DE102022115702A1 - Verfahren zur Ermittlung von Maschinenbetriebsdaten einer Maschine, System, Computerprogramm - Google Patents

Verfahren zur Ermittlung von Maschinenbetriebsdaten einer Maschine, System, Computerprogramm Download PDF

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Jukka Elfström
Jarno Suomela
Andreas Kühl
Florian Scheuer
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    • G07CHECKING-DEVICES
    • G07CTIME OR ATTENDANCE REGISTERS; REGISTERING OR INDICATING THE WORKING OF MACHINES; GENERATING RANDOM NUMBERS; VOTING OR LOTTERY APPARATUS; ARRANGEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS FOR CHECKING NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • G07C3/00Registering or indicating the condition or the working of machines or other apparatus, other than vehicles

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung von Maschinenbetriebsdaten einer Maschine (1), insbesondere einer Maschinenbetriebszeit und/oder einer Anzahl von Maschinenstarts und Maschinenstopps,wobei die Maschine (1) eine Sensoreinrichtung (30) aufweist, die einen Sensor (33, 34), der zur Messung eines Maschinensignals der Maschine (1) ausgebildet ist, und einen Sensorspeicher (31) umfasst,wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:- In einem Messschritt misst der Sensor (33, 34) ein Maschinensignal der Maschine (1),- in einem auf den Messschritt folgenden Vergleichsschritt wird das gemessene Maschinensignal mit einem vorgegebenen Schwellenwert verglichen, wobei in Abhängigkeit von dem Vergleich zwischen dem Maschinensignal und dem Schwellenwert eine Maschinenzustandsinformation ermittelt wird,- in einem auf den Vergleichsschritt folgenden Speicherschritt wird die ermittelte Maschinenzustandsinformation in dem Sensorspeicher (31) gespeichert,- in einem auf den Speicherschritt folgenden Analyseschritt werden auf der Grundlage der gespeicherten Maschinenzustandsinformationen Maschinenbetriebsdaten der Maschine (1), insbesondere eine Maschinenbetriebszeit und/oder eine Anzahl von Maschinenstarts und Maschinenstopps, ermittelt.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung von Maschinenbetriebsdaten einer Maschine, insbesondere einer Maschinenbetriebszeit und/oder einer Anzahl von Maschinenstarts und Maschinenstopps. Die Erfindung betrifft ferner ein entsprechendes System und Computerprogramm.
  • Bei der schwingungsbasierten Zustandsüberwachung oder der temperaturbasierten Zustandsüberwachung werden üblicherweise Sensoren mit Kabeln verwendet, was in der Regel zu teuren Systemen und Methoden führt. Einer der Hauptgründe dafür ist, dass die manuelle Installation solcher Sensoren, einschließlich der Installation und des Schutzes der Kabel, zeitaufwendig ist. Eine kostengünstigere Zustandsüberwachung kann durch den Einsatz drahtloser vibrations- oder temperaturbasierter Zustandsüberwachungssysteme realisiert werden. Solche Systeme, insbesondere die Sensoren, sind in der Regel batteriebetrieben. Die typische Batterielebensdauer von drahtlosen batteriebetriebenen Schwingungssensoren beträgt beispielsweise etwa 5 Jahre.
  • In solchen herkömmlichen Systemen messen die batteriebetriebenen drahtlosen Schwingungssensoren Daten nach einem Zeitplan. Beispielsweise werden KPI's (Key Performance Indicators), wie die ISO-Schwingstärke 10-1000 Hz RMS, alle 4 Stunden und Rohdaten alle 24 Stunden gemessen. Solche Messungen, die nach einem festen Zeitplan durchgeführt werden, können jedoch zu einer unzureichenden Datenqualität und einer nachteiligen Zustandsüberwachung für eine Vielzahl unterschiedlicher Maschinen und Anwendungen führen, beispielsweise für nicht kontinuierlich arbeitende Maschinen oder Maschinen mit unterschiedlichen Betriebszuständen oder -modi oder -bedingungen, da die Messdaten häufig gewonnen werden, wenn die Maschine nicht läuft oder sich in einem Modus befindet, der für die Zustandsüberwachung nicht geeignet ist.
  • In Anbetracht der oben genannten Umstände besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine verbesserte und/oder energieeffizientere Zustandsüberwachung einer Maschine bereitzustellen, insbesondere so, dass eine verbesserte Zustandsüberwachung für nicht kontinuierlich arbeitende Maschinen oder Maschinen mit unterschiedlichen Betriebszuständen oder -modi oder Bedingungen erreicht werden kann.
  • Zur Lösung der Aufgabe schlägt die Erfindung ein Verfahren zur Ermittlung von Maschinenbetriebsdaten einer Maschine, insbesondere einer Maschinenbetriebszeit und/oder einer Anzahl von Maschinenstarts und Maschinenstopps vor,
    wobei die Maschine eine Sensoreinrichtung umfasst, die einen Sensor, der zur Messung eines Maschinensignals der Maschine konfiguriert ist, und einen Sensorspeicher umfasst,
    wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
    • - In einem Messschritt misst der Sensor ein Maschinensignal der Maschine,
    • - in einem auf den Messschritt folgenden Vergleichsschritt wird das gemessene Maschinensignal mit einem vorgegebenen Schwellenwert verglichen, wobei in Abhängigkeit von dem Vergleich zwischen dem Maschinensignal und dem Schwellenwert eine Maschinenzustandsinformation ermittelt wird,
    • - in einem auf den Vergleichsschritt folgenden Speicherschritt wird die ermittelte Maschinenzustandsinformation in dem Sensorspeicher gespeichert,
    • - in einem auf den Speicherschritt folgenden Analyseschritt werden auf der Grundlage der gespeicherten Maschinenzustandsinformationen Maschinenbetriebsdaten der Maschine, insbesondere eine Maschinenbetriebszeit und/oder eine Anzahl von Maschinenstarts und Maschinenstopps, ermittelt.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst die Maschine eine Sensoreinrichtung zur Ermittlung von Maschinenzustandsinformationen. Aus den Maschinenzustandsinformationen, die binäre Informationen darüber enthalten können, ob die Maschine läuft, lassen sich im nachfolgenden Analyseschritt Maschinenbetriebsdaten der Maschine ableiten, insbesondere eine Maschinenbetriebszeit und/oder eine Anzahl von Maschinenstarts und Maschinenstopps. Generell lassen die Maschinenbetriebsdaten Rückschlüsse auf die Verfügbarkeit, die Betriebsfähigkeit, die Funktionsfähigkeit oder die Wartungsfähigkeit der Maschine oder ähnliches zu. Konkret können sich die Maschinenbetriebsdaten darauf beziehen, ob die Maschine beispielsweise einen Defekt aufweist oder ob sie Verschleißerscheinungen zeigt. Somit können aus den Maschinenbetriebsdaten Rückschlüsse gezogen werden, ob die Maschine weiterhin betrieben werden kann oder wann eine nächste Wartung oder ein Austausch durchgeführt werden sollte. Die Sensoreinrichtung umfasst einen Sensor zur Messung eines Maschinensignals, das anschließend mit einem Schwellenwert verglichen wird. Die Werte des Maschinensignals und des Schwellenwertes können jeweils durch einen Zahlenwert dargestellt werden. Die Werte des Maschinensignals können größer, gleich oder kleiner sein als die Werte des Schwellenwertes. Durch den Vergleich der Werte des Maschinensignals und des Schwellenwertes kann insbesondere festgestellt werden, ob die Maschine ein- oder ausgeschaltet ist. Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es daher vorteilhaft möglich, eine Maschinenlaufzeit und/oder eine Anzahl von Maschinenstarts und Maschinenstopps zu ermitteln Die Sensoreinrichtung umfasst ferner einen Sensorspeicher, in dem die ermittelten Maschinenzustandsinformationen gespeichert sind. Die in dem Sensorspeicher gespeicherten Informationen können vorteilhaft zu einem späteren Zeitpunkt und/oder durch eine Vielzahl von anderen Rechenmitteln zur weiteren Auswertung im Analyseschritt abgerufen werden. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht somit eine verbesserte und/oder energieeffizientere Zustandsüberwachung einer Maschine, indem beispielsweise Maschinenzustandsinformationen erfasst und lokal in dem Sensorspeicher gespeichert werden. Generell ist es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, die Verarbeitung und Übertragung von unnötigen Daten zu minimieren, wodurch Kosten reduziert und Energie eingespart werden können.
