Motoren, Pumpen, Turbinen, Kompressoren, Förderanlagen, Rührwerke, Gebläse oder Ventilatoren. Rotierende Anlagen finden sich in nahezu allen Bereichen der Industrie. Sie sind ein zentraler und unverzichtbarer Bestandteil industrieller Prozesse. Bis zu 90 Prozent des Energieverbrauchs in der Schwerindustrie gehen auf ihr Konto. Ihre Verfügbarkeit und Leistungsfähigkeit sind entscheidend für die Wirtschaftlichkeit eines Unternehmens. Entsprechend groß ist das Potenzial, wenn geeignete – idealerweise zustandsbasierte – Überwachungslösungen ihr Ausfallrisiko minimieren.
Mit dem EcoStruxure Service Plan für rotierende Anlagen bietet Schneider Electric eine Dienstleistung, die genau hier ansetzt und das Ausfallrisiko kritischer Elektromotoren sowie die wirtschaftlichen Risiken beim Betrieb von Industrieanlagen drastisch reduziert. Herstellerunabhängig überwachen wir den gesamten Antriebsstrang vom Motor über das Getriebe bis zur Last. Dabei decken wir auch sensible Bereiche ab, in denen andere Sensortechnologien nicht installiert werden können. Beispiele dafür sind Motoren in Warmbandwalzwerken, in Abwasserwerken unter Wasser, in explosionsgefährdeten Bereichen der Chemieindustrie oder in der Lebensmittelverarbeitung, wo hohe Hygieneanforderungen bestehen. Das entscheidende Stichwort in diesem Zusammenhang: Motorstrom-Signaturanalyse oder Motor Current Signature Analysis (MCSA).
Die Motorstrom-Signaturanalyse
Die Analyse der Motorstromsignatur ist eine fortschrittliche Technologie zur Überwachung und Diagnose von Elektromotoren. Sie analysiert elektrische Signale, um Fehler frühzeitig zu erkennen, ohne den Betrieb zu unterbrechen. MCSA kann verschiedene Arten von Fehlern identifizieren, wie z.B. Rotorstabfehler, Wicklungsschäden, Exzentrizität, Schäden an Lagern oder Kupplungen sowie mechanische Unwuchten und andere mechanische und elektrische Probleme.
Technisches Herzstück des Angebots von Schneider Electric ist der EcoStruxure Asset Advisor. Dabei handelt es sich um eine cloudbasierte Softwarelösung, die speziell für die Echtzeitüberwachung und -analyse kritischer Anlagen entwickelt wurde. Neben der eigentlichen Datenanalyse bietet sie intelligente Alarmierung, Möglichkeiten zur Fernüberwachung und -diagnose sowie detaillierte Berichte und Empfehlungen. Statt herkömmliche Parameter wie Vibrationen oder die Temperatur zu messen, analysiert der EcoStruxure Asset Advisor die Stromsignatur des Motors mithilfe maschineller Lernverfahren. Dies ermöglicht eine zuverlässigere Überwachung des mechanischen und elektrischen Zustands von Motoren sowie eine präzisere, sensiblere und damit frühzeitigere Erkennung von Fehlerzuständen.
Die MCSA bietet handfeste wirtschaftliche Vorteile
Im Ergebnis sinken die Instandhaltungskosten und die Lebensdauer der Motoren verlängert sich. Darüber hinaus können mögliche Ausfälle frühzeitig erkannt und ungeplante Stillstände vermieden werden. Im Vergleich zu alternativen Lösungen wie der Vibrationstechnik, die zudem elektrische Fehler nicht erkennen kann, haben wir folgende Vorteile ermittelt:
- Über einen Zeitraum von zehn Jahren sinken die Gesamtbetriebskosten um bis zu 30 Prozent.
- Mehr als 90 Prozent der Fehler können bis zu vier Monate vor ihrem Auftreten erkannt werden.
- Die durchschnittliche Amortisationszeit der Lösung beträgt weniger als ein Jahr.
Unser Serviceangebot
Schneider Electric bietet unter dem Namen EcoStruxure Service Plan maßgeschneiderte Serviceverträge für Anlagen an, die mit der Schneider Electric Cloud verbunden sind. Im Fall der Motorstrom-Signaturanalyse kombiniert das Angebot die Leistungen der EcoStruxure-Plattform mit Fernwartung, Vor-Ort-Service und dynamischer Wartung. Eine Cloud-fähige 3G/4G-Verbindung und ein 5×8-Stunden-Fernüberwachungsservice durch Experten helfen, Anomalien frühzeitig zu erkennen und das Risiko von Ausfallzeiten zu minimieren. Kunden profitieren von regelmäßigen Berichten und Beratungsgesprächen, die auf datengestützten Analysen basieren. EcoStruxure Service Plan für rotierende Anlagen lässt sich nahtlos in andere, bestehende EcoStruxure Servicepläne integrieren.
Professionelle Überwachung und Unterstützung
Durch die von Schneider Electric ermöglichte Integration von OT und IT können Sensordaten in die Schneider Electric Cloud übertragen werden. Dort überwachen Experten des Connected Services Hub (CSH) rund um die Uhr den Zustand der Sensoren und Geräte. Strenge Cybersecurity-Richtlinien gewährleisten eine sichere und zuverlässige Datenübertragung. Maßgeschneiderte Serviceverträge stellen sicher, dass Kunden jederzeit Unterstützung durch Schneider Electric Servicetechniker per Fernwartung oder vor Ort erhalten.
MCSA: Die Vorteile im Überblick
- Größere Empfindlichkeit und Genauigkeit: MCSA erkennt feinste Veränderungen im elektrischen Strommuster und ermöglicht so eine präzisere Fehlererkennung.
- Nicht-invasive Installation: MCSA-Sensoren werden im Motor Control Center (MCC) installiert, wodurch die Nähe zum Motor vermieden und die Installation vereinfacht wird.
- Erkennung von mechanischen und elektrischen Fehlern: MCSA kann eine Vielzahl von Fehlern erkennen, einschließlich mechanischer Probleme und elektrischer Störungen.
- Früherkennung von Fehlern: Durch die kontinuierliche Überwachung können potenzielle Probleme frühzeitig erkannt und behoben werden, bevor sie zu größeren Ausfällen führen.
- Kosteneffizienz: Die frühzeitige Erkennung und Behebung von Fehlern reduziert ungeplante Ausfallzeiten und senkt die Instandhaltungskosten.
- Umfassende Diagnosemöglichkeiten: MCSA ist in der Lage, verschiedene Arten von Fehlern zu erkennen, wie z.B. Rotorstabschäden, Wicklungsschäden, Exzentrizität, Schäden an Lagern, Rotoren oder Kupplungen sowie mechanische Unwuchten.
- Erhöhte Betriebssicherheit: Die zuverlässige Überwachung des Motorzustands erhöht die Betriebssicherheit und verlängert die Lebensdauer der Motoren.
Technische Hintergründe
Die Motorstrom-Signaturanalyse ist eine Methode der Anlagenüberwachung, bei der Stromsinuswellen analysiert werden, um Informationen über den Zustand und die Leistung rotierender Anlagen zu erhalten. Konventionelle Elektromotoren, die Lasten antreiben, fungieren dabei als Wandler: Sie nehmen mechanische Lastschwankungen wahr und wandeln diese in elektrische Stromschwankungen um, die über das Motorkabel übertragen werden. Die Software von Schneider Electric analysiert die Stromwellenform und zeigt Veränderungen im Maschinenzustand an, um frühzeitig vor einer Verschlechterung oder Änderung des Prozesses zu warnen. Anstatt Vibrationen, Temperatur oder andere Zustandsvariablen zu messen, analysiert ein MCSA-System Dreh- und Spannungsschwankungen mithilfe von Modellen des maschinellen Lernens. Dies führt zu einer verbesserten Empfindlichkeit und Genauigkeit bei der Erkennung von mechanischen und elektrischen Fehlerzuständen und deren Ursachen.
Interessenten finden weiterführende Informationen zum EcoStruxure Service Plan für rotierende Anlagen und zu der Motorstrom-Signaturanalyse auf der Website von Schneider Electric: EcoStruxure Service Plan Rotating Equipment.
Über den Autor
Hannes Sachse
Offer Manager Industrial Automation Services
Seit 2022 unterstützt Hannes Sachse als Offer Manager im Industriesektor Kunden und Vertriebsteam mit seiner Service-Expertise. Sein Schwerpunkt liegt dabei auf digitalen Services für den Endkunden.
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