CM weitergedacht

Vor diesem Hintergrund und der weiter steigenden Bedeutung von Condition Monitoring im industriellen Umfeld lag nun der nächste Schritt in diese Richtung nah. Hinzu kommt, dass das Unternehmen in den letzten Jahren sein Portfolio an Automatisierungs- und Digitalisierungslösungen kontinuierlich ausgebaut hat. Unter dem Leitsatz „From Data to Value“ werden Komponenten und Lösungen für die Datenerfassung, -vorverarbeitung, -kommunikation bis hin zur Datenanalyse angeboten. Dabei eignet sich das IIoT-Portfolio sowohl für Greenfield- als auch für Brownfield-Anwendungen.

Um Hard- und Software rund um das Thema Condition Monitoring aus einer Hand vollumfänglich anbieten zu können, fehlte bislang noch die zugehörige Sensorik. Bereits auf der Hannover Messe 2019 wurden die Ansätze für eine „Smart-Sensor-Platt-form“ präsentiert, die in Produktionsanlagen zur präzisen Überwachung von Prozess- und Zustandsdaten eingesetzt werden sollte. Zur letztjährigen SPS wurden Prototypen unter dem Namen U-Sense gezeigt. Im Herbst dieses Jahres ist der smarte Sensor nun in zwei Ausführungen verfügbar: als universeller Stromsensor U-Sense Energy Drives und als Vibrationssensor U-Sense Vibration. „Im ersten Schritt legen wir den Fokus auf die Schwingungsüberwachung“, sagt Sascha Dreifert, Business Unit Leiter Power Supplies & Interface Electronics. Er verweist auf die Millionen von rotierenden Geräten, wie Motoren, Pumpen oder Getriebe, die sich in Produktionsanlagen im Einsatz befinden. Ihr Verschleiß ist belastungsabhängig und damit schwer vorhersehbar. Bislang konzentrierte man sich deshalb auf festgelegte Wartungszyklen oder manuelle Inspektionen, die allerdings kostenintensiv sind. „Automatisierte Verfahren wie das Condition Monitoring sind effizienter. Hier werden verschiedene Parameter, zum Beispiel Stromaufnahme oder Temperaturwerte, kontinuierlich erfasst und ausgewertet“, erklärt S. Dreifert. Weidmüller hat diesen Ansatz weiterentwickelt und bietet mit U-Sense eine industriefähige Lösung an, um alle elektrischen Daten im IIoT bereitzustellen. „Wichtig war für uns, eine kostengünstige und einfach zu installieren Lösung zu schaffen. Mit U-Sense bieten wir nun eine optimale Lösung, auch für das Retrofit von Anlagen an“, berichtet er weiter.

Vibrationen im Blick

Mit dem U-Sense Vibration lassen sich Vibrationen, Akustikund Temperaturwerte, auch im Ex-Bereich, überwachen. „Vibrationen verraten viel über den Zustand eines Antriebs“, sagt S. Dreifert. „Sie zeigen auf, wenn sich Verschleißerscheinungen abzeichnen oder der Motor aus anderen Gründen nicht rund läuft.“ Angebracht an einen Motor zeigt der smarte Sensor von Weidmüller die Fehlfunktionen frühzeitig auf. Dabei wurde er zur Montage an rotierenden Teilen ausgelegt: er ist keine Verdrahtung erforderlich. Die Montage kann an Kühlrippen oder direkt an einem drehenden Bauteil erfolgen. „Uns war wichtig, dass die Montage ohne Bohrungen oder andere Beeinträchtigungen am Motor auskommt. Deshalb bieten wir die Möglichkeit, den Sensor auf eine Adapterplatte zu schrauben, die dann am Motor festgeklebt oder geklemmt werden kann“, verdeutlicht der Produktmanager. Dadurch ist das IP66/IP67-geschützte Gerät ohne lange Stillstandzeiten in bestehende Anlagen integrierbar. Außerdem ist es für den Einsatz bei Umgebungstemperatur zwischen –20 °C und 85 °C geeignet. Die Datenübertragung erfolgt per Bluetooth Low Energy 5.0; als Stromversorgung dient eine auswechselbare AA-Batterie. „Die Laufleistung liegt bei mehr als zwei Jahren, wenn einmal pro Stunde ein Wert gesendet wird. Realistisch und absolut ausreichend – wenn die Kommunikation ereignisorientiert erfolgt – ist demnach, dass die Datenübertragung ein- bis zweimal mal am Tag erfolgt. Dementsprechend ist auch die tatsächliche Laufleistung höher“, sagt S. Dreifert. Der Messbereich umfasst 2 g bis 16 g bei einer Abtastrate von 1 kHz. „Mit U-Sense Vibration lassen sich also einfach Asynchronmotoren in ein Industrie-4.0-Umfeld integrieren und analysieren“, fasst er zusammen.