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Antriebstechnik

Der Antrieb als Einstieg in die Digitalisierung

| Autor: Ute Drescher

Das Antriebssystem gilt als Schlüsselkomponente für den Einstieg in die Digitalisierung. Wie machen Automatisierungsunternehmen diesen Einstieg möglich?

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Mit Sidrive IQ bietet Siemens eine digitale Plattform, um die Daten aus Antriebssystemen auszuwerten und zu nutzen.
Mit Sidrive IQ bietet Siemens eine digitale Plattform, um die Daten aus Antriebssystemen auszuwerten und zu nutzen.
(Bild: www.siemens.com/press)

Die Vorteile eines digitalisierten Antriebsstrangs für den Anlagen- und Maschinenbetreiber liegen auf der Hand: mit ihm lässt sich die Wartung der Anlage optimieren, die Verfügbarkeit sicherstellen und die Produktivität erhöhen, und das über den gesamten Lebenszyklus hinweg. Außerdem werden Rückschlüsse für den Hersteller möglich, so dass sich Komponenten und Systeme für bestimmte Betriebsfälle optimieren lassen.

Alle großen Anbieter von Automatisierungstechnik bieten inzwischen Lösungen für die Digitalisierung des Antriebsstrangs an. Bei Siemens ist es die cloudbasierte, digitale Plattform Sidrive IQ, erstmals vorgestellt auf der SPS IPC Drives 2018. Sie macht die Auswertung und Nutzung der Daten aus dem Antriebssystem möglich.

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Antrieb mit der Cloud verbinden

Basierend auf den vernetzten Antriebssystemen von Siemens ist die cloudbasierte Applikation auch für Motoren und Umrichter im Mittelspannungs- und Hochspannungsbereich verfügbar. Mit Konnektivitätsmodulen wie Simotics Connect 600 und Sinamics Connect 500 werden Hochspannungsmotoren und Mittelspannungsumrichter einfach an Sidrive IQ angebunden. Um zukünftig auch laufende Motoren im Feld nachzurüsten, stellt Siemens auf der Hannover Messe 2019 das Konnektivitätsmodul Simotics Connect 400 vor.

Damit können auch direkt am Netz betriebene Niederspannungsmotoren der Baugrößen AH100 bis AH450 ohne weitere bauliche Veränderung Betriebsdaten zu der cloudbasierten Sidrive-IQ-Fleet-App senden. Durch die regelmäßige Datenanalyse können sich Anlagenbetreiber effizient und schnell einen Überblick über die Betriebszustände ihrer Antriebssysteme verschaffen und ihren Service bedarfsgerecht planen. Durch das Zusammenspiel von Betriebsdaten und den zugehörigen digitalen Zwillingen stehen Anlagen- und Maschinenbetreibern zahlreiche Daten zur Verfügung. Typische Applikationen der überwachten Niederspannungsmotoren sind Pumpen, Lüfter und Kompressoren.

Visualisieren und analysieren

Speziell für die Fertigungsindustrie hat Siemens die App Analyze Mydrive konzipiert: Sie ermöglicht die Visualisierung, Analyse und Überwachung der Antriebsdaten. Durch die kontinuierliche Überwachung von Stromaufnahme, Drehmoment und Frequenz sowie durch die Messung von Energieflüssen lässt sich der Optimierungs- und Wartungsbedarf des Antriebs und der Maschine erkennen.

ABB bündelt in der Cloud ABB Ability das gesamte Portfolio an digitalen Lösungen und Services des Unternehmens. ABB Ability – hervorgegangen aus einer strategischen Partnerschaft mit Microsoft – ist eine Entwicklung auf der führenden Cloud-Plattform Azure des Softwareherstellers. „Da wir unsere Lösungen auf der Microsoft-Plattform Azure entwickeln, profitieren wir von Microsofts Kompetenz und kombinieren diese mit unserem branchenspezifischen Angebot“, begründet Guido Jouret, Chief Digital Officer von ABB, die Zusammenarbeit.

