Zustandsüberwachung

Intelligenzschub für WZM

Intelligenzschub für WZM

Intelligenzschub für WZM

Intelligenzschub für WZM

Eine nachrüstbare Zustandsüberwachung aus dem Hause Schildknecht stellt Sensordaten über Profinet bereit.

Werkzeugmaschinen spielen in der Teilefertigung von Zulieferunternehmen der Automobilindustrie eine zentrale Rolle, wobei in einer Fertigungshalle häufig Hunderte Maschinen verschiedener Altersklassen und Hersteller anzutreffen sind. Da finden sich neben modernen Maschinen mit bereits integrierter Sensorik auch Oldtimer, deren Betriebszustand lediglich durch elektromechanische Baugruppen überwacht wird.

Im Zuge von Industrie 4.0 verstärkt sich jetzt der Betreiberwusch, alle Maschinen –  auch und vor allem die Oldtimer – mit intelligenten Sensorsystemen einschließlich Datenkommunikation nachzurüsten und so die Voraussetzung für ein effizientes „Condition Monitoring“ zu schaffen. Das erfordert – neben einem nachträglichen Einbau von Sensoren - ein leistungsfähiges System für den Transport der der Sensordaten von der Maschinen-Sensorik zu einem System für Verarbeitung und Darstellung der Sensordaten ohne Eingriff in die eigentliche Maschinensteuerung.

Vor dieser Aufgabe stand ein großer Autoteile-Hersteller in Portugal, der seine Werkzeugmaschinen – meist 12 Maschinen je Produktionslinie - entsprechend nachrüsten wollte. Nach einer gründlichen Marktanalyse beauftragte er damit das IIOT-Unternehmen IndustrialSYS, welches eine leistungsfähige Lösung unter Einsatz des “ Condition Monitoring-Baukastens“ der Schildknecht AG im Zusammenspiel mit Profinet vorgeschlagen umgesetzt hatte.

Herausforderungen

Die besonderen Herausforderungen dieses Projektes lag in der Verschiedenheit der Maschinen – mit oder ohne Sensorik, mit analogen und/oder digitalen Signalen, mit unterschiedlichen Steuerungssystemen – sowie in der Forderung, die CM-Nachrüstung in kurzer Zeit und ohne wesentliche Beeinträchtigung der laufenden Fertigung vorzunehmen. Dabei sollten alle Maschinen zur Bereitstellung folgender vier Betriebsgrößen ertüchtigt werden: Temperatur der Schaltschränke, des Kühlkreislaufs, und des Öl-Hydraulikkreis sowie Druck im Druck- Hydraulikkreis.

Weitere Forderungen bezogen sich auf optimale Überbrückung der Maschinenabstände bei der Signalübertragung, kurze Installationszeiten und Einsatz eines leistungsfähigen und etablierten Kommunikationssystems mit Eignung zur einfachen Integration in andere, bereits vorhandene Anwendungen. Außerdem sollten die Werte lokal über Dashboard direkt abgerufen werden können.

Lösung

Die komplexen Anwenderforderungen wurden durch Einsatz von Wireless-Technologie zur Datenübertragung sowie entsprechender Hard- und Software-Komponenten  gelöst. IndustrialSYS setzte dafür auf die seit Jahren bewährte Bluetooth-Technologie und den für derartige Lösungen  speziell konfigurierten n „Condition Monitoring-Baukasten“ der Schildknecht AG. Der Datenpfad von den Maschinen bis zur Daten-Anzeige/Auswertung erstreckt sich über drei Sektoren:

  • Als Datenquelle dienen die an den Maschinen bereits installierten Sensoren, wie es in der ersten Phase des  vorliegenden Projektes der Fall war. Maschinen ohne Sensor können  mit dem im erwähnten Baukasten enthaltenen CISS-Sensor (Connected Industrial Sensor Solution) von Bosch sehr einfach nachgerüstet werden; dieser ist zur Aufnahme von 8 Messgrößen geeignet, leicht montierbar und stellt die Messwerte digital und bereits über Bluetooth zur Verfügung.
  • Die (noch) kabelgebundenen analogen oder digitalen Sensorsignale werden über den Baustein Dataeagle Xtreme IO in wireless-Signale umgesetzt und ebenfalls per Bluetooth bereitgestellt
  • Die jetzt durchgehend über Bluetooth verfügbaren Sensorsignale werden vom IOT Gateway Dataeagle 2730 über seine max. 8 Bluetooth-Paralleleingänge empfangen und ausgangsseitig auf gängige Kommunikationstechnologien wie Profibus, Profinet u. a. zur Weiterleitung an z.B. einen Industrie-PC oder ein Visualisierungssystem oder eine Cloud umgesetzt. Im vorliegenden Projekt kam hierfür Profinet zum Einsatz zusammen mit einer Siemens-Steuerung, welche die Daten im Netzwerk und zur Visualisierung bereitstellt.

Anwendernutzen

Die erfolgreich gelöste Applikation ist exemplarisch für unzählige ähnlich gelagerte Fälle: Fertigungsmaschinen – auch und gerade die Oldtimer – durch ein leistungsfähiges Condition Monitoring einen „Intelligenzschub“ zu ermöglichen  und sie zugleich IOT-fähig zu machen.

Dem Anwender bietet diese Lösung vielschichtigen, vor allem wirtschaftlichen Nutzen: Nachrüstung vor Ort mit geringstmöglicher Beeinträchtigung der Produktion, Verfügbarkeit aller erforderlichen Komponenten in einem CM-Baukasten und Einsatz bewährter Technologien wie Bluetooth und Profinet, der führenden Industrial Ethernet-Kommunikationstechnologie.