Industrie und Forschung
Die Projektpartner

Ölzustandsanalyse -
Service planen und ausführen
Ein regelmäßiger Ölwechsel ist bei Kompressoren und anderen Maschinen mit Ölkreislauf ebenso unumgänglich wie bei Autos. Viele Anlagenbetreiber führen diesen nach wie vor zeitbasiert nach einer bestimmten Anzahl an Betriebsstunden durch. Was hierbei jedoch nicht berücksichtigt wird, ist der tatsächliche Zustand des Öls, weshalb ein Austausch möglicherweise zu früh, zu häufig oder ohne Grund vorgenommen wird.
Zielsetzung
Projektsteckbrief
Maschinen- und Anlagenwartung voll im Blick
Ziel des KMU-innovativ-Projektes AutoServIoT ist es, eine Autopilotfunktionalität für Serviceplanungen und -verwaltungen mit Hilfe künstlicher Intelligenz zu entwickeln.
Beim Betrieb von Maschinen und Anlagen ist es wichtig, ihre Funktionalität lange zu gewährleisten und die Stillstandszeiten so gering wie möglich zu halten. Hierzu werden Prozesse und Zustände mittels Sensorik überwacht und in regelmäßigen Abständen Vor-Ort Wartungstätigkeiten durchgeführt. Die Koordinierung dieser Wartungen erfolgt entweder präventiv nach einem festen Zeitschema oder vorausschauend unter Berücksichtigung der Daten von Zustandssensoren.
Merkmal | Ausfallorientierte Instandhaltung | Zeitbezogene Instandhaltung | Zustandsorientierte Instandhaltung | Prospektive Instandhaltung |
---|---|---|---|---|
Anlagenschutz | nein | ja | ja | ja |
Planbarkeit | nein | ja | ja | ja |
Abnutzungsvorrat | ja | nein | ja | ja |
Kosten | nein | nein | nein | ja |
Treten Unregelmäßigkeiten in der Anlage auf, muss zur Ausfallvorsorge der Serviceplan unter Berücksichtigung aller Faktoren neu priorisiert werden. Derzeit erfolgt die Serviceplanung inklusive der Verwaltung der Ressourcen, wie Maschinenverfügbarkeit, Personalplanung, Werkzeuge und Ersatzteile, meist manuell oder teilautomatisiert mit unterschiedlichen Systemen. Es fehlt ein ganzheitliches autonomes System zur Serviceverwaltung, das auch Anlagen einbezieht, die aufgrund ihres Standortes ohne Netzanbindung betrieben werden müssen.
Ziel des KMU-innovativ-Projektes AutoServIoT ist es, eine Autopilotfunktionalität für Serviceplanungen und -verwaltungen mit Hilfe künstlicher Intelligenz zu entwickeln. Das System soll autonom und adaptiv die Festlegung von Servicetätigkeiten, die Einsatzplanung aller Ressourcen sowie die ständige Anpassung der Wartungs- und Serviceaufträge übernehmen. Insgesamt zielt das Projekt darauf ab, die Wartungsplanung und -durchführung aus Sicht des Dienstleisters und des Anlagenbetreibers effizienter zu gestalten.
Beispielhaft für Druckluftkompressoren soll ein Demonstrator realisiert werden, der die zahlreichen zu erfassenden Sensordaten in Echtzeit in servicerelevante Informationen überführt und mit der Verfügbarkeit von Maschine, Ersatzteilen und Servicepersonal verknüpft. Hierzu ist zunächst ein Ölzustandssensor für die Anwendung an Druckluftkompressoren anzupassen. Außerdem werden Auswertealgorithmen erprobt, die der Virtualisierung sensornaher Daten dienen. Im Rahmen von Machbarkeitsuntersuchungen zur Datenkomprimierung für die drahtlose Kommunikation mittels 5G wird bewertet, ob sich Daten von Systemen, die sich an abgelegenen Orten befinden, übertragen lassen. Weiterhin wird eine Cloud-Architektur entwickelt und mit Hilfe von KI-Algorithmen eine Autopilotfunktionalität für die Maschinenwartung umgesetzt.
Ausblick
Nach erfolgreicher Projektbearbeitung ist geplant, die Konzeptbestandteile des Demonstrators auf weitere Anlagentypen anzuwenden. Aus Sicht der Anlagenbetreiber ermöglicht das System eine verbesserte Anlagenverfügbarkeit sowie eine Reduzierung des Verbrauchs an Ersatzmitteln, z.B. durch bedarfsoptimierten Ölwechsel. Dadurch können verarbeitende Unternehmen, insbesondere KMU, effizienter und wirtschaftlicher mit wartungsintensiven Anlagen arbeiten.
Aktuelle Ergebnisse
Der aktuelle Stand des Projektes zeigt bereits, dass der Ölzustandssensor erfolgreich für die Anwendung Druckluftkompressoren eingesetzt werden kann. Es konnten Wassereinbrüche sowie Degradation des Öles kontinuierlich im Ölkreislauf gemessen werden kann. Die Daten können in die Cloud übertragen und maschinell ausgewertet werden. Momentan werden weitere Daten aufgezeichnet, um die Robustheit des Systems zu verbessern.
Ölzustandssensor
Fluidix Lub-6

Ölzustandssensor FluidIX Lub-6
Inline-fähiger Sensor auf Basis einer Mehrkanal-Infrarot-Messzelle zur permanenten Überwachung des Ölzustandes und Vermeidung von Maschinenschäden.
Auf Basis der nicht-dispersiven-Infrarot Technologie (NDIR) wurde ein inline-fähiges Messsystem entwickelt, welches permanent den Ölzustand direkt in der Anlage überwacht. Das Messsystem besteht aus einer Mehrkanal-Infrarot-Messzelle mit dazugehöriger Elektronik und Peripherie. Das Infrarotlicht wird von im Öl vorhandenen Moleküle bei bestimmten Wellenzahlen aufgrund ihrer typischen Bindungsformen unterschiedlich stark absorbiert. Im Laufe der Betriebszeit ändern sich Moleküleigenschaften, wodurch eine Signaländerung in bestimmten Bereichen des Infrarotspektrums detektiert werden kann. Das System liefert so kontinuierlich Echtzeit-Informationen über den Ölzustand, welche mit Labormesswerten vergleichbar sein sollen. Die Ansteuerung und Konfiguration der Elektronik erfolgt über eine grafische Bedienoberfläche. Digitale Ausgänge sowie eine ModBusTCP/IP-Schnittstelle erlauben eine einfache Integration in bestehende Anlagensteuerungen.
Eigenschaften des Mess-Systems
Gehäuse
Aluminium
Connectivität
Ethernet-Port, ModBus TCP/IP, GSM-Modul, MQTT
Messkanäle
bis zu 6 gleichzeitig
Technologie
NDIR
Messparameter
Wassergehalt, Oxidation, Nitrierung, Additivabbau
Abmessungen
150 x 119 x 82 mm (L x B x H)
Konfiguration
Konfiguration und Diagnose über User-Interface
Integration
Inline-fähig, direkt im Ölkreislauf
Messbare Absorbanz nach Betriebsstunden
Fluidix Lub-6 Messkanäle
Im folgenden sind exemplarische Verläufe von Messdaten zu sehen, die mit dem Ölzustandssensors Lub-6 im Rahmen des Forschungsprojektes erfasst wurden. Während ein Anstieg der Oxidation, Nitration und Sulfation über die Betriebslaufzeit nachgewiesen werden konnte, zeigt sich zeitgleich eine Abnahme eines Additives im Öl. Durch die Verfolgung dieser Komponenten kann eine Aussage über den tatsächlichen Ölzustand getroffen werden, so dass zukünftig ein Ölwechsel bedarfsgerecht durchgeführt werden kann.
In dieser Grafik zeigen wir Indikationen für Maschinenschäden im Hinblick auf ihre Eignung als Frühwarnsystem. Die Überwachung der Ölchemie mit dem Fluidix Lub-6 auf Basis eines optischen Messverfahrens übermittelt sehr früh Informationen über den Zustand der Maschine / Anlage. Anlagenbetreiber erhalten dadurch ausreichend Zeit zum Planen der Wartungsarbeiten. Somit können Ausfälle von Maschinen und damit verbundene Kosten vermieden werden.

Weiterführende Informationen
Hintergrundwissen Ölzustandsanalyse
Informationen über das Forschungsprojekt AutoservIoT , erhalten Sie direkt von uns.
Maschinen- und Anlagenzustand überwachen
Prozessmesstechnik
Präziser elektronischer Drucksensor zur Messung von Relativdruck gegen Umgebungsdruck von -1 bis 4.000 bar in Edelstahlgehäuse .
Zuverlässige Druckmessung in Druckbereichen von -1 bis 4.000 bar. ZILA ZT-Serie für optimale Prozessüberwachung durch flexible Anschlussauswahl.
Leckagesonden erfassen ausgelaufene, wassergefährdende Flüssigkeiten im Raum zwischen einem Tank und dessen zugehöriger Auffangwanne zuverlässig.
ZS- / ZDT- Differenzdrucksensoren
Differenzdruckmessung an Luft, nicht-aggressiven Gasen & Flüssigkeiten
Kompakte & robuste Differenzdrucktransmitter für Niederdruck- und Hochdruckanwendungen mit Standard-Prozessanschlüssen und weitem Messbereich.
Überfüllsicherung
Standgrenzschalter für Behälter zum Lagern wassergefährdender Flüssigkeiten.
Überfüllsicherungen für Behälter nach DIBt. Der Schwimmer schaltet Reedkontakte über ein verbundenes Magnetsystem. Vielseitige Materialauswahl medienberührender Teile
Taupunktmessfühler
Taupunkt- und Umgebungstemperatur im Innen- und Außenbereich direkt messen
Taupunktmessfühler mit hoher Zuverlässigkeit und Langzeitstabilität in verschiedenen Gehäuseausführungen und Bauformen für direktes Monitoring der Umweltbedingungen
Hochwertiger Edelstahlmessumformer für präzise Temperaturmessung in allen edelstahlkompatiblen Medien. Optional mit erweitertem Temperaturmessbereich.
Gasdetektoren
Sensoren zur Messung der Konzentration von Gasen in industriellen Anwendungen.
Gas-Sensoren zur Detektion von CO2, Methan, Propan und SF-6 Gaskonzentrationen. Optisches Messprinzip NDIR und weite Messbereichsauswahl.
Halbleiter-Messfühler zur kombinierten Messung der Temperatur und relativen Feuchtigkeit mit CANopen-Bus Schnittstelle in Stabbauform