Um die Betriebsdaten von Niederspannungsmotoren mit ABB Ability zu verbinden, gibt es den ABB-Ability-Smart-Sensor, den ABB schon vor zwei Jahren vorgestellt hat. Der Sensor lässt sich ohne Verkabelung am Motor anbringen und übermittelt Daten zu Vibration, Temperatur, Last oder Energieverbrauch in die Cloud. Sobald die Parameter von der Norm abweichen, wird eine Warnmeldung generiert. Der Anlagenbetreiber kann dann vorbeugend eingreifen, ehe der Motor ausfällt.

Auch die Mechanik im Blick

Nun adaptiert ABB die Smart-Sensor-Technologie auf Stehlager von Dodge, um außerplanmäßige Stillstände zu vermeiden und die Lebensdauer von Anlagen zu verlängern. Diese Lösung wird erstmals auf der Hannover Messe 2019 zu sehen sein. Die Smart-Sensor-Technologie liefert durch eine Analyse des Lagerzustandes anhand von Vibrations- und Temperaturdaten frühzeitig Hinweise auf mögliche Probleme. So sind 80 % der Lagerausfälle durch die Schmierung bedingt; ein „heiß laufendes“ Lager kann auf eine nicht ausreichende Schmierung hindeuten. Die Überwachung der Lagervibrationen kann auf mögliche Anlagenprobleme hinweisen. Dadurch können Stillstandszeiten bei Anwendungen wie Schüttgutförderanlagen vermieden werden, die häufig im Bergbau, der Zuschlagstoff- und Zementherstellung sowie bei Anwendungen in der Nahrungs- und Genussmittelindustrie eingesetzt werden.

Schneider Electric verbindet die drei Technologiebereiche „vernetzte Produkte“ (die Geräte in der Feldebene), „Edge Control“ (Steuerebene) sowie „Apps, Analysen und Services“ in der ganzheitlichen Architektur Ecostruxure und ermöglicht so die durchgängige Konnektivität auf allen Ebenen der Fertigung.

Zielgenaues Monitoring

Zu den Produkten mit integrierten intelligenten Messgeräten und Sensoren gehören bei Schneider Electric beispielsweise die Frequenzumrichter der Altivar-Process-Serie, der die Erfassung dedizierter Maschinen- und Anlagedaten ermöglicht, die dann auf Edge Control Ebene mittels leistungsstarker Steuerungsplattformen lokal oder in der Cloud gesammelt werden. Digitalisierungslösungen wie die „Ecostruxure Asset Advisor“-Software stellen anschließend ein zielgenaues Monitoring sowie eine umfassende Datenanalyse und -auswertung sicher – und schlagen so die Brücke von “Big Data” zu “Smart Data”. So können Prozess- und Energiedaten beispielsweise auch standortunabhängig und zu jeder Zeit abgerufen werden, um Fehlerpotenziale bereits frühzeitig zu erkennen. Die Ecostruxure-Architektur stellt dabei mit offenen Standards die langfristige Kompatibilität mit übergeordneten Software-Plattformen, Schnittstellenanforderungen und Industriestandards sicher.

Netzwerke aufbauen

Auf der Hannover Messe 2019 geht Schneider Electric nun noch einen Schritt weiter: Der Automatisierungsexperte möchte ein offenes, standardbasiertes Ökosystem aufbauen, indem vernetzte und kollaborative Communities konkrete Kundenprobleme durch Co-Innovation und die Nutzung von IoT-Plattformen gemeinsam lösen können. So soll ein Netzwerk aus Anbietern, Systemintegratoren, Start-ups, Entwicklern, OEMs, Kunden und Distributoren geschaffen werden, um spezifische Kundenanforderungen zu bedienen.

Hannover Messe 2019: ABB: Halle 11, Stand A35, Schneider Electric: Halle 11, Stand C58,

Siemens: Halle 9, Stand D35

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Über den Autor

 Ute Drescher

Ute Drescher

Chefredakteurin, konstruktionspraxis – Alles, was der Konstrukteur braucht