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Niederspannungsmotor

Mit smarten Sensoren bei der Motoren-Wartung sparen

| Autor: Karin Pfeiffer

Wenn der Motor selbst weiß, wann die nächste Wartung fällig ist, wachsen die Spielräume in den Prozessen. ABB bringt nun einen smarten Sensor auf den Markt, der neue ​Geschäftsmodelle im Bereich Predictive Maintenance für Niederspannungsmotoren eröffnet - und die Kosten in Grenzen hält.

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Sensortag überwacht direkt am Motor.
Sensortag überwacht direkt am Motor.
( ABB )

Bislang gilt es als aufwendig und teuer, Niederspannungsmotoren zu überwachen und vorausschauend zu warten. Gleichzeitig führt eine schlechte Auslastung von Motoren zu hohem Energieverbrauch, Störungen wiederum zu teuren Ausfällen. An diesen wirtschaftlichen Koordinaten setzt ABB nun mit einer neuartigen Lösung an. Auf der Hannover Messe will der Antriebsspezialist einen smarten Sensor vorstellen, mit dem Anlagenbetreiber künftig jederzeit den Zustand ihrer Motoren über Smartphone oder PC überprüfen können.

Weil die Informationen über den Zustand jedes einzelnen Motors sofort und exakt verfügbar sind, können Anlagenbetreiber die Wartung auf Basis des tatsächlichen Bedarfs planen und sind nicht mehr alleine auf Zeitintervalle oder Betriebsstunden angewiesen. Außerplanmäßige Stillstände lassen sich so verhindern, die Betriebszeit verlängern. Ein zentraler Aspekt angesichts sonst anfallenden Kosten, denn eine Ausfallstunde in der Prozessindustrie kann leicht mehrere Zehntausend Euro bedeuten.

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Sensortag mit Kommunikationsschnittstelle

Kern der Anwendung ist ein kleines, smartes Sensortag. Es wird ähnlich einem Typenschild außen am Motor angebracht. Die Lösung beschränkt sich dabei nicht auf Neumotoren von ABB, sondern kann auch bei bereits montierten Motoren genutzt werden. Das Sensormodul liefert Informationen zu Betriebs- und Zustandsparametern wie Vibrationen, Temperatur oder Überlastung und ermittelt den Energieverbrauch mit einer Genauigkeit von +/- 10 Prozent.

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Jonas Spooerendonk zum Smart Sensor
"Schließlich muss das Ganze auch bezahlbar sein"

Predictive Maintenance gilt als wichtiger Kostenhebel und eine der wenigen bereits konkreten Anwendungen in Industrie 4.0 - bislang nur nicht für Niederspannnungsmotoren. Jonas Spoorendonk erklärt, warm der Smart-Sensor-Ansatz greift.

Was macht es teuer, Niederspannungsmotoren zu überwachen?

Es ist eine entsprechend anspruchsvolle Infrastruktur erforderlich, die häufig mehr kostet als die Motoren selbst. Des Weiteren wird qualifiziertes Fachpersonal benötigt. Ohne eine korrekt aufgebaute Infrastruktur hat das Wartungsteam keine ausreichenden Daten, um Optimierungsmaßnahmen durchführen zu können. In den meisten Fällen macht heute eine komplexe Überwachung von Niederspannungsmotoren keinen Sinn.

Und welcher Ansatz räumt diese Hürden aus dem Weg?

Ein Schwachpunkt vieler Predictive-Maintenance-Maßnahmen ist die Periodizität des Datensammelns. Instandhaltungspersonal führt Motoreninspektionen in der Regel nur alle paar Tage oder Wochen durch. Man bekommt entsprechend wenige Datensätze, die Auskunft über den aktuellen Zustand der Motoren geben. Die neuen Smart-Sensor-Module von ABB liefern jede Stunde einen Datensatz. Die Sicherheit, ein Motorenproblem rechtzeitig zu erkennen, ist dadurch um ein Vielfaches höher.

Und wie drosseln Sie den Kostenfaktor?

