Industrie und Forschung

Die Projektpartner

ZILA Hersteller LUB-6
Projektkoordinator Sensortechnologie

ZILA GmbH

Conditioning Long Life

ZILA entwickelt, fertigt und verkauft Sensoren und Geräte zum Messen, Prüfen und Steuern von flüssigen und gasförmigen Medien.

  • Messsystemhersteller und Anbieter der Servicesoftware

  • Anpassung Hardware und Software Ölzustandssensor

  • Entwicklung intelligenter Signal-Interface Einheit und Cloudplattform mit KI

Ansprechpartner: Herr Eliseo Pignanelli

Galek und Kowald
Industriepartner Felderprobung

Galek und Kowald GmbH

Innovativer Anlagenbau.

Die Galek & Kowald GmbH ist Mitglied der Aitec Gruppe. Das Unternehmen bietet Planung, Projektierung und begleitende Dienstleitungen für Anlagenkomponenten an.

  • Dienstleister für Industrieanlagen

  • Erarbeitung relevanter Verschleißparameter für Druckluftanlagen

  • Erprobung Autopilot

Ansprechpartner: Herr Thomas Kowald

FH Schmalkalden
Forschungsinstitut Informatik

Hochschule Schmalkalden

University of Applied Science

Die Hochschule Schmalkalden bietet rund 2.500 Studierenden innovative und exzellente Studiengänge in einer modernen Lern- und Laborumgebung

  • Aufbau datengetriebener Architektur

  • Echtzeitauswertung von Ereignismustern in Datenströmen

  • Datenanalyse

  • Hochschulmarketing

Ansprechpartner: Herr Dr. Constantin Pohl

Ölalterung Mess System für Ölzustand

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.

Vergleich von Instandhaltungsstrategien
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.

Kompressor mit Druckluft Ölzustand analysieren

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

Sensor Fluidix Lub-6 von ZILA

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.

Indikatoren für Schäden an Maschinen und Anlagen

Weiterführende Informationen

Hintergrundwissen Ölzustandsanalyse

Mai 2021

Ölzustand inline überwachen

Optimierte Serviceplanung und Vermeidung von Maschinenschäden

Weiterlesen auf zila.de

Juni 2020

Predictive Maintenance 4.0

Kontinuierliche Ölzustandsüberwachung am Beispiel zweier BHKW-Anlagen

Weiterlesen auf zila.de

April 2018

Neuartiger Ölzustandssensor

Entwicklung eines Sensors zur kontinuierlichen Ölzustandsüberwachung

Weiterlesen auf zila.de

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Prozessmesstechnik

DS-CAN-01

Druckmessumformer mit CAN-Bus Signalausgang

Drucksensor mit Canopen Schnittstelle
CANOPEN

Präziser elektronischer Drucksensor zur Messung von Relativdruck gegen Umgebungsdruck von -1 bis 4.000 bar in Edelstahlgehäuse .

ZT Drucksensoren

Druckmessumformer mit vielseitigen Applikationsmöglichkeiten

Übersicht Drucksensoren mit Anschlussauswahl
MODULAR

Zuverlässige Druckmessung in Druckbereichen von -1 bis 4.000 bar. ZILA ZT-Serie für optimale Prozessüberwachung durch flexible Anschlussauswahl.

Leckagesonde

mit allgemeiner bauaufsichtlicher Zulassung nach DIBt

Leckagesonde Messsystem nach WHG
WHG konform

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

Differenzdrucksensoren
CANOPEN

Kompakte & robuste Differenzdrucktransmitter für Niederdruck- und Hochdruckanwendungen mit Standard-Prozessanschlüssen und weitem Messbereich.

Überfüllsicherung

Standgrenzschalter für Behälter zum Lagern wassergefährdender Flüssigkeiten.

Überfüllsicherung Messsystem nach WHG
EX-Zulassung

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
Monitoring

Taupunktmessfühler mit hoher Zuverlässigkeit und Langzeitstabilität in verschiedenen Gehäuseausführungen und Bauformen für direktes Monitoring der Umweltbedingungen

TSR-CAN-03

Sensor mit CANopen Interface zur Temperaturmessung in Medien

CANopen Sensor zur Temperaturmessung in Medien
CANOPEN

Hochwertiger Edelstahlmessumformer für präzise Temperaturmessung in allen edelstahlkompatiblen Medien. Optional mit erweitertem Temperaturmessbereich.

Gasdetektoren

Sensoren zur Messung der Konzentration von Gasen in industriellen Anwendungen.

Sensoren zur Messung von Gaskonzentrationen
NDIR

Gas-Sensoren zur Detektion von CO2, Methan, Propan und SF-6 Gaskonzentrationen. Optisches Messprinzip NDIR und weite Messbereichsauswahl.

KS-CAN-03

Sensor zur Temperatur- & rel. Feuchtigkeitsmessung mit CAN-Bus

Klimamessfühler mit CAN-Bus Interface
CANOPEN

Halbleiter-Messfühler zur kombinierten Messung der Temperatur und relativen Feuchtigkeit mit CANopen-Bus Schnittstelle in Stabbauform

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Hollandsmühle 1
98544 Zella-Mehlis