  • Die Sensoreinrichtung kann einen Sensor oder mehrere Sensoren umfassen. Wenn die Sensorvorrichtung mehr als einen Sensor umfasst, kann die Messung des Maschinensignals entweder von einem der Sensoren oder von mehreren Sensoren durchgeführt werden.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Sensor zur Messung einer Maschinenschwingung der Maschine ausgebildet, wobei vorzugsweise das von dem Sensor in dem Messschritt gemessene Maschinensignal ein Schwingungssignal der Maschine ist;
    und/oder
    wobei der Sensor zur Messung einer Maschinentemperatur der Maschine ausgebildet ist, wobei vorzugsweise das von dem Sensor in dem Messschritt gemessene Maschinensignal ein Temperatursignal der Maschine ist;
    und/oder
    wobei der Sensor zur Messung eines elektrischen Signals der Maschine, insbesondere eines elektrischen Stroms und/oder einer elektrischen Spannung, ausgebildet ist, wobei vorzugsweise das von dem Sensor im Messschritt gemessene Maschinensignal ein elektrisches Signal der Maschine ist.
  • Vorzugsweise ist der Sensor ein Vibrationssensor, beispilesweise ein MEMS-Vibrationssensor. Der Sensor kann auch als Temperatursensor oder als Sensor, der elektrischen Strom oder Spannung messen kann, ausgebildet sein. Es ist auch denkbar, dass der Sensor die Fähigkeit zur Messung einer beliebigen Kombination der vorgenannten physikalischen Eigenschaften - Vibration, Temperatur, elektrischer Strom und Spannung - in einer Ausführungsform, einem Gehäuse, einer Einheit oder dergleichen vereint. Darüber hinaus kann der Auslösesensor separat, beispielsweise von einem Schwingungssensor, ausgebildet sein. Mit anderen Worten, die Maschine kann eine Vielzahl von Sensoren umfassen. Solche Effekte können in dem Schwingungs- und/oder Temperatursignal der Maschine oder mittels des Schwingungs- und/oder Temperatursignals der Maschine erkannt werden.
  • Es ist denkbar, dass das vom Sensor gemessene Signal aus einer Vielzahl von Einzelproben besteht. Diese Abtastwerte können auch als Messdatenpunkte und/oder -werte verstanden werden. Ebenso ist es denkbar, dass das vom Sensor gemessene Maschinensignal aus einer Vielzahl von Einzelproben besteht.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird in dem Messschritt ein der Messung zugeordneter Zeitstempel erzeugt und in dem Speicherschritt der Zeitstempel in dem Sensorspeicher abgelegt. Mittels eines Zeitstempels kann eine zeitliche Dokumentation von Maschinenzustandsinformationen vorgenommen werden. So lassen sich durch den Vergleich zweier Zeitstempel auf einfache Weise die Betriebs- und Außerbetriebszeiten der Maschine ermitteln. Die Zeitstempel können im Sensorspeicher abgelegt und bei Bedarf für Berechnungen abgerufen werden.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die im Vergleichsschritt ermittelte Maschinenzustandsinformation eine binäre Information, die angibt, ob die Maschine läuft, insbesondere bei Nennlast, oder nicht läuft, insbesondere nicht bei Nennlast. Somit kann der Vergleichsschritt zu einer Anzeige führen, ob die Maschine gerade läuft oder nicht.