Er ist sicherlich eine Herausforderung für Internet-der-Dinge-Anwendungen in Zusammenhang mit Predictive Maintenance, denn schließlich muss das Ganze bezahlbar sein. Bei der neuen Lösung von ABB werden Sensoren aus der industriellen Massenproduktion für die Analyse und Diagnose der Motorzustandsdaten verwendet. Intelligente Dienste können damit für Millionen von Motoren genutzt werden.

ABB hostet selbst: Ist auch ein eigenes Geschäftsmodell geplant?

Das neue Angebot ermöglicht zweifellos neue, interessante Geschäftsmodelle für die Wartung von Niederspannungsmotoren, wenngleich in erster Linie nicht für ABB selbst, sondern für Partner- und Drittunternehmen aus dem Instandhaltungssektor. Es wird sich eine völlig neue Instandhaltungs-, Dienstleistungs- und Servicewelt eröffnen, in der unterschiedliche Dienstleister dazu beitragen, die Anlagenleistung zu erhöhen und gleichzeitig Kosten zu sparen. Hier sind verschiedene Szenarien möglich. Allen gemein ist, dass sich daraus Win-win- oder sogar Win-win-win-Situationen für die beteiligten Firmen ergeben. Effizientere Instandhaltungskonzepte in der Smart Factory werden die Folge sein.

Lässt sich diese Lösung ausbauen?

Momentan sind keine weiteren Anwendungsfelder geplant. Angesichts von Millionen von Elektromotoren, für die die smarten Sensoren infrage kommen, haben wir erst einmal ein reichlich großes Feld zu bearbeiten.

Das smarte Sensor-Modul sendet die Daten drahtlos per Standardprotokollen an sichere cloudbasierte Server von ABB. Dort werden sie mittels speziell entwickelter Software für die Analyse in verwertbare Informationen übersetzt. ABB stellt dann die Informationen und Empfehlungen für die Motorenwartung via Smartphone oder ein internetbasiertes Kundenportal zur Verfügung.

Die Analyse der gespeicherten Daten kann neue Konzepte für die Optimierung von Betrieb und Wartung von Anlagen eröffnen. Mit Hilfe von Informationen über den Energieverbrauch der Motoren etwa lassen sich effizientere Lastprofile erstellen. Diese neuartige Zustandsanalyse ermöglicht neue Geschäftsmodelle auf der Basis internetbasierter Daten, die durch das Internet der Dinge jetzt zunehmend realisierbar sind.

„Unsere smarten Sensor-Module ermöglichen Anwendern jetzt einen tieferen Blick in die Anlagen", erklärt Jonas Spoorendonk, Local Business Unit Manager Motors & Generators bei ABB in Deutschland. Werden potenzielle Motorprobleme erkannt, kann eine gezielte Wartungsplanung für die installierten Niederspannungsmotoren erfolgen. „Das bringt erhebliche Einsparungen mit sich und kann auch eine mögliche Reduktion der Redundanzen zur Folge haben.“ Oft sei es bei klassischen Servicemodellen noch üblich, für einen möglichen Ausfall oder bei kritischen Anwendungen Motoren zwei- oder sogar dreifach redundant vorzuhalten. Mit den Vorteilen der vorausschauenden Wartung ließen sich Stillstandszeiten reduzieren oder verhindern und die Energieeffizienz signifikant erhöhen. Millionen von Motoren erhalten Zugang zum Internet der Dinge, Dienste und Menschen und werden Teil von Industrie 4.0-Projekten, positioniert ABB das neue Smarttag.

Intelligente Dienste für Millionen Motoren

Eine Herausforderung sei dabei sicherlich auch der Kostenfaktor. Bei der neuen Lösung von ABB werden Sensoren aus der industriellen Massenproduktion für die Analyse und Diagnose der Motorzustandsdaten verwendet. Intelligente Dienste können damit für Millionen von Motoren genutzt werden. ABB arbeitet derzeit intensiv an der Entwicklung dieser Lösung und will den Dienst 2016 einführen.

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Über den Autor

Karin Pfeiffer

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Journalistin