Wenn eine leistungsstarke und vielseitige Technologie wie Ultraschall auf das Internet der Dinge trifft, ergeben sich neue Lösungen, die die Zustandsüberwachung von Anlagen/Anlagenteilen auf ein völlig neues Niveau heben. Die Entwicklung von Ultraschallsensoren und deren Integration in Datenerfassungspunkten verspricht eine entscheidende Rolle bei der kontinuierlichen Fernüberwachung von Industrieanlagen zu spielen.

Warum Ultraschall?

Luft- und Körper-Ultraschall hat sich zweifellos zu einem wichtigen Bestandteil der Zustandsüberwachung entwickelt. Früher nur als Leckagesucher betrachtet, beginnen immer mehr Instandhaltungs- und Reliability Fachleute alle Vorteile des Einsatzes von Ultraschall in den verschiedenen Zustandsüberwachungsanwendungen zu erkennen.

Die P-F-Kurve, mit der sicherlich die meisten vertraut sind, spiegelt diesen Trend wider: Ultraschall gilt als eine der ersten Anzeigemöglichkeiten gegen ungeplante Ausfallzeiten, da Lagerausfälle sehr früh erkannt werden können.

Außerdem ist Ultraschall für seine Vielseitigkeit bekannt: Die Technologie kann in verschiedene Bereiche wie Lecksuche, Überwachung des Lagerzustands sowie deren optimalen Schmierung, Inspektion von Kondensatableitern und Ventilen, sowie elektrische Inspektion angewendet werden.

Ursprünglich und auch heute noch, wird die Ultraschalltechnologie in Wartungs- und Zustandsüberwachungspraktiken zusätzlich mit Hand-Geräte eingesetzt. Diese haben ihre ganz eigenen Entwicklungsprozesse durchlaufen und viele von ihnen sind hochentwickelte Messgeräte und Datensammler, die jedes Zuverlässigkeitsprogramm erheblich verbessern können.

Der Anstieg der Ultraschallsensoren

Die Ultraschall-Hand-Geräte spielen sicherlich immer noch eine wichtige Rolle, aber wenn wir die Technologie mit den Funktionen des Internets verbinden, können wir mithilfe von Ultraschallsensoren, die an netzwerkfähige Geräte angeschlossen sind, leistungsstärkere Überwachungslösungen nutzen. Die Sensoren messen permanent, als ob ein menschlicher Prüfer immer da wäre, um das Anlagenteil kontinuierlich rund um die Uhr zu inspizieren. Sie sammeln Daten an den Messstellen in Form von dB-Messwerten und senden sie an zentrale Geräte, die die Daten verarbeiten. Dies birgt natürlich ein großes Potenzial für die Verbesserungen von Wartungs- und Zuverlässigkeitsprogrammen. Wir können jetzt Alarme und Benachrichtigungen einrichten, den Zustand von Anlagenteilen bestimmen … alles automatisch, nahtlos und unter Ausnutzung der bekannten Vorteile der Ultraschalltechnologie.

Sensoren für mechanische Anlagen

Stellen Sie sich ein Lager in Ihrer Anlage vor, welches ein hochkritisches Bauteil ist und unter keinen Umständen ungeplant ausfallen darf. Hier kann ein Ultraschallsensor dauerhaft auf dem Lager montiert werden, der kontinuierlich dB-Messwerte sammelt und diese an eine Datenverarbeitungseinheit sendet. Ist der dB-Wert abweichend? … Sie erhalten umgehend eine E-Mail- oder SMS-Benachrichtigung. So haben Sie immer den Überblick über Ihre Anlage und deren Bauteile. Alarmwerte können nach Ihren Wünschen eingerichtet werden: Sie möchten wissen wann ein Lager geschmiert werden muss? Wann ist es beschädigt? Oder Sie möchten eine Tonaufnahme des Lagers aufnehmen, wenn ein Alarm erreicht ist? Alle das ist möglich, da die Anwender ihre eigenen Alarmstufen und Benachrichtigungen einrichten können. Und somit gehören ungeplante Ausfallzeiten der Vergangenheit an.

Fernschmierung – Sensoren mit integrierten Einzelschmierstellen

Wenn wir Sensoren haben, die ständig den Zustand der Lager überwachen, können wir die gesammelten Daten auch für eine optimale Schmierung verwenden. Eine Welt, in der die Schmierung aus der Ferne, basierend auf dem Zustand des Lagers, von jedem Gerät aus durchgeführt werden kann, ist nun Realität. Eine Lösung wie der SmartLube von UE Systems ist ein Beispiel dafür, wie integrierte Sensoren die Schmierpraktiken verändern können. Dieser Fernschmierassistent überwacht Ihre Lager 24/7 und benachrichtigt Sie, wenn eine Schmierung erforderlich ist. Bei Bedarf schmiert der Assistent das Lager präzise auf dem bewährten Ultraschallverfahren, um ein Überschmieren zu vermeiden. Die bedarfsgerechte Fernschmierung verspricht, der neue Standard für vorausschauende Wartung zu werden.