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden in einem Übertragungsschritt die ermittelten und gespeicherten Maschinenzustandsinformationen an ein Back-End-System übertragen, das den Analyseschritt durchführt. Durch die Durchführung der Analyse in einem Back-End-System außerhalb der Sensorvorrichtung können die Rechenressourcen in der Sensorvorrichtung reduziert werden. Folglich kann die Batterielebensdauer des Sensorgeräts weiter verbessert werden. Das Backend-System kann beispielsweise durch eine Cloud realisiert werden. Die Informationen können direkt oder indirekt an das Backend-System gesendet werden. Das indirekte Senden kann beispielsweise über eine Gateway-Entität innerhalb eines Kommunikationsnetzes erfolgen, an dem die Maschine beteiligt ist. Rechenmittel des Back-End-Systems können eine Schätzung der verbleibenden Nutzungsdauer (RUL) der Maschine berechnen und ihre Ergebnisse über das Kommunikationsnetz an den Speicher oder an den Triggersensor zurücksenden. Diese Ausführungsform der Erfindung kann beispielsweise vorteilhaft bei der vorausschauenden Wartung eingesetzt werden. Sie kann eine geschätzte Vorwarnzeit vor einem eventuellen Ausfall der Maschine angeben und somit ungeplante und unerwünschte Maschinenausfälle vermeiden.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird in einem Analyseschritt eine Restnutzungsdauer (RUL) der Maschine auf der Grundlage der ermittelten und gespeicherten Maschinenzustandsinformationen geschätzt.
  • Vorzugsweise wird der Messschritt nach einem Zeitraum von mindestens zwei Sekunden, vorzugsweise nach einem Zeitraum von mindestens einer Minute, beispielsweise nach einem Zeitraum von 10 Minuten, wiederholt. Dadurch kann der Energieverbrauch der Sensoreinrichtung reduziert und somit die Effizienz der Sensoreinrichtung erhöht werden.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird der Schwellenwert durch manuelle Eingabe vorgegeben und/oder durch den Auslösesensor in einem Lernmodus bestimmt. Der Schwellenwert kann auf der Grundlage der Erfahrung der Bediener der Maschine vordefiniert werden. Bezieht sich die Auslöseschwelle auf eine Vibration, so kann eine bestimmte Vibrationsamplitude als Referenz festgelegt werden, um beispielsweise zu bestimmen, ob die Maschine in Betrieb oder außer Betrieb ist. Bei der manuellen Einstellung der Schwelle können benachbarte Maschinen oder Geräte, ihr mechanisches Verhalten, insbesondere ihre Wirkung auf die erfindungsgemäße Maschine, berücksichtigt werden. Es ist denkbar, dass benachbarte Maschinen ihre Schwingungen zumindest teilweise auf die erfindungsgemäße Maschine übertragen können. Mit anderen Worten: Schwingungen der Maschine müssen nicht unbedingt auf den Betrieb der Maschine hinweisen, sondern können auch auf andere Maschinen zurückgeführt werden. Bezieht sich der Schwellenwert auf eine Temperatur, ein Geräusch oder eine elektrische Größe, beispielsweise Strom oder Spannung, so können bei der manuellen Eingabe des Schwellenwerts auch Umgebungs- und Erfahrungsfaktoren berücksichtigt werden. So kann der Schwellenwert vorteilhaft an die jeweilige Sensoreinrichtung und die jeweilige Maschine angepasst werden. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es ferner möglich, dass eine verbesserte Zustandsüberwachung durch einen Schwellenwert erreicht werden kann, der automatisiert, vorzugsweise ohne menschliche Interaktion oder Konfigurationseingaben, ermittelt werden kann. Dies ist insbesondere bei Sensorsystemen, die in hohen Stückzahlen produziert werden, von Vorteil. Auch wenn identische Sensoreinrichtungen für eine Vielzahl identischer Maschinen eingesetzt werden, sind die individuellen Einsatzbedingungen und die Einflüsse der Umgebung typischerweise für jede einzelne Maschine und Sensorik unterschiedlich. Mit Hilfe der vorliegenden Erfindung kann für jede einzelne Sensoreinrichtung und Maschine automatisch ein individuell erlernter Schwellenwert in einem Lernmodus der Maschine ermittelt werden, wodurch die Qualität der Zustandsüberwachung verbessert und die Kosten gering gehalten werden.
