Unternehmen vereinfachen mit vernetzten Steckverbindern die Fehlersuche und vermeiden Maschinenausfälle. Sie sind mit Sensoren ausgerüstet, die eine Meldung an die übergeordnete Steuerung oder eine Cloud senden. Die smarten Steckverbinder von IMS Connector Systems ermöglichen zudem Predictive Maintenance und vermeiden bis zu 70 Prozent aller ungeplanten Stillstände.
Die Herausforderung: Maschinenausfälle vermeiden und Fehlersuche vereinfachen
Fehlfunktionen in Maschinen und Anlagen kosten Industrieunternehmen Zeit und Geld. Eine manuelle Fehlersuche ist oft sehr aufwendig. Ein Beispiel: Eine typische Anlage für das Coil-Schweißen erstreckt sich über 120 Meter Länge, damit ausreichend große Mengen Bandstahl verarbeitet werden können. An vielen Stellen finden sich elektrische und elektronische Bauteile in Gehäusen.
Nicht nur die Bauteile selbst sind eine Fehlerquelle, auch die Steckverbindungen sowie die Verkabelung in und an den Gehäusen. Beides kann durch Umwelteinflüsse jeder Art schadhaft werden und zu Ausfällen führen. Längere Stillstände sind die Folge und aufwendige Untersuchungen der einzelnen Komponenten.
Anwendungen für das Industrial IoT bieten hier eine Lösung. Ihr Grundprinzip: Über Sensoren werden Fehlerzustände ermittelt und per Vernetzung an eine Zentrale gemeldet. Dabei ist allerdings die Ermittlung von Fehlern in der Verkabelung nicht einfach und erfordert besondere Sensoren.
Die Lösung: Fehlersuche mit vernetzten Steckverbindern
Das Industrial IoT erweitert Maschinen und Anlagen mit vernetzten Sensoren. Deren Daten werden zur Basis von automatisch ablaufenden Prozessen. Ein Beispiel ist die kontinuierliche Messung wichtiger Parameter für die Zustandsüberwachung von Maschinen und Anlagen.
Eine Schlüsselkomponente dafür sind smarte Steckverbinder, wie sie von der IMS Connector Systems Group entwickelt werden. Das Technologieunternehmen aus Löffingen bei Freiburg ist auf die Entwicklung und Herstellung von Hochfrequenz-Verbindungstechnik spezialisiert. Der smarte Steckverbinder des Unternehmens vereinfacht die Fehlersuche an unzugänglichen Stellen oder in großflächigen Anlagen.
Intelligente Stecker mit Sensorik und Bluetooth
Die SmartMod-Steckverbinder sind auf den ersten Blick typische 4-polige M12-Rundstecker mit 3-Adern-Überwachung für den Industrieeinsatz, wie üblich wasser- und staubdicht. Doch ihre inneren Werte sind andere: Sie besitzen Sensoren für Temperatur, Spannung, Strom und Leistung. Ein integrierter Chip überträgt die Messwerte drahtlos mit Bluetooth Low Energy (BLE 5.0). Dieses Protokoll bietet eine ausreichend hohe Datenrate von maximal einem Mbit/s und eine Reichweite von bis zu 40 Metern im Innenbereich und 100 Metern außen.
Die Verbindung ist auf zwei Weisen nutzbar. Erstens vor Ort: Techniker verbinden sich mit einem Smartphone oder Tablet zu den Sensoren. Zweitens ist eine Kommunikation über Bluetooth-Gateways möglich. Diese Geräte integrieren die Sensorik in eine bestehende Industriesteuerung. Dafür unterstützen sie bekannte Standards wie ProfiNet, Modbus, Ethernet und andere. Zusätzlich speichert das Gateway die Daten via Mobilfunk direkt in der IMS-Cloud, die sie auf einem Dashboard anzeigt. Wahlweise kann für die Speicherung auch eine andere Cloud genutzt werden.
Störungen und Fehlfunktionen schnell erkennen
Die SmartMod-Steckverbinder arbeiten unabhängig. Eine neue Verkabelung ist nicht notwendig, das System ist retrofitfähig und integriert sich leicht in eine vorhandene Lösung für das Industrial IoT. Damit lässt sich beispielsweise erkennen, ob eine Störung oder Fehlfunktion auf die Steckverbindung selbst oder den Kabelstrang zwischen zwei Endpunkten zurückgeht. Dies ist besonders hilfreich, wenn nicht ohne weiteres manuell geprüft werden kann.
Typische Szenarien sind Verbindungen an unzugänglichen Stellen wie etwa einem miniaturisierten Schaltschrank, in großen Anlagen oder mobilen Systemen wie beispielsweise Landmaschinen. In diesen Fällen erfordert die Überprüfung der Verbindung einen erheblichen Aufwand. Fehler wie Kabelknicke, Kabelbrüche oder andere Beschädigungen sowie eine fehlende Spannungsversorgung durch defekte oder nicht angeschlossene Steckverbinder werden damit sofort erkannt.
Von Condition Monitoring zu Predictive Maintenance
Das bisher geschilderte Hardware-Szenario ermöglicht eine einfache Zustandsüberwachung (Condition Monitoring) von Industrieanlagen jeder Art. Lästige Fehler wie gebrochene Kabel oder abgerissene Verbinder werden blitzschnell entdeckt und verhindern kostenintensive Ausfälle. Wartungstechniker können damit die Diagnose von Störungen schneller beenden.
Doch das ist noch längst nicht alles. Der Datenstrom der kontinuierlich arbeitenden Sensoren ermöglicht zudem eine vorausschauende Instandhaltung (Predictive Maintenance). Dafür hat IMS den Spezialisten AI-Omatic an Bord geholt. Das Unternehmen hat einen digitalen Wartungsassistenten entwickelt, der Maschinen automatisch und unbeaufsichtigt überwacht. Er nutzt dafür vielfältige Sensordaten, die via Industrial IoT in das System eingespeist werden. Mit Machine Learning erfasst das System damit den „Normalbetrieb“ von Maschinen und Anlagen und erkennt durch minimale Abweichungen, wann sich eine Störung anbahnt.
Das Ergebnis: Effizienz durch vorausschauende Wartung
Die Kombination aus einem smarten Steckverbinder und der Software-Lösung für Predictive Maintenance von IMS Connector Systems senkt für Unternehmen den Aufwand bei der Instandhaltung. Sie können den zukünftigen Wartungsbedarf und den optimalen Zeitpunkt für die Instandhaltung zuverlässig vorhersagen. Dadurch vermeiden sie bis zu 70 Prozent aller ungeplanten Stillstände und erhöhen die Laufleistung und die Anlageneffizienz (OEE). Die Software ist leicht an beliebige Maschinen und Anlagen in allen Branchen anzupassen. Im Vorfeld ist lediglich ein kurzer Datenabgleich notwendig, bereits nach kurzer Zeit kann die Lösung im Feld eingesetzt werden.
