Absauganlage, Bild: ifm electronic

An die zentrale Absauganlage sind sämtliche dezentrale Absaugvorrichtungen angeschlossen. Bild: ifm electronic

Daten und Informationen spielen eine Schlüsselrolle bei Industrie-4.0-Konzepten. Die reibungslose Kommunikation zwischen den verschiedensten Komponenten und Systemen innerhalb eines Produktionsbetriebs ist die wichtigste Voraussetzung dafür, dass solche Konzepte umgesetzt werden können.

Im Idealfall stehen alle Sensormesswerte von sämtlichen Maschinen und Anlagen innerhalb einer Produktionsstätte für übergeordnete Systeme zur Verfügung. Um diesen Idealfall zu erreichen – also eine komplette Durchgängigkeit zu schaffen – müssten in bestehenden Anlagen allerdings viele Systeme ersetzt werden.

Wenn keine neue Produktion auf der grünen Wiese entsteht, kann es sich lohnen, mit einzelnen Teilprojekten in einer existierenden Umgebung zu starten. Diese Teilprojekte lassen sich später Stück für Stück erweitern, wenn entsprechend skalierbare Systeme verwendet werden. Wie ein solches Vorgehen aussehen kann, zeigt der Sensorhersteller ifm Electronic in seiner eignen Sensorfertigung in Tettnang.

Abluftabsaugung in der Produktion

Da Sensoren immer intelligenter und kommunikativer werden, steigt der Anteil der Elektronikkomponenten in den Sensoren. So gehört das Löten von Komponenten zu den Standardprozessen. Da beim Löten häufig gesundheitsschädliche Dämpfe entstehen, sind an jedem Arbeitsplatz Absaugvorrichtungen installiert, sowie auch an anderen Maschinen, etwa bei der Lasermarkierung von Komponenten. Die einzelnen Absaugvorrichtungen sind über Rohrleitungen an eine zentrale Absauganlage angeschlossen. Dort sorgen drei Lüfter für den entsprechenden Luftdurchsatz. Sowohl an der zentralen Absauganlage als auch an den einzelnen dezentralen Absaugvorrichtungen sind Filter installiert, die Staub und Partikel zurückhalten. Sind die Filter zu stark verschmutzt, sinkt der Luftdurchsatz, und der sichere Betrieb der Maschine ist nicht mehr gewährleistet. Eine Wartung der Absauganlage, die einen ausreichenden Luftdurchsatz sicherstellt, ist also zum unterbrechungsfreien Betrieb der Fertigung unabdingbar.

Austausch der Filter

Der Austausch der Filter wurde in der Vergangenheit in regelmäßigen Wartungsintervallen durchgeführt. Um die Produktion für die Wartung nicht unterbrechen zu müssen, fand der Austausch in der Regel am Wochenende statt. Bei diesem Vorgehen kommt es sehr häufig vor, dass die Filter entweder zu früh gewechselt werden oder zu spät, was im schlimmsten Fall zu einem kostspieligen Produktionsausfall führen kann. Ein im vergangenen Jahr durchgeführtes Projekt sollte die Wartung der Absaugvorrichtungen deutlich verbessern. Ziel war es, von einer zeitbasierten auf eine zustandsorientierte Wartung umzustellen. Dazu muss der Verschmutzungsgrad der Filter kontinuierlich gemessen werden, um so den optimalen Zeitpunkt für die Wartung zu ermitteln. An den einzelnen dezentralen Filtern wurden dazu Strömungswächter vom Typ SD0523 installiert, die an ein IO-Link-Mastermodul vom Typ AL1302 angeschlossen sind. Zur Auswertung der Messwerte aus den Strömungswächtern kommt das Linerecorder-System zum Einsatz – eine Lösung, die sämtliche Aufgaben vom Einsammeln und Konsolidieren der Daten aus dem Feld über die Datenübertragung bis hin zu Auswertung, Analyse und Visualisierung ermöglicht. Auf dem IO-Link-Mastermodul arbeitet der so genannte IOT-Core, der die Messwerte zur Verfügung stellt. Die Auswertung findet dann im übergeordnete LR Smartobserver statt. Mit der webbasierten Bedienoberfläche des Cockpits lassen sich die Messwerte darstellen, Grenzwerte festlegen und das Alarmmanagement konfigurieren. Über eine Anbindung an das SFI-System (Shop Floor Integration) werden bei Bedarf direkt Instandhaltungsaufträge im SAP-System ausgelöst.

Einfache Erweiterung möglich

Während der ersten Testläufe trat eine Schwierigkeit häufug auf. Immer wenn der Hauptlüfter nicht arbeitet, wurde automatisch ein Fehler an allen dezentralen Absaugungen angezeigt, da der eingestellte Grenzwert für den Durchfluss unterschritten wird. Um dies zu umgehen, wurde auch die zentrale Absaugung in das System integriert. Dazu wurde ein digitales Ausgangssignal am Frequenzumrichter des Lüfterantriebs verwendet. Über ein IO-Modul und einen IO-Link-Master vom Typ AL1122 steht diese Information zur Verfügung. Die Messwerte werden vom LR Smartobserver nur berücksichtigt, wenn der Hauptlüfter arbeitet. Die logische Verknüpfung übernimmt die Software LR Agent. Der bereits im Hauptlüfter integrierte Differenzial-Drucksensor, der ein analoges Ausgangssignal liefert, wurde über einen IO-Link-Konverter vom Typ DP2200 in die Überwachung integriert. So ist jetzt eine zustandsorientierte Wartung des Filters möglich, der nur alle drei bis vier Monate getauscht werden muss. Das Beispiel zeigt, wie einfach sich eine typische Industrie-4.0-Anwendung auch bei bestehenden Anlagen realisieren lässt. hw

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