Maschinen- und Anlagenverfügbarkeit steigern Marktpotential Hohe Anlagen-Effizienz dank neuen Konzepten

Autor / Redakteur: Mathias Schneidler, Omron, und Andreas Zeiff, Redaktionsbüro Stutensee / Silvano Böni

Im Zeitalter des schnellen Warenumschlags und der Just-in-Time-Produktion ist eine hohe Anlagenverfügbarkeit ein entscheidender Pluspunkt. Intelligente Steuerungen mit Diagnosesystemen und bedarfsorientierten Wartungshinweisen bieten hier enorme Vorteile für die Produktionsplanung.

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Grosse Bildschirme über einzelnen Maschinen oder Anlagen, die den Stand der Auslastung oder produzierten Waren anzeigen, können auch heute noch die jeweiligen Anlagenbetreuer in kollegialer Konkurrenz zu höheren Leistungen anspornen.
Grosse Bildschirme über einzelnen Maschinen oder Anlagen, die den Stand der Auslastung oder produzierten Waren anzeigen, können auch heute noch die jeweiligen Anlagenbetreuer in kollegialer Konkurrenz zu höheren Leistungen anspornen.
(Bild: Omron)

Der GAU für Anlagenbetreiber ist der unvorhergesehene Ausfall. Ursachen können zum Beispiel sein: plötzliches Bauteilversagen, Betriebsstörung durch mangelnde Wartung oder auch Bedienungsfehler. Dabei ist egal, wie robust eine Maschine konstruiert wurde; diese Ursachen können dennoch auftreten und die Betriebsleistung deutlich beeinträchtigen. Welche Möglichkeit hat der Maschinenbauer also, um die Anlagen-Effizienz beim Anwender zu steigern? Der Automatisierungsspezialist Omron bietet dafür eine unterstützende Steuerungslösung, die in der Lage ist, viele der Fehlerquellen im Vorfeld schon zu erkennen, einzuschätzen und den Betreiber rechtzeitig zu warnen oder gar eine Fehlbedienung zu unterbinden.

Konstruktive Maschinenverfügbarkeit

Materialverschleiss kann eine typische Ursache für einen Anlagenstillstand sein. Dazu ein Beispiel: Ein Lager nähert sich dem Ende seiner Lebensdauer. Der Lauf wird rauer, die Reibung steigt langsam an. Wird dieser schleichende Fehler erkannt, bewertet und beim nächsten Wartungsturnus mit einbezogen, kann einem Totalausfall mit Produktionsstillstand vorgebeugt werden. Eine weitere typische Problemursache, die oft erst im laufenden Betrieb erkannt werden kann, sind zum Beispiel Partikel, die vom Produkt abfallen und bewegte Teile der Anlage beeinträchtigen können. Hier können dann vorbeugende Massnahmen getroffen werden, beispielsweise eine bessere Abdichtung. In jedem Fall braucht der Betreiber entsprechende Informationen aus der Anlage, um diese Fehler erkennen zu können. Die Sysmac-Steuerungen aus dem Hause Omron bieten daher zahlreiche eingebaute Diagnose- und Überwachungsmöglichkeiten, die letzten Endes dabei helfen, ungeplante Ausfallzeiten zu minimieren. Der Bediener wird von der Steuerung zum Beispiel über einen Monitor oder Handhelds immer über den aktuellen Stand der Anlage informiert und kann rechtzeitig Massnahmen ergreifen. Der grosse Vorteil: Für den Anlagenbauer ist eine solche Aufrüstung nur mit geringem Aufwand und praktisch ohne Zusatzkosten verbunden, da diese Funktionen zur Standardausrüstung der Steuerungsplattform gehören. Der Anlagenbetreiber jedoch profitiert von deutlich höherer Produktivität über die Anlagenlebensdauer.

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In der Praxis

Die Umsetzung in der Praxis ist einfach zu verstehen: Bei Aktuatoren wie Zylindern kann beispielsweise über einen einfachen Teach-Vorgang der zugehörige Controller beim Neuteil auf das ideale Bewegungsprofil in beide Richtungen eingelernt werden. Danach werden Verschleissgrenzwerte definiert und schon ist ein Frühwarnsystem installiert. Der Controller informiert frühzeitig, wenn sich das Bewegungsprofil den Grenzwerten nähert, und veranlasst eine vorbeugende Wartung. Ähnliches gilt für die Sensorik. Auch hier hat jeder Sensor einen idealen Betriebsbereich, der sich über die Zeit, zum Beispiel wegen Vibration, Staub, Öl et cetera, verschlechtert. Im Gegensatz zum Menschen kann ein Steuerungssystem auch schleichende Veränderungen des Ausgangssignals in Richtung der Toleranzgrenze objektiv erkennen und warnen, bevor das Produkt durch die Leistungseinbusse in Mitleidenschaft gezogen wird. Selbst Antriebe lassen sich so überwachen, denn auch für ein Servodrehmoment gibt es Idealwerte. Wird die eingestellte Toleranzgrenze erreicht, liegt ein Defekt am Antrieb oder angetriebenen Komponenten vor und eine Warnung oder ein Alarm wird ausgegeben. Steigt das Drehmoment langsam an, ist ein schleichender Fehler wahrscheinlich und eine vorbeugende Wartung beziehungsweise Fehlersuche in regulären Maschinenstandzeiten möglich. Ein weiterer Vorteil: Instandhaltungsmassnahmen müssen nicht nach starren Terminplänen vorgenommen werden, denn bei wechselnden Umgebungs- beziehungsweise Betriebstemperaturen können zum Beispiel Ölwechselintervalle verkürzt oder verlängert werden. Die Steuerung fasst alle diese Daten zu Warnungen oder Alarmen als Anlagenhistorie zusammen und visualisiert die «Anlagen-Gesundheit» am Bedienterminal.

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