Definition und Zweck:
Zustandsüberwachung (engl. Condition Monitoring – CM) ist der Prozess der kontinuierlichen oder regelmäßigen Erfassung und Analyse von Daten über den Betriebszustand von Maschinen, Anlagen oder kritischen Komponenten. Das Hauptziel ist es, den „Gesundheitszustand“ einer Anlage zu überwachen, um beginnenden Verschleiß, Fehlfunktionen oder Abweichungen vom Normalbetrieb frühzeitig zu erkennen, bevor sie zu einem ungeplanten Ausfall oder schwerwiegenden Schäden führen.
Zustandsüberwachung ist die Grundlage für eine zustandsbasierte Wartung und ein zentraler Bestandteil der Predictive Maintenance (vorausschauenden Wartung).
Typische Parameter und Technologien:
Die Zustandsüberwachung umfasst die Erfassung verschiedener physikalischer Größen, die auf den Zustand einer Maschine schließen lassen:
- Vibration: Messung von Schwingungen an Motoren, Getrieben, Lagern (z.B. mit Beschleunigungssensoren). Veränderungen im Schwingungsmuster können auf Unwucht, Lagerschäden oder Ausrichtungsfehler hinweisen.
- Temperatur: Überwachung der Temperatur von Motoren, Lagern, Getrieben, Pumpen oder Schaltschränken (mit Temperatursensoren). Erhöhte Temperaturen sind oft ein Zeichen für Überlastung oder Reibung.
- Stromverbrauch: Analyse des Motorstroms, um Lastzustände oder mechanische Probleme zu erkennen.
- Druck und Durchfluss: Überwachung von Fluidiksystemen.
- Akustik: Analyse von Geräuschen, um Unregelmäßigkeiten zu erkennen.
- Ölanalyse: Untersuchung von Schmieröl auf Verunreinigungen oder Metallpartikel.
Die Daten werden von Sensoren erfasst, über Feldbusse oder Industrial Ethernet an eine SPS, einen Edge Controller oder direkt in ein Condition Monitoring System übertragen, wo sie analysiert werden.
Vorteile in der Automatisierung:
- Reduzierung ungeplanter Stillstände: Proaktives Eingreifen ermöglicht die Planung von Wartungsarbeiten zu optimalen Zeitpunkten.
- Optimierung der Wartungskosten: Vermeidung unnötiger präventiver Wartungen und teurer Notfallreparaturen.
- Verlängerung der Lebensdauer von Assets: Schäden können verhindert werden, bevor sie kritisch werden.
- Verbesserung der Betriebseffizienz: Feinabstimmung von Prozessen basierend auf Zustandsdaten.
- Erhöhung der Sicherheit: Früherkennung potenziell gefährlicher Zustände.
Zustandsüberwachung ist ein wesentlicher Baustein für die Umsetzung von Asset Performance Management (APM) und die Realisierung der Smart Factory im Rahmen von Industrie 4.0.
→ Siehe auch: Condition Monitoring, Predictive Maintenance, Asset Performance Management (APM), Vibrationssensor, Sensor, Industrie 4.0