  • Zur Lösung des oben genannten Problems schlägt die Erfindung ferner ein System zur Zustandsüberwachung einer Maschine vor, wobei die Maschine eine Sensoreinrichtung umfasst, die einen Sensor, der zur Messung eines Maschinensignals der Maschine ausgebildet ist, und einen Sensorspeicher umfasst, wobei die Sensoreinrichtung zur Durchführung der folgenden Schritte ausgebildet ist:
    • - In einem Messschritt misst der Sensor ein Maschinensignal der Maschine,
    • - in einem auf den Messschritt folgenden Vergleichsschritt wird das gemessene Maschinensignal mit einem vorgegebenen Schwellenwert verglichen, wobei in Abhängigkeit von dem Vergleich zwischen dem Maschinensignal und dem Schwellenwert eine Maschinenzustandsinformation ermittelt wird,
    • - in einem auf den Vergleichsschritt folgenden Speicherschritt wird die ermittelte Maschinenzustandsinformation in dem Sensorspeicher gespeichert,
    wobei das System ferner eine Analyseeinheit umfasst, die konfiguriert ist, um in einem Analyseschritt, der dem Speicherschritt folgt, Maschinenbetriebsdaten der Maschine, insbesondere eine Maschinenbetriebszeit und/oder eine Anzahl von Maschinenstarts und Maschinenstopps, auf der Grundlage der gespeicherten Maschinenzustandsinformationen zu bestimmen.
  • Zur Lösung der oben genannten Aufgabe schlägt die Erfindung ferner ein Computerprogramm vor, das Anweisungen umfasst, die bei Ausführung des Computerprogramms durch ein oder mehrere Rechenmittel - insbesondere durch eine Sensoreinrichtung und/oder eine Maschine und/oder ein Backend-System - das eine oder die mehreren Rechenmittel veranlassen, ein Verfahren gemäß einer oben genannten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchzuführen.
  • Für das erfindungsgemäße System und das erfindungsgemäße Computerprogramm können die gleichen Ausführungsformen, Vorteile und technischen Effekte erzielt werden, die in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren oder in Verbindung mit einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben wurden.
  • Diese und andere Merkmale, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen ersichtlich, die beispielhaft die Prinzipien der Erfindung veranschaulichen. Die Beschreibung dient nur der Veranschaulichung, ohne den Umfang der Erfindung einzuschränken. Die nachstehend zitierten Bezugszahlen beziehen sich auf die beigefügten Zeichnungen.
    • zeigt ein Beispiel für den Betrieb einer nicht kontinuierlich arbeitenden Maschine;
    • zeigt ein System gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
    • 3 zeigt ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Sensoreinrichtung;
    • zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 1 zeigt ein Beispiel für den Betrieb einer nicht kontinuierlich arbeitenden Maschine, um Nachteile des Standes der Technik zu verdeutlichen. In den Zeitintervallen 910, 911, 912 arbeitet die Maschine so, dass eine Zustandsüberwachung durchgeführt werden kann. Außerhalb dieser Zeitintervalle ist die Maschine abgeschaltet oder befindet sich in einem Betriebszustand, der für die Zustandsüberwachung nicht geeignet ist. Nach dem Stand der Technik würden Messungen zur Zustandsüberwachung an vorkonfigurierten Punkten 900, 901, 902, 903, 904, 905, beispielsweise in regelmäßigen Zeitabständen durchgeführt. Die Messungen an den Punkten 900, 901, 902, 903, 904 wären jedoch für die Zustandsüberwachung nicht geeignet, da sie außerhalb der Zeitintervalle 910, 911, 912 erfolgen, so dass das Gesamtergebnis und die Qualität der Zustandsüberwachung gering wären. Außerdem wäre die Ermittlung der gesamten Ein- und/oder Ausschaltzeit der Maschine sehr ungenau, wenn die Betriebsintervalle 910, 911, 912 kürzer sind als das Abtastintervall der Messstelle 900, 901, 902, 903, 904, 905. Solche Nachteile können mit der vorliegenden Erfindung energieeffizient überwunden werden.
