Schaltschranküberwachung mit Digitalisierungsplattform und CM-Modul
Temperatur und Feuchtigkeit im Griff
Die Gesundheit der Mitarbeiter zu stärken und die Umwelt zu entlasten sind die Hauptziele des Projekts Prover Bike 4.0, bei dem zudem der Einsatz von Ifm-Produkten in einer Industrie-4.0-Anwendung erlebbar gemacht wird. Erfasst werden die Tage, an denen die Mitarbeiter mit dem Fahrrad zur Arbeit fahren. Der Schaltschrank, in dem die entsprechende Technik untergebracht ist, wird ebenfalls mit Ifm-Technik überwacht. Zum Einsatz kommt hier die Digitalisierungsplattform Moneo RTM.
Bild 1 | Im Schaltschrank sind die Komponenten zur Erfassung von Temperatur und Luftfeuchte installiert, die Daten werden über den IO-Link-Master für Moneo zur Verfügung gestellt.
Bild 1 | Im Schaltschrank sind die Komponenten zur Erfassung von Temperatur und Luftfeuchte installiert, die Daten werden über den IO-Link-Master für Moneo zur Verfügung gestellt.Bild: ifm electronic gmbh

Im Sommer 2016 ist bei der Ifm Prover in Tettnang das BikeHouse 4.0 in Betrieb gegangen – eine moderne Fahrradgarage, in der die Mitarbeiter ihre Räder während der Arbeitszeit geschützt unterstellen können. Das Projekt beinhaltet aber noch viel mehr: Die darin abgestellten Fahrräder werden per RFID erfasst. Dafür wurden im Eingangsbereich Antennen montiert, die bei der Einfahrt den persönlichen RFID-Tag erfassen, der an den Rädern der Teilnehmer montiert ist. „Dadurch können wir genau erfassen, wer wie oft mit dem Fahrrad zur Arbeit kommt“, erzählt Oliver Bucher, der das Projekt bei Ifm geleitet hat: „Daraus hat sich ein richtiger kleiner Wettbewerb entwickelt.“ Im ersten Jahr hat die Belegschaft zusammen eine Strecke von fast 40.000 km zurückgelegt. Bei Erfassung und Auswertung kommen ausschließlich Ifm-Produkte mit Industrie 4.0-Applikationen zum Einsatz. Erfassung und Auswertung der Daten erfolgen unter Beachtung des Datenschutzes. Und eine soziale Komponente hat das Projekