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Störungsfrüherkennung

Fitness-Check für die Pumpe

| Autor/ Redakteur: Dipl.-Ing. Hans-Jürgen Bittermann* / Wolfgang Ernhofer

Wie kann der Betreiber erkennen, ob eine Pumpe schwächelt, sich ein Ausfall anbahnt? Die traditionelle Lösung: Man installiert an kritischen Stellen Sensoren – z.B. für Körperschall, Druck, Temperatur, Durchfluss, Leistungsaufnahme, Lagerposition – und wertet die anfallenden Daten kontinuierlich aus. Für eher unkritische Einsätze geht es auch einfacher...

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Was machen, um zu erfahren ob die Pumpe kränkelt? Wir haben die Experten für Störungsfrüherkennnung auf der Achema befragt und einige Lösungen zusammengetragen.
Was machen, um zu erfahren ob die Pumpe kränkelt? Wir haben die Experten für Störungsfrüherkennnung auf der Achema befragt und einige Lösungen zusammengetragen.
( © robert6666 - Fotolia)

Im Film-Klassiker ‚Das Boot‘ ist zu sehen, wie der Maschinist mit dem Hörrohr – ein frühes Stethoskop – den Schiffsdiesel abhört, um Lagerschäden frühzeitig zu identifizieren. KSB hat das Hörrohr jetzt quasi durch eine App für Smartphones ersetzt, „Sonolyzer“ genannt. Es ist ein Algorithmus, um aus dem Geräuschspektrum eines Asynchronmotors die Effizienz von ungeregelten Pumpen zu ermitteln. Konkret: Das Messergebnis zeigt an, ob der Betriebspunkt innerhalb oder außerhalb des Teillastbereichs liegt.

Die Technologie dahinter steckt auch im „Pump Meter“, der das von Betreibern als zu komplex empfundene System „Pump Expert“ ersetzt. Mit beachtlichem Erfolg, wie Dr. Thomas Paulus, Projektleiter Startup Industrie 4.0 bei KSB, berichtet: „Ein Störungsfrüherkennungssystem darf für den Betreiber keinen zusätzlichen Aufwand bedeuten und sollte bereits im System integriert sein wie unser Pump Meter. Wir ermitteln mit wenigen Sensoren den Betriebspunkt und das Lastprofil der Pumpe – mit diesen Informationen kann man erkennen, ob die Pumpe gut betrieben wird oder eben nicht. Und es sind Rückschlüsse auf die zu erwartende Verfügbarkeit der Pumpe möglich. Der Markt hat dieses System sehr gut angenommen, etwa 35 000 Pump Meter sind bereits installiert. Mit rund 400 Euro liegen wir offensichtlich in einem von den Betreibern akzeptierten Kostenrahmen.“

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Auch das Konzept des CR-Monitors von Grundfos kommt mit vergleichsweise wenigen Sensoren aus: Das System überwacht, ausgehend vom Ist-Zustand bei der Neuinstallation, Abweichungen von der ursprünglichen Effizienz des Pumpensystems. Dazu konfiguriert sich der CR-Monitor selbst, ein Controller überwacht die in der Lernphase vor Ort aufgenommenen Werte. Sollte die Messung vom Referenzwert abweichen oder die vom Betreiber anwendungsspezifisch festgelegten Grenzwerte überschreiten, gibt der CR-Monitor frühzeitig eine Warnmeldung vor potenziellen Störungen aus – z.B. per Datenbus an eine Leittechnik, per SMS oder auch einfach per Signalleuchte. Bei der Ausgabe einer Warnmeldung beschränkt sich CR-Monitor nicht auf komplizierte Rohdaten, sondern liefert bereits eine konkrete Fehlerauswertung.

Ingo Landwehr von Grundfos beschreibt die künftige Entwicklung: „Der CR-Monitor wird sukzessive ausgebaut zur Nutzung durch weitere Pumpen. Dazu implementieren wir die Funktionalität der Störungsfrüherkennung direkt in unserem MGE-Motor. Wir greifen beispielsweise die Daten zu Lagerlebensdauer und Verschleiß der Dichtungen ab und signalisieren dem Betreiber, welche Ersatzteile er bestellen muss. Im Übrigen gehen wir davon aus, dass die Betreiber in der Prozessindustrie die Daten des Störungsfrüherkennungssystems in ihr Prozessleitsystem einspielen wollen, um sie dort zentral zu analysieren. Die Marschrichtung dazu ist ja durch das Konzept der Industrie 4.0 vorgezeichnet.“

Low-Cost-Lösung für Leitsystem

Siemens macht das mit dem Monitoring-Baustein „Pump Mon“ für das Prozessleitsystem Simatic PCS 7 bereits vor: Pump Mon dient zur Warnung vor Schäden an Kreiselpumpen bei ungünstigen Betriebszuständen, zur Früherkennung von sich anbahnenden Pumpenschäden und langfristig zur Optimierung der Pumpenauslegung durch statistische Auswertung der Betriebsdatenerfassung des Lastkollektivs. Der Baustein kann für elektrisch angetriebene Kreiselpumpen sowohl mit konstanter als auch mit variabler Drehzahl verwendet werden.

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