor allem aus den Branchen Automobilbau, Maschinen- und Anlagenbau und der Lebensmittelindustrie befragt.