Sensoren für elektrische Anlagen

Gleiches gilt für Ultraschallanwendungen, die Sensoren für Luft-Ultraschall erfordern, wie z. B. elektrische Inspektionen. Montieren Sie die Sensoren in Ihre kritischen Geräte, und sie können diese ständig überwachen. Sobald die Sensoren etwas Ungewöhnliches erfassen, werden Daten in Form von dB-Messwerten und Tonaufnahmen an eine zentrale Verarbeitungseinheit gesendet, die nach Erreichen von individuell eingestellten Alarmwerten Benachrichtigungen auslöst. Ultraschall hat sich als hervorragende Technologie erwiesen, wenn es darum geht elektrische Fehler wie Korona, Kriechströme, Lichtbogenbildung oder mechanische lose Bauteile/Verbindungen aufzuspüren. In Verbindung mit Online-Sensoren können die Sicherheits- und Inspektionsmethoden erheblich verbessert werden.

Neue ultraschallbasierte IoT-Lösungen

Es gibt bereits einfach zu implementierende Lösungen auf dem Markt die Ultraschalltechnologie mit Sensoren und netzwerkfähigen Geräten verbinden und eine wirkliche kontinuierliche Fernüberwachung ermöglichen.

Für Lager und andere mechanische Anlagen gibt es beispielsweise den On-Trak, ein remote IoT-Lagerüberwachungssystem, das die Ultra-Trak 750-Sensoren von UE Systems verwendet. Das System besteht aus 16 Sensoren und einer zentralen Verarbeitungseinheit, die über WLAN, Ethernet oder Mobilfunkdaten mit dem Netzwerk verbunden werden kann. Die Daten der Sensoren können problemlos auf jedem Laptop, Tablet oder Handy angezeigt werden. Echtzeit-Einblicke und -Benachrichtigungen können verwendet werden, um die Schmier- und Zustandsinformationen ständig zu überwachen. Darüber hinaus können Daten in Cloud-Plattformen wie Azure, AWS, Google, IBM Watson, PTC, Thingworkx usw. integriert werden.

Eine weitere Lösung für die Lagerüberwachung ist das 4Cast, das mit den RAS (Remote Access Sensors) von UE Systems arbeitet. Bis zu 4 Sensoren können an eine 4Cast-Box angeschlossen werden, die dann über Ethernet mit dem Netzwerk verbunden wird, um Dateninformationen aus den Lagern zu erhalten. Diese Daten werden dann in der UE Systems DMS 6-Software analysiert. Der große Vorteil des 4Cast ist seine zusätzliche Fähigkeit zu der dB-Wert Speicherung, die Geräusche von den überwachten Lagern aufzunehmen und zu speichern. Diese Funktion, zusammen mit der Fähigkeit bei Erreichen von individuell eingestellten Alarmwerten zu reagieren, macht den 4Cast zu einer großartigen Lösung für kritische und langsam drehende Lager.

Für die elektrische Sicherheit gibt es die 4Site als Lösung. Ähnlich wie beim 4Cast können dB-Messwerte und Geräuschbeispiele von bis zu 4 Sensoren aufgezeichnet und gespeichert werden. In diesem Fall, da es sich um elektrische Inspektionen handelt, sind diese Sensoren kontaktlos montiert. Die kontinuierliche Online-Ultraschallüberwachung kann in allen Spannungsbereichen (Nieder-, Mittel- und Hochspannung) eingesetzt werden und dient zur Erkennung von Korona, Kriechströmen, Lichtbogenbildung und mechanischen Schwingungen (lose Verbindungen/Bauteile).

Fazit

Von Handgeräten bis zu verbundenen Sensoren – dies ist der natürliche Fortschritt der Ultraschalltechnologie, wenn sie in industriellen Umgebungen zur Instandhaltung, Zustandsüberwachung und Zuverlässigkeit eingesetzt wird. Wie bei anderen Technologien wird die Integration in die IoT-Welt eine Tatsache sein und obwohl die aktuellen Lösungen bereits erhebliche Fortschritte bringen, gibt es noch viel zu entdecken und zu erforschen. Was wir mit Sicherheit wissen, ist, daß die Instandhaltungen mit den derzeit verfügbaren Lösungen über sehr effektive Werkzeuge verfügen, um Probleme wie ungeplante Ausfallzeiten von mechanischen Anlagen/-teilen und Ausfälle elektrischer Anlagen zu vermeiden.