  • In 2 ist ein System gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Eine Sensoreinrichtung 30, die zwei Sensoren 33, 34 umfasst. Ein erster Sensor 33 ist als Triggersensor implementiert, der so konfiguriert ist, dass er eine Messung des zweiten Sensors 34 auslöst. Beide Sensoren 33, 34 können als Vibrations- und/oder Temperatursensoren ausgeführt sein. Die Sensoreinrichtung 30 ist an einer Maschine 1 angebracht oder in dieser enthalten. Bei der Maschine 1 handelt es sich um eine nicht kontinuierlich arbeitende Maschine 1, beispielsweise um eine Verarbeitungsmaschine, eine Landwirtschaftsmaschine, eine Logistikmaschine, insbesondere ein Regalbediengerät, eine Transportmaschine, insbesondere eine U-Bahn oder eine Eisenbahn oder einen Zug oder dergleichen. Vorzugsweise bestehen der Auslösesensor 33 und der Vibrationssensor 34 aus MEMS zur Messung von Vibrationen der Maschine 1. Eine Gateway-Einheit 50 steht in Kommunikation mit der Sensoreinrichtung 30. Es ist denkbar, dass die Gateway-Einheit 50 Teil der Recheneinrichtung der Maschine 1 ist oder dass die Gateway-Einheit 50 eine von der Maschine 1 getrennte Gateway-Einheit 50 ist. Die Sensoreinrichtung 30 und/oder die Gateway-Entität 50 können ein Mesh-Netzwerk bilden oder Teil eines Mesh-Netzwerks sein. Es ist denkbar, dass die Gateway-Entität 50 mit einem Backend-System und/oder einem Netzwerk 60, insbesondere einem Telekommunikationsnetzwerk, in Verbindung steht. Ferner ist es möglich, dass das System ein Benutzergerät 70, beispielsweise einen Computer oder ein mobiles Gerät, umfasst, das Daten und/oder den Zustand der Maschine anzeigt. Die jeweiligen Geräte des Systems, insbesondere das Sensorgerät 30 und/oder die Gateway-Einheit 50, können drahtlose Kommunikationsmittel zur Kommunikation untereinander und/oder mit dem Backend-System und/oder Netzwerk 60 aufweisen. Insbesondere kann die Sensorvorrichtung 30, die den Vibrationssensor 34 und den Triggersensor 33 umfasst, in einem Lernmodus zur Bestimmung einer Triggerschwelle für den Triggersensor 33 und in einem Zustandsüberwachungsmodus betrieben werden, in dem die gelernte/bestimmte Triggerschwelle verwendet wird.
  • 3 zeigt ein Blockdiagramm einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung 30. Die Sensorvorrichtung 30 umfasst einen ersten Sensor 33 (auch als Auslösesensor bezeichnet), einen zweiten Sensor 34 (auch als Hauptsensor bezeichnet), einen Sensorspeicher 31 und eine Verarbeitungseinheit 32. Die Sensorvorrichtung 30 kann ferner eine Kommunikationseinheit für die drahtlose Kommunikation enthalten. Alternativ kann eine solche Kommunikationseinheit auch in die Verarbeitungseinheit 32 integriert sein.
  • In 4 ist ein Verfahren gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schematisch dargestellt. Vor den Schritten S31, S32. S33, S34 dieser Ausführungsform kann die Sensorvorrichtung 30 im Lernmodus betrieben werden, um eine Auslöseschwelle für den ersten Sensor 33 zu bestimmen. Wenn die Schwelle für den ersten Sensor 33 bestimmt wurde, wird die Sensorvorrichtung 30 in den Zustandsüberwachungsmodus überführt und die Schritte S31 bis S34 werden durchgeführt. Alternativ kann die Sensoreinrichtung mit einem im Sensorspeicher 31 gespeicherten Schwellenwert betrieben werden.
  • Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte:
    • In einem Messschritt S31, der nach einer Zeitspanne von z.B. 10 Minuten wiederholt wird, misst der Sensor 33 ein Maschinensignal der Maschine 1.
    • In einem Vergleichsschritt S32 wird im Anschluss an den Messschritt S31 das gemessene Maschinensignal mit einem vorbestimmten Schwellenwert verglichen, wobei in Abhängigkeit von dem Vergleich zwischen dem Maschinensignal und dem Schwellenwert eine Maschinenzustandsinformation ermittelt wird. Die in dem Vergleichsschritt S32 ermittelte Maschinenzustandsinformation ist eine binäre Information, die angibt, ob die Maschine läuft, insbesondere mit Nennlast läuft, oder nicht läuft, insbesondere nicht mit Nennlast läuft. In einem auf den Vergleichsschritt S32 folgenden Speicherschritt S33 wird die ermittelte Maschinenzustandsinformation in dem Sensorspeicher 31 gespeichert.
    • In einem auf den Speicherschritt S33 folgenden Analyseschritt S34 werden basierend auf den gespeicherten Maschinenzustandsinformationen Maschinenbetriebsdaten der Maschine 1, insbesondere eine Maschinenbetriebszeit und/oder eine Anzahl von Maschinenstarts und Maschinenstopps, ermittelt. Der Analyseschritt wird vorzugsweise in einer Einheit außerhalb der Sensoreinrichtung 30 durchgeführt, beispielsweise in einem Backend-System 60. So werden vor dem Analyseschritt S34 die ermittelten Maschinenzustandsinformationen an das Back-End-System 60 übermittelt.
  • Das Backend-System 60 kann auf der Grundlage der übermittelten Maschinenzustandsinformationen eine verbleibende Nutzungsdauer der Maschine abschätzen. Dadurch kann eine verbesserte und energieeffiziente Zustandsüberwachung für nicht kontinuierlich arbeitende Maschinen oder Maschinen mit unterschiedlichen Betriebszuständen oder -modi oder Bedingungen erreicht werden.
  • Wie zuvor beschrieben, kann der Messschritt S31 nach einer vorgegebenen Zeitspanne wiederholt werden. Dabei kann das gesamte Verfahren zur Ermittlung der Maschinenbetriebsdaten als kontinuierlicher oder quasi-kontinuierlicher Prozess implementiert werden, der nach Ablauf der vorbestimmten Zeitspanne automatisch neu gestartet wird.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Maschine
    30
    Sensoreinrichtung
    31
    Sensorspeicher
    32
    Verarbeitungseinheit
    33
    Sensor (Trigger-Sensor)
    34
    Sensor (Hauptsensor)
    50
    Gateway-Einheit
    60
    Backend-System und/oder Netzwerk
    70
    Benutzergerät
    900 - 905
    Punkte
    910 - 912
    Zeitintervalle
    S31 - S34
    Schritte
    x
    Messungen

Claims (9)

  1. Verfahren zur Ermittlung von Maschinenbetriebsdaten einer Maschine (1), nämlich einer Maschinenbetriebszeit und/oder einer Anzahl von Maschinenstarts und Maschinenstopps, wobei die Maschine (1) eine Sensoreinrichtung (30) aufweist, die einen zur Messung eines Maschinensignals der Maschine (1) ausgebildeten Sensor (33, 34) und einen Sensorspeicher (31) umfasst, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: - In einem Messschritt misst der Sensor (33, 34) ein Maschinensignal der Maschine (1), - in einem auf den Messschritt folgenden Vergleichsschritt wird das gemessene Maschinensignal mit einem vorgegebenen Schwellenwert verglichen, wobei in Abhängigkeit von dem Vergleich zwischen dem Maschinensignal und dem Schwellenwert eine Maschinenzustandsinformation ermittelt wird, - in einem auf den Vergleichsschritt folgenden Speicherschritt wird die ermittelte Maschinenzustandsinformation in dem Sensorspeicher (31) gespeichert, - in einem auf den Speicherschritt folgenden Analyseschritt werden auf der Grundlage der gespeicherten Maschinenzustandsinformationen Maschinenbetriebsdaten der Maschine (1) ermittelt, nämlich eine Maschinenbetriebszeit und/oder eine Anzahl von Maschinenstarts und Maschinenstopps.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Sensor (33, 34) zur Messung einer Maschinenschwingung der Maschine (1) ausgebildet ist, wobei das von dem Sensor (33, 34) im Messschritt gemessene Maschinensignal ein Schwingungssignal der Maschine (1) ist; und/oder wobei der Sensor (33, 34) zur Messung einer Maschinentemperatur der Maschine (1) ausgebildet ist, wobei vorzugsweise das von dem Sensor (33, 34) in dem Messschritt gemessene Maschinensignal ein Temperatursignal der Maschine (1) ist; und/oder wobei der Triggersensor (33, 34) zur Messung eines elektrischen Signals der Maschine (1), nämlich eines elektrischen Stroms und/oder einer elektrischen Spannung, ausgebildet ist, wobei das von dem Sensor (33, 34) im Messschritt gemessene Maschinensignal ein elektrisches Signal der Maschine (1) ist.
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die im Vergleichsschritt ermittelte Maschinenzustandsinformation eine binäre Information ist, die angibt, ob die Maschine läuft, insbesondere bei Nennlast läuft, oder nicht läuft, insbesondere nicht bei Nennlast läuft.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in einem Übertragungsschritt die ermittelten und gespeicherten Maschinenzustandsinformationen an ein Back-End-System übertragen werden, das den Analyseschritt durchführt.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei im Analyseschritt eine Restnutzungsdauer (RUL) der Maschine (1) auf Basis der ermittelten und gespeicherten Maschinenzustandsinformationen geschätzt wird.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Messschritt nach einer Zeitspanne von mindestens zwei Sekunden, vorzugsweise nach einer Zeitspanne von mindestens einer Minute, beispielsweise nach einer Zeitspanne von 10 Minuten, wiederholt wird.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Schwellenwert durch manuelle Eingabe vorgegeben und/oder durch den Sensor (33, 34) in einem Lernmodus bestimmt wird.
  8. System zur Zustandsüberwachung einer Maschine (1), wobei die Maschine (1) eine Sensoreinrichtung (30) umfasst, die einen Sensor (33, 34), der zur Messung eines Maschinensignals der Maschine (1) konfiguriert ist, und einen Sensorspeicher umfasst, wobei die Sensoreinrichtung (30) zur Durchführung der folgenden Schritte konfiguriert ist: - In einem Messschritt misst der Sensor (33, 34) ein Maschinensignal der Maschine (1), - in einem auf den Messschritt folgenden Vergleichsschritt wird das gemessene Maschinensignal mit einem vorgegebenen Schwellenwert verglichen, wobei in Abhängigkeit von dem Vergleich zwischen dem Maschinensignal und dem Schwellenwert eine Maschinenzustandsinformation ermittelt wird, - in einem auf den Vergleichsschritt folgenden Speicherschritt wird die ermittelte Maschinenzustandsinformation in dem Sensorspeicher (31) gespeichert, wobei das System ferner eine Analyseeinheit umfasst, die konfiguriert ist, um in einem Analyseschritt, der dem Speicherschritt folgt, Maschinenbetriebsdaten der Maschine (1), insbesondere eine Maschinenbetriebszeit und/oder eine Anzahl von Maschinenstarts und Maschinenstopps, basierend auf den gespeicherten Maschinenzustandsinformationen zu bestimmen.
  9. Computerprogramm, umfassend Anweisungen, die bei Ausführung des Computerprogramms durch ein oder mehrere Rechenmittel - insbesondere durch eine Sensoreinrichtung (30), und/oder durch eine Maschine (1) und/oder ein Backend-System - das eine oder die mehreren Rechenmittel veranlassen, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 durchzuführen.
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