Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Wartung im Dauermodus - Sensoren überwachen lückenlos Maschinen und Anlagen

26.03.2015

Ein neues Verfahren, das den Zustand von Maschinen pausenlos im Auge behält, entwickelt das Forscherteam von Professor Andreas Schütze von der Universität des Saarlandes.

Mobil via Tablet-PC informiert das System, wie es um Industrieanlagen steht, wann ein Ersatzteil ausgetauscht werden muss oder welche Reparatur noch warten kann. Sensoren sammeln hierzu permanent Messdaten, etwa über Schwingungsfrequenz und Temperatur.


Ein Sensorsystem behält den Zustand von Maschinen im Auge: Das Team von Prof. Andreas Schütze (l.) zeigt das Verfahren mit einem Hydraulik-Teststand, den Ingenieur Nikolai Helwig mitentwickelt hat.

Foto: Oliver Dietze

Die Ingenieure arbeiten mit dem Deutschen Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) und der Firma HYDAC daran, die Datenmuster automatisch typischen Fehlerzuständen zuzuordnen.

Mit einem Hydraulik-Teststand zeigen die Forscher ihr Verfahren vom 13. bis 17. April auf der Hannover Messe am saarländischen Forschungsstand (Halle 2, Stand B 46).

Das Phänomen ist bekannt: Lange bevor ein technisches Gerät seinen Dienst versagt, ändert sich sein Zustand. Die Maschine macht andere Geräusche, vibriert stärker, wird mitunter sogar heiß. Was im Kleinen für die heimische Waschmaschine zutrifft, gilt auch im Großen: etwa bei Windkraft- oder Industrieanlagen. Versagt hier ein Bauteil, funktioniert plötzlich ein Ventil oder eine Pumpe nicht, fällt die Kühlung aus oder ist der Druck zu gering, stehen ganze Anlagen still – und das kann teuer werden.

„Unser Sensorsystem macht den aktuellen Zustand einer Anlage transparent. Wir arbeiten daran, dass es in einem sehr frühen Stadium warnt, wenn sich ein Schadensfall ankündigt. Indem wir mehrere Sensoren kombinieren, können wir auch kleinste Veränderungen erfassen, die mit einem einzelnen Sensor nicht erkennbar sind“, erläutert Andreas Schütze.

Die Messtechniker bringen dafür Vibrationssensoren an mehreren Stellen einer Maschine an, die ununterbrochen Messdaten liefern, beziehen aber auch die Messwerte von heute standardmäßig bereits installierten Prozesssensoren mit ein. Auf der Hannover Messe zeigen sie dies an einem Hydraulik-Teststand.

„Wir forschen daran, die Sensormuster – etwa die Frequenz von Schwingungen – typischen Schadens- und Fehlerzuständen wie Abnahme der Kühlleistung oder des Speicherdrucks zuzuordnen“, erklärt Schütze. Hierzu untersuchen die Forscher die Muster Tausender Messdaten und identifizieren aus der Masse der Daten diejenigen, die mit bestimmten Veränderungen der Maschine in Zusammenhang stehen.

„Wir filtern aus der Datenmasse eine überschaubare Menge an aussagekräftigen Sensormessdaten heraus, die für bestimmte Schadenszustände charakteristisch sind“, erklärt Ingenieur Nikolai Helwig, der den Hydraulik-Teststand mitentwickelt hat. „Hierdurch wollen wir Störungen im Arbeitszyklus schon während sie sich anbahnen zuverlässig erkennen und mathematische Modelle für die verschiedenen Fehlergrade erstellen“, sagt der Ingenieur.

Mit diesen Informationen über die Beziehung zwischen Sensormustern und beginnenden Fehlfunktionen und Schäden der Anlage lernen die Ingenieure ihr System an, damit es die Zusammenhänge künftig automatisch selbst erkennt. Hierbei arbeitet Schützes Ingenieurteam an der Saar-Uni und am Saarbrücker Zentrum für Mechatronik und Automatisierungstechnik mit Forschern des DFKI und dem Firmenverbund HYDAC zusammen.

„Wir werten die Sensordaten mit statistischen Methoden aus. Damit die späteren Nutzer die Zahlen richtig deuten, erforschen wir, wie wir den Ergebnissen automatisch ihre Bedeutung zuordnen und sie für den Menschen leicht verständlich übersetzen. Das System soll so weiterentwickelt werden, dass es auf Maschinen und Anlagen angelernt, auf deren spezifische Bedürfnisse maßgeschneidert angepasst werden kann“, sagt Schütze.

Je nachdem wie sich das Zustandsbild darstellt, soll das System Maßnahmen empfehlen, etwa wann ein Ersatzteil ausgetauscht werden sollte. „Auf diese Weise wird die Instandhaltung großer und auch schwer erreichbarer Anlagen planbar. Es können Schäden, Stillstände und Produktionsausfälle vermieden werden, aber auch überflüssige Wartungsarbeiten, etwa wenn das nach Wartungsplan auszutauschende Bauteil tatsächlich noch in Ordnung ist“, sagt Schütze.

„Außerdem kann das System analysieren, ob Maschinen während eines Fertigungsprozesses in einwandfreiem Zustand gearbeitet haben, so dass es auch bei der Qualitätskontrolle zum Einsatz kommen kann. Es ergeben sich also viele Anwendungsmöglichkeiten insbesondere für Industrie 4.0“, ergänzt er.

Die Sensoren überwachen im Verbund auch, ob sie selbst noch einwandfrei funktionieren. „Das System überprüft ununterbrochen, ob die einzelnen Sensoren verlässliche Messdaten liefern. Ist dies bei einem Sensor nicht der Fall, werden seine Daten automatisch aus der Wertung genommen. Das System läuft also robust und verkraftet Ausfälle einzelner Sensoren ohne Problem, indem es diese überbrückt“, erläutert Schütze.

Kontakt: Prof. Dr. Andreas Schütze, Tel.: 0681/302 4663, E-Mail: schuetze@lmt.uni-saarland.de, http://www.lmt.uni-saarland.de
Dipl.-Ing. Nikolai Helwig: 0681 - 8578741; E-Mail: n.helwig@mechatronikzentrum.de
Dipl.-Ing. Eliseo Pignanelli: Tel.: 0681 - 8578744, E-Mail: e.pignanelli@lmt.uni-saarland.de

Der saarländische Forschungsstand ist während der Hannover Messe erreichbar unter Tel.: 0681-302-68500

Hinweis für Hörfunk-Journalisten: Telefoninterviews in Studioqualität möglich über Rundfunk-Codec (IP-Verbindung mit Direktanwahl oder über ARD-Sternpunkt 106813020001). Interviewwünsche bitte an die Pressestelle (0681/302-64091 oder -2601).

Hintergrund:
Am Zentrum für Mechatronik und Automatisierungstechnik ZeMA in Saarbrücken arbeiten Saar-Uni, Hochschule für Technik und Wirtschaft sowie Industriepartner zusammen, um Mechatronik und Automatisierungstechnik im Saarland zu stärken sowie den Technologietransfer zu fördern. In zahlreichen Projekten wird industrienah entwickelt und neue Methoden aus der Forschung in die industrielle Praxis umgesetzt. http://www.zema.de/

Der saarländische Forschungsstand wird organisiert von der Kontaktstelle für Wissens- und Technologietransfer der Universität des Saarlandes (KWT). Sie ist zentraler Ansprechpartner für Unternehmen und initiiert unter anderem Kooperationen mit Saarbrücker Forschern. http://www.uni-saarland.de/kwt


Claudia Ehrlich | Universität des Saarlandes

Weitere Nachrichten aus der Kategorie HANNOVER MESSE:

nachricht Rittal mit neuer Push-in-Leiteranschlussklemme - Kontakte im Handumdrehen
26.04.2017 | Rittal GmbH & Co. KG

nachricht Neuer Blue e+ Chiller von Rittal - Exakt regeln und effizient kühlen
25.04.2017 | Rittal GmbH & Co. KG

Alle Nachrichten aus der Kategorie: HANNOVER MESSE >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Topologische Quantenzustände einfach aufspüren

Durch gezieltes Aufheizen von Quantenmaterie können exotische Materiezustände aufgespürt werden. Zu diesem überraschenden Ergebnis kommen Theoretische Physiker um Nathan Goldman (Brüssel) und Peter Zoller (Innsbruck) in einer aktuellen Arbeit im Fachmagazin Science Advances. Sie liefern damit ein universell einsetzbares Werkzeug für die Suche nach topologischen Quantenzuständen.

In der Physik existieren gewisse Größen nur als ganzzahlige Vielfache elementarer und unteilbarer Bestandteile. Wie das antike Konzept des Atoms bezeugt, ist...

Im Focus: Unterwasserroboter soll nach einem Jahr in der arktischen Tiefsee auftauchen

Am Dienstag, den 22. August wird das Forschungsschiff Polarstern im norwegischen Tromsø zu einer besonderen Expedition in die Arktis starten: Der autonome Unterwasserroboter TRAMPER soll nach einem Jahr Einsatzzeit am arktischen Tiefseeboden auftauchen. Dieses Gerät und weitere robotische Systeme, die Tiefsee- und Weltraumforscher im Rahmen der Helmholtz-Allianz ROBEX gemeinsam entwickelt haben, werden nun knapp drei Wochen lang unter Realbedingungen getestet. ROBEX hat das Ziel, neue Technologien für die Erkundung schwer erreichbarer Gebiete mit extremen Umweltbedingungen zu entwickeln.

„Auftauchen wird der TRAMPER“, sagt Dr. Frank Wenzhöfer vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) selbstbewusst. Der...

Im Focus: Mit Barcodes der Zellentwicklung auf der Spur

Darüber, wie sich Blutzellen entwickeln, existieren verschiedene Auffassungen – sie basieren jedoch fast ausschließlich auf Experimenten, die lediglich Momentaufnahmen widerspiegeln. Wissenschaftler des Deutschen Krebsforschungszentrums stellen nun im Fachjournal Nature eine neue Technik vor, mit der sich das Geschehen dynamisch erfassen lässt: Mithilfe eines „Zufallsgenerators“ versehen sie Blutstammzellen mit genetischen Barcodes und können so verfolgen, welche Zelltypen aus der Stammzelle hervorgehen. Diese Technik erlaubt künftig völlig neue Einblicke in die Entwicklung unterschiedlicher Gewebe sowie in die Krebsentstehung.

Wie entsteht die Vielzahl verschiedener Zelltypen im Blut? Diese Frage beschäftigt Wissenschaftler schon lange. Nach der klassischen Vorstellung fächern sich...

Im Focus: Fizzy soda water could be key to clean manufacture of flat wonder material: Graphene

Whether you call it effervescent, fizzy, or sparkling, carbonated water is making a comeback as a beverage. Aside from quenching thirst, researchers at the University of Illinois at Urbana-Champaign have discovered a new use for these "bubbly" concoctions that will have major impact on the manufacturer of the world's thinnest, flattest, and one most useful materials -- graphene.

As graphene's popularity grows as an advanced "wonder" material, the speed and quality at which it can be manufactured will be paramount. With that in mind,...

Im Focus: Forscher entwickeln maisförmigen Arzneimittel-Transporter zum Inhalieren

Er sieht aus wie ein Maiskolben, ist winzig wie ein Bakterium und kann einen Wirkstoff direkt in die Lungenzellen liefern: Das zylinderförmige Vehikel für Arzneistoffe, das Pharmazeuten der Universität des Saarlandes entwickelt haben, kann inhaliert werden. Professor Marc Schneider und sein Team machen sich dabei die körpereigene Abwehr zunutze: Makrophagen, die Fresszellen des Immunsystems, fressen den gesundheitlich unbedenklichen „Nano-Mais“ und setzen dabei den in ihm enthaltenen Wirkstoff frei. Bei ihrer Forschung arbeiteten die Pharmazeuten mit Forschern der Medizinischen Fakultät der Saar-Uni, des Leibniz-Instituts für Neue Materialien und der Universität Marburg zusammen Ihre Forschungsergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift Advanced Healthcare Materials. DOI: 10.1002/adhm.201700478

Ein Medikament wirkt nur, wenn es dort ankommt, wo es wirken soll. Wird ein Mittel inhaliert, muss der Wirkstoff in der Lunge zuerst die Hindernisse...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Wissenschaftliche Grundlagen für eine erfolgreiche Klimapolitik

21.08.2017 | Veranstaltungen

DGI-Forum in Wittenberg: Fake News und Stimmungsmache im Netz

21.08.2017 | Veranstaltungen

European Conference on Eye Movements: Internationale Tagung an der Bergischen Universität Wuppertal

18.08.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Studie für Patienten mit Prostatakrebs: Einteilung in genomische Gruppen soll Therapie präzisieren

21.08.2017 | Interdisziplinäre Forschung

Forscher entwickeln zweidimensionalen Kristall mit hoher Leitfähigkeit

21.08.2017 | Physik Astronomie

Ein neuer Indikator für marine Ökosystem-Veränderungen - der Dia/Dino-Index

21.08.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz