DE102008034418A1

DE102008034418A1 - System und Verfahren zum Betreiben eines Systems

Info

Publication number: DE102008034418A1
Application number: DE102008034418A
Authority: DE
Inventors: Michael Herbort; Michael Dr. Stender; Marco Kwiatkowski; Holger Schmitt
Original assignee: SEW Eurodrive GmbH and Co KG
Current assignee: SEW Eurodrive GmbH and Co KG
Priority date: 2008-07-23
Filing date: 2008-07-23
Publication date: 2010-01-28
Anticipated expiration: 2028-07-24
Also published as: DE102008034418B4

Abstract

System und Verfahren zum Betreiben eines Systems, umfassend einen Sensor zur Erfassung von Werten einer Zustandsgröße eines Antriebs, wobei zu den ermittelten Werten zugehörige Information über eine Kommunikationsverbindung an einen Rechner, insbesondere an einen geografisch verschieden angeordneten Rechner, übermittelbar ist und auswertbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein System und ein Verfahren zum Betreiben eines Systems Vorrichtung.
Es ist bekannt, dass in Anlagen oder Maschinen zentrale Steuer- und Regeleinheiten, wie beispielsweise SPS oder Zentralrechner, über eine Datenaustauschverbindung Daten mit Antrieben austauschen.
Unter Antrieben werden vorzugsweise elektrische Antriebe verstanden, die zumindest einen umrichtergespeisten Elektromotor umfassen, insbesondere der ein Getriebe antreibt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Verfügbarkeit von Maschinen oder Anlagen zu verbessern.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei dem System nach den in Anspruch 1 und bei dem Verfahren zum Betreiben eines Systems nach den in Anspruch 3 angegebenen Merkmalen gelöst.
Wichtige Merkmale der Erfindung bei dem System sind, dass es einen Sensor zur Erfassung von Werten einer Zustandsgröße eines Antriebs umfasst, wobei
zu den ermittelten Werten zugehörige Information über eine Kommunikationsverbindung an einen ersten Rechner, insbesondere an einen geografisch verschieden angeordneten ersten Rechner, übermittelbar ist und auswertbar ist.
Von Vorteil ist dabei, dass an einem weit entfernten Ort eine Aktion auslösbar ist aufgrund von mittels des Sensors bestimmten Werten, die in dem Rechner oder einem Auswertegerät bewertbar sind. Somit ist sogar beispielhaft eine Fertigung und/oder Auslieferung eines Ersatzteils vollautomatisch auslösbar und das Ersatzteil ist genügend rechtzeitig vor einem zu erwartenden Ausfall des Antriebs einbaubar in die Maschine oder Anlage beziehungsweise in den Antrieb.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das System in einer den Antrieb umfassenden Maschine oder Anlage angeordnet. Von Vorteil ist dabei, dass ein Datenbus, also eine Datenaustauschverbindung der Maschine oder der Anlage, nutzbar ist.
Wichtige Merkmale bei dem Verfahren zum Betreiben eines Systems sind, dass mittels eines Sensors Werte einer Zustandsgröße eines Antriebs erfasst werden, der in einer Maschine oder Anlage vorgesehen ist, insbesondere die an einem ersten geografischen Ort sich befindet,
wobei zu den ermittelten Werten zugehörige Information über eine Kommunikationsverbindung an einen ersten Rechner, insbesondere an einen vom ersten geografischen Ort geografisch verschieden angeordneten ersten Rechner, übermittelt wird und dort ausgewertet wird.
Von Vorteil ist dabei, dass die Auswertung und das Auslösen von vom Ergebnis der Auswertung abhängigen Aktionen in dem weit entfernten Rechner ermöglicht ist. Somit ist in diesem Rechner, beispielsweise zum Hersteller des Antriebs gehörend, ohne besonderen Aufwand aktualisierte Software und Information berücksichtigbar. Des Weiteren ist das beschriebene Verfahren für viele Anlagen derart realisierbar, dass der erste Rechner zur Auswertung und Auslösung von Aktionen für die vielen Anlagen verwendbar ist. Somit ist der Aufwand für die Aktualisierung gering.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird abhängig vom Ergebnis der Auswertung eine Warninformation angezeigt und/oder ausgedruckt, ein Auftrag für einen Service-Einsatz generiert oder es werden entsprechende Informationen an ein Verwaltungssystem, wie SAP-System, gesendet. Von Vorteil ist dabei, dass in vollautomatischer Weise eine der genannten Aktionen oder sogar die Fertigung eines Ersatzteils, insbesondere Ersatzantriebs, auslösbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung erfasst der Sensor Werte für vibrationsbezogene Zustandsgrößen, mittlere Amplitudenwerte, Spitzenamplitudenwerte, Werte für Ölstand des Schmieröls im Getriebe, Ölalterungsbezogene Werte, Werte für Ölalterung des Schmieröls im Getriebe, Wasseranteil im Schmierstoff des Getriebes, Werte für geräuschbildungsbezogene Zustandsgrößen eines Lagers oder der Lager im Getriebe, Werte für eine Zustandsgröße einer Bremse des Antriebs, wie beispielsweise Verschleiß der Bremsbeläge, und/oder Temperaturwerte erfasst. Von Vorteil ist dabei, dass verschiedenartige Sensoren jeweils Werte spezifischer Zustandsgrößen erfassbar machen und somit die auszulösende Aktion entsprechend verknüpfbar ist, also beispielsweise das Nachfüllen von Schmieröl oder der Austausch der Bremsbeläge oder der Austausch eines Lagers.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst die Maschine oder Anlage eine Steuer- oder Regeleinheit, insbesondere ist die in der Signalelektronik des Umrichters des Antriebs integriert ausgebildet, wobei abhängig vom Ergebnis der Auswertung vom Rechner ein Befehl oder eine entsprechende Information an die Steuer- oder Regeleinheit gesendet wird, insbesondere wobei das Ausführen des Befehls ein Erreichen eines sicheren Zustandes zum Ziel hat, wie beispielsweise ein Stop der Maschine oder eine Vorgabe einer sicheren Drehzahl oder ein Begrenzen von Sollwerten. Von Vorteil ist dabei, dass im ersten Rechner ein zentral aktualisiert vorhaltbares Know-How vorhanden ist, das entsprechend anwendbar ist und somit bei Gefahr ein sicherer Zustand erreichbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird abhängig vom Ergebnis der Auswertung vom Rechner ein Befehl oder eine entsprechende Information an den Umrichter des Antriebs gesendet, insbesondere wobei das Ausführen des Befehls ein Erreichen eines sicheren Zustandes zum Ziel hat, wie beispielsweise ein Stop des Antriebs oder eine Vorgabe einer sicheren Drehzahl oder ein Begrenzen von Sollwerten. Von Vorteil ist dabei, dass die Sicherheit erhöhbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst die Kommunikationsverbindung eine Internet- oder Telefonverbindung. Von Vorteil ist dabei, dass keine zusätzlichen Kommunikationsverbindungen und/oder -Geräte notwendig sind.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind der Antrieb und/oder der Sensor mit einer Datenaustauschverbindung verbunden, an der auch ein mit der Kommunikationsverbindung verbundener weiterer Rechner angeschlossen ist. Von Vorteil ist dabei, dass die Sensordaten direkt über die Kommunikationsverbindung übertragbar sind.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist eine Auswerteeinheit mit der Datenaustauschverbindung verbunden, wobei der oder die Sensoren ihre Sensorsignale an die Auswerteeinheit übermitteln, insbesondere wobei die Auswerteeinheit aus den Sensorsignalen die zugehörige Information gewinnt und über die Datenaustauschverbindung und den weiteren Rechner sowie die Kommunikationsverbindung diese zugehörige Information an den ersten Rechner übermittelt. Von Vorteil ist dabei, dass eine Vorauswertung der Sensordaten schon erfolgt ist, bevor die Daten übertragen werden mittels der Kommunikationsverbindung. Somit ist in dem über die Kommunikationsverbindung angeschlossenen ersten Rechner beispielhaft eine Historie der Messwerte hinterlegbar sowie eine Trendanalyse ausführbar. In diesem ersten Rechner sind außerdem die technischen und/oder wirtschaftlichen Parameter des Antriebs hinterlegbar und somit eine Entscheidung für das Auslösen einer Aktion abhängig machbar von der Art des Antriebs. Somit sind also die ausgewerteten Sensormesswerte verknüpfbar mit der Art und der Type des Antriebs, obwohl der erste Rechner an einem geografisch verschiedenen Ort sich befindet, beispielsweise in einem anderen Land.
Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen.

1: COM-Server
2: E/A-Buskoppler
3: Server
4: Internet-Kommunikationsverbindung
5: Server
6: Überwachungsprogramm
7: Antriebsaufnahme
8: Inspektion und Wartung
DOP: Auswerteeinheit
DUV: Vibrationssensor
DUO: Ölsensor
DUB: Bremsensensor

Die Erfindung wird nun anhand von Abbildungen näher erläutert:
In der 1 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung schematisch symbolisiert dargestellt.
Die Sensoren, wie beispielhaft ein Vibrationssensor DUV, ein Ölsensor DUO und ein Bremsensensor DUB, sind über eine Schnittstelle, wie beispielhaft ein COM-Server 1 oder ein E/A-Buskoppler 2, mit einer Datenaustauschverbindung, die in 1 beispielhaft ein Ethernet ist, verbunden.
Dabei sind die Sensoren an einem Antrieb, insbesondere an einem elektrischen Antrieb, angeordnet, wobei von den Sensoren Werte von Zustandsgrößen des Antriebs bestimmt werden.
Der Antrieb ist mit den Sensoren in einer Anlage angeordnet, in welcher auch eine Auswerteeinheit DOP vorgesehen ist, die mittels der Datenaustauschverbindung die Sensorsignale und zugehörigen Sensor-Informationen empfängt und auswertet.
Die Sensorinformationen werden dann über einen an der Datenaustauschverbindung angeschlossenen Rechner, der in 1 als Server 3 ausgeführt ist, und über eine Internet-Kommunikationsverbindung 4 einem Server 5 zugeführt, der mit einem Überwachungsprogramm 6 zum Datenaustausch verbunden ist. Das Überwachungsprogramm 6 umfasst auch eine Datenbank, in welcher Daten des Antriebs erfasst sind, die beispielhaft bei der Antriebsaufnahme 7, also dem Erfassen der technischen Daten des Antriebs, und/oder bei der Inspektion und Wartung 8 des Antriebs hinterlegt wurden.
In diesem Programm 6 wird auch das Erreichen eines kritischen Wertes und/oder Zustandes festgestellt und es werden entsprechende Aktionen veranlasst. Ein beispielhafter solcher Zustand ist das Überschreiten eines kritischen Ölalterungswertes, ein Unterschreiten eines kritischen Ölzustandes, ein Überschreiten eines kritischen Wertes an Wasseranteil im Öl, ein Auftreten von starken Vibrationen, ein Überschreiten eines kritischen Verschleißes einer Bremse des Antriebs. Beispielsweise werden Serviceaufträge ausgedruckt, wenn ein Serviceeinsatz notwendig erscheint. Alternativ werden entsprechende Informationen an ein Verwaltungsprogramm, beispielhaft SAP, gesendet.
Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen wird statt des Ethernet ein anderes Bussystem oder sogar ein hierarchisch geordnetes System von Datenbussen verwendet. Vorzugsweise wird dabei die Auswerteeinheit DOP mit einem Feldbus verbunden, an welchem auch der Antriebsumrichter verbunden ist. Die Sensorinformationen werden dann von diesem Feldbus an ein übergeordnetes Bussystem weitergegeben, das beispielhaft wiederum als Ethernet ausführbar ist.
Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen wird vom Überwachungsprogramm als Aktikon ein Befehl über die Kommunikationsverbindung und die Datenaustauschverbindung an den mit dem Sensor oder den Sensoren verbundenen Antrieb übermittelt. Dieser Befehl hat beispielsweise zum Inhalt, den Antrieb abzuschalten oder auch nur die Drehzahl des Antriebs zu reduzieren. Alternativ hat der Befehl zum Inhalt, dass die maximal zulässige Drehzahl des Antriebs reduziert wird oder die Drehzahl des Antriebs in einer vordefinierten, sicheren Weise reduziert wird.
Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen wird vom Überwachungsprogramm als Aktikon ein Befehl über die Kommunikationsverbindung und die Datenaustauschverbindung an eine Regelelektronik übermittelt, in deren Regelstrecke der mit dem Sensor oder den Sensoren verbundenen Antrieb vorgesehen ist. Dabei wird ein außerhalb des Antriebs erfasster Wert einer Zustandsgröße einer Maschine, in welcher Antrieb wirkt, als Istwert der Regeleinheit zugeführt. Beispielhaft ist dies ein Druckwert, wobei der Antrieb ein Volumen stellbar macht. Der übermittelte Befehl wird der Regeleinheit zugeführt und ist dort beispielsweise als Reduzierung des Sollwertes wirksam. Vorzugsweise ist die Regeleinheit in der Steuerelektronik des den Elektromotor des Antriebs versorgenden Umrichters integriert und somit kein weiteres Steuergerät, wie SPS oder zentrale Steuerung, notwendig.

Claims

System, umfassend einen Sensor zur Erfassung von Werten einer Zustandsgröße eines Antriebs, dadurch gekennzeichnet, dass zu den ermittelten Werten zugehörige Information über eine Kommunikationsverbindung an einen ersten Rechner, insbesondere an einen geografisch verschieden angeordneten ersten Rechner, übermittelbar ist und auswertbar ist.
System nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das System in einer den Antrieb umfassenden Maschine oder Anlage angeordnet ist.
Verfahren zum Betreiben eines Systems, wobei mittels eines Sensors Werte einer Zustandsgröße eines Antriebs erfasst werden, der in einer Maschine oder Anlage vorgesehen ist, insbesondere die an einem ersten geografischen Ort sich befindet, dadurch gekennzeichnet, dass zu den ermittelten Werten zugehörige Information über eine Kommunikationsverbindung an einen ersten Rechner, insbesondere an einen vom ersten geografischen Ort geografisch verschieden angeordneten ersten Rechner, übermittelt wird und dort ausgewertet wird.
Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, Blass abhängig vom Ergebnis der Auswertung eine Warninformation angezeigt und/oder ausgedruckt wird, ein Auftrag für einen Service-Einsatz generiert wird oder entsprechende Informationen an ein Verwaltungssystem, wie SAP-System, gesendet werden.
Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor Werte für vibrationsbezogene Zustandsgrößen, mittlere Amplitudenwerte, Spitzenamplitudenwerte, Werte für Ölstand des Schmieröls im Getriebe, Ölalterungsbezogene Werte, Werte für Ölalterung des Schmieröls im Getriebe, Wasseranteil im Schmierstoff des Getriebes, Werte für geräuschbildungsbezogene Zustandsgrößen eines Lagers oder der Lager im Getriebe, Werte für eine Zustandsgröße einer Bremse des Antriebs, wie beispielsweise Verschleiß der Bremsbeläge, und/oder Temperaturwerte erfasst.
Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Maschine oder Anlage eine Steuer- oder Regeleinheit umfasst, insbesondere die in der Signalelektronik des Umrichters des Antriebs integriert ausgebildet ist, wobei abhängig vom Ergebnis der Auswertung vom Rechner ein Befehl oder eine entsprechende Information an die Steuer- oder Regeleinheit gesendet wird, insbesondere wobei das Ausführen des Befehls ein Erreichen eines sicheren Zustandes zum Ziel hat, wie beispielsweise ein Stop der Maschine oder eine Vorgabe einer sicheren Drehzahl oder ein Begrenzen von Sollwerten.
Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass abhängig vom Ergebnis der Auswertung vom Rechner ein Befehl oder eine entsprechende Information an den Umrichter des Antriebs gesendet wird, insbesondere wobei das Ausführen des Befehls ein Erreichen eines sicheren Zustandes zum Ziel hat, wie beispielsweise ein Stop des Antriebs oder eine Vorgabe einer sicheren Drehzahl oder ein Begrenzen von Sollwerten.
Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikationsverbindung eine Internet- oder Telefonverbindung umfasst.
Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb und/oder der Sensor mit einer Datenaustauschverbindung verbunden sind, an der auch ein mit der Kommunikationsverbindung verbundener weiterer Rechner angeschlossen ist.
Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Auswerteeinheit mit der Datenaustauschverbindung verbunden ist, wobei der oder die Sensoren ihre Sensorsignale an die Auswerteeinheit übermitteln, insbesondere wobei die Auswerteeinheit aus den Sensorsignalen die zugehörige Information gewinnt und über die Datenaustauschverbindung und den weiteren Rechner sowie die Kommunikationsverbindung diese zugehörige Information an den ersten Rechner übermittelt.