17.09.2018

Einsatzfertige Condition-Monitoring-Pakete

Vorausschauende Wartung für alle

Egal, ob Predictive Maintenance oder Condition Monitoring: Vorausschauende smarte Wartungskonzepte gewinnen in der industriellen Antriebstechnik zunehmend an Bedeutung. Wie in vielen anderen Bereichen auch, kann der Anwender den Aufwand deutlich reduzieren, wenn er auf vorgefertigte und abgestimmte Lösungen setzt. An dieser Stelle setzt Mitsubishi Electric mit Paketen aus Frequenzumrichtern, Bediengeräten und Schwingungssensoren an.


Vorangetrieben durch steigende Energiekosten, globalen Wettbewerb und immer strengere Umweltschutznormen, hat sich der Betrieb von Elektromotoren an Frequenzumrichtern als Stand der Technik etabliert. Große Mengen an Energie und CO2-Emissionen konnten durch die elektronische Steuerung und Regelung von Antrieben anstelle mechanischer Lösungen bereits eingespart werden. Doch moderne Antriebe und Frequenzumrichter können noch weitaus mehr und spielen eine Schlüsselrolle für das industrielle Internet der Dinge.

Bedienerfreundliche Zustandsüberwachung

"Mitsubishi Electric bietet hier eine einfach zu realisierende und bedienerfreundliche Zustandsüberwachung, damit Endanwender ihre Wartungsplanung und damit die Anlagenverfügbarkeit verbessern können", sagt Linda Lewalder, Senior Product Manager Drives bei Mitsubishi Electric Europe. Die hierfür vorgefertigten Pakete bestehen aus Frequenzumrichtern, Überwachungssensor und Bediengerät, und werden den Anforderungen des jeweiligen Motors entsprechend fertig konfiguriert geliefert.

Plug&Play aus dem Baukasten

Die eingesetzten Frequenzumrichter FR-A800-E bzw. FR-F800-E verfügen über eine 100MBit-Ethernet-TCP/IP-Anbindung und bieten Maschinenbauern und Systemintegratoren somit erweiterte Möglichkeiten zur Fernüberwachung und Parametrierung sowie eine einfache, skalierbare Integration in bereits bestehende Netze. Eine weitere Besonderheit ist die integrierte SPS als Steuerung für die Sensorik: Indem die erfassten Daten direkt im Frequenzumrichter aufbereitet werden, lassen sich Maschinenzustandsinformationen ohne separate Steuerung direkt über die integrierte SPS im Frequenzumrichter als Status ausgeben. Die Geräte sind auf Smart Condition Monitoring (SCM) im Zusammenspiel mit dem FAG SmartCheck von Schaeffler ausgelegt. Neben der klassischen Messwerterfassung kann diese Sensoreinheit schwingungsbasierte Parameter überwachen und die Daten zu Steuerungen und Prozessleitsystemen weiterleiten. In diesem Zusammenspiel eignet sich das SCM Drives Kit für ganzheitliche Konzepte einer integrierten Rundumüberwachung. Durch Nutzung von PoE benötigt der Schwingungssensor nur ein Anschlusskabel und der Verdrahtungsaufwand ist entsprechend gering. Das Touchscreen-Bediengerät GOT 2103 verbindet sich als Teil des Lösungspakets über die integrierte Ethernet-Schnittstelle automatisch mit dem Frequenzumrichter und zeigt die jeweiligen Meldungen an. Neben detaillierten Informationen über den aktuellen Maschinenzustand können auch Wartungsvorschläge, Alarme mit Zeitstempel oder Trenddaten direkt, zeitnah und in Klartext visualisiert werden. Hierfür ist keinerlei Zusatzsoftware notwendig.

Umfassendes und langfristiges Konzept

Die SCM Kits-Drives gehen deutlich über das Basis-Monitoring herkömmlicher Zustandsüberwachungskonzepte hinaus. Sie erfassen neben den klassischen Überwachungsparametern auch das Schwingungsverhalten und berücksichtigen externe Parameter wie z.B. Drehzahlinformationen des Frequenzumrichters. Bei Abweichen der erfassten Daten vom Sollbereich kann das System explizite Maßnahmenempfehlungen und Klartextmeldungen lokal anzeigen und an übergelagerte Ebenen sowie Smart Devices weiterleiten. Für die Fehlererkennung und die Ergreifung geeigneter Abhilfemaßnahmen sind keine speziellen Vorkenntnisse erforderlich, sodass Wartungsteams schneller, effektiver und kostengünstiger reagieren können. Auf der Datengrundlage aus der präventiven Anlagenüberwachung lassen sich Instandhaltungsmaßnahmen bis zu ein Jahr im Voraus planen und Ausfallzeiten reduzieren. Das System erfasst und analysiert die Parameter bzw. Symptome für Wälzlagerschäden, Unwuchten, fehlerhafte Ausrichtung, Schmiermittelmangel, Temperatur, Kavitation, Phasenausfall und Resonanzfrequenz. Es liefert somit ein ganzheitliches Zustandsbild und zuverlässige Prognosen für Lüfter, Kompressoren, Pumpen, Förderbänder, Be- und Verarbeitungsmaschinen sowie deren Antriebsaggregate in hochdynamischen Anwendungen. Hiervon profitieren Anlagenlebensdauer, Produktivität sowie Ersatzteilhaltung und letzten Endes die Kosteneffizienz.

Empfehlungen der Redaktion

Energieeinsparung und Ausfallsicherheit

Selbst in der Einsteigerklasse der drehzahlveränderbaren Antriebstechnik muss der Kunde nicht auf zusätzliche Energieeinsparung, Monitoring-Funktionen und erhöhte Ausfallsicherheit verzichten. Der kompakte Umrichter FR-D700 übernimmt Drehzahlregelungen und zeichnet sich durch verbesserte Leistungsausbeute im niedrigen Drehzahlbereich aus. Typische Standardanwendungen, die so in den Genuss der Vorteile der Frequenzumrichtertechnik kommen, sind Zuführ- und Förderantriebe, oder Tor- und Türantriebe. Der Umrichter ist mit zahlreichen Funktionen und Eigenschaften für Ausfallsicherheit und lange Lebensdauer ausgestattet. Er überwacht aktiv seine eigene Funktion und gibt z.B. einen Voralarm aus, wenn die Lüfterdrehzahl auf 50 Prozent abfällt. Ein internes Messprogramm erfasst die Alterung der Hauptkreiskapazitäten und ein Betriebsstundenzähler hilft bei der Festlegung optimaler Wartungszeitpunkte. Des Weiteren sorgen Schutz- und Überlastfunktionen wie die Phasenausfallerkennung für den Eingangs- und den Ausgangskreis für sicheren Betrieb ohne Störungen.

Absicherung der Anwendung

Zur Absicherung der Anwendung ist der FR-D700 von vornherein auf langfristigen Erhalt der Geräteeigenschaften ausgelegt, unter anderem durch temperaturfeste Hochleistungskondensatoren, Kühllüfter mit gekapselten Lagern und speziellen Fetten. Gekühlt werden ausschließlich die Kühlkörper der Elektronik und nicht die Komponenten selbst, damit sich dort kein Staub oder Schmutz ablagern kann. Die Platinen sind durch ihre Speziallackierung vor aggressiven Umwelteinflüssen geschützt und haben eine hohe Lebenserwartung.

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