Prädiktive Instandhaltung: Industrieanlagen effizient mit Sensoren überwachen

Präventive Instandhaltung ist in vielen Anlagen immer noch die Regel: In festen Zyklen, die auf groben Erfahrungswerten beruhen, werden verschleißanfällige Anlagenteile ausgetauscht. Doch bewährt sich diese Methode im Industriealltag? Fest steht: Die vorbeugende Instandhaltung ist nach heutigem Maßstab unwirtschaftlich und wenig nachhaltig. Immer wieder fallen Geräte zwischen den turnusmäßigen Instandhaltungen aus und ziehen im schlimmsten Fall kostspielige Anlagenstillstände nach sich. Doch auch wenn alles bestens läuft, kommt es zu vermeidbaren Kosten: Komponenten werden mitunter selbst dann ausgetauscht, wenn sie noch voll funktionsfähig sind. Diese Vorgehensweise sollte daher durch eine prädiktive Instandhaltung ersetzt werden.

Sensoren übernehmen Kontrolle der Anlagenkomponenten

Das Schlüssel zu mehr Effizienz lautet „Prädiktive Instandhaltung“. Dafür muss jedoch die „Investigative Instandhaltung” basierend auf dem Internet of Things (IoT) etabliert werden. Mit Sensoren werden die Zustände von Anlagenkomponenten permanent kontrolliert. So können die kleinsten Abweichungen vom Normalbetrieb sofort identifiziert und bewertet werden.

„Änderungen, etwa im Schwingungsverhalten oder im Klangbild, können bereits auf eine bevorstehende Störung hinweisen“, erklärt Dirk-Harald Bestehorn, Projektverantwortlicher bei der Infraserv Höchst Prozesstechnik GmbH (IPT), einer Tochtergesellschaft des Industrie-Dienstleisters Infraserv Höchst. „Die Grundidee ist, zustandsorientiert an die Maschinen heranzugehen, statt nach einem festen Wartungsintervall. Wartungen werden nur dann durchgeführt, wenn sie tatsächlich erforderlich sind.“

Quelle: Infraserv HöchstQuelle: Infraserv Höchst

Prädiktive Instandhaltung: In die Anlagen hineinhören

Von dieser Möglichkeit sollten die Kunden profitieren, die im Industriepark Höchst ansässig sind, dem von Infraserv Höchst betriebenen Chemie- und Pharmastandort in Frankfurt am Main. „Doch zunächst brauchten wir die passende Infrastruktur“, so Bestehorn. Gesagt, getan: Im ersten Schritt baute die IoT-Taskforce ein zuverlässiges Datennetz für den Industriepark Höchst auf. Dabei setzte sie auf das drahtlose LoRaWAN (Long Range Wide Area Network).

In der sternförmigen Netzarchitektur kommunizieren die Sensoren im Industriepark und innerhalb der Anlagen über Gateways mit einem zentralen Server, der Schnittstellen zu IoT-Plattformen und -Applikationen bietet. Der besondere Vorteil von LoRaWAN gegenüber anderen WLAN-Lösungen liegt in großer Reichweite, guter Gebäudedurchdringung und geringem Leistungsverbrauch – insbesondere in Verbindung mit batteriebetriebenen Sensoren ein großer Pluspunkt. 

Durch das kontinuierliche Monitoring werden alle Anomalien im Betrieb erkannt, ausgewertet und klassifiziert. Anhand von individuellen Visualisierungen kann sich der Anlagenbetreiber schnell einen Überblick über die Entwicklung der Betriebsdaten verschaffen. Können die Anomalien zu Performance-Einbußen führen? Müssen Bestandteile gewartet oder ausgetauscht werden? Auf diese Fragen liefern die Daten klare Antworten – rechtzeitig, bevor es zu Problemen kommt. Falls die Sensorik einen Instandsetzungsbedarf anzeigt, können die Kunden auf das umfangreiche Dienstleistungsportfolio der IPT zurückgreifen. Dadurch arbeiten Anlagenbetreiber nicht nur effizienter, sondern sparen auch Ressourcen ein. 

Sichere Verwaltung durch eigene Cloud-Plattform

Infraserv und IPT arbeiten herstellerunabhängig und statten jede beliebige Anlagenkonfiguration mit den für den Anwendungsfall benötigten Sensoren aus. Um die gesammelten Daten sicher zu verwalten, verwendet Infraserv eine eigene Cloud-Plattform. Zusätzliche Datenquellen und Prozessleitsysteme der Kunden können bei Bedarf angebunden werden. Das ermöglicht eine weitergehende Analyse der Daten zur Optimierung der Anlagenbetriebsweise und -verfügbarkeit mit Hilfe der Data Scientists und Spezialisten von Infraserv.

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Über die Autorin: Jasmin Zibis ist Referentin für interne und externe Kommunikation bei Infraserv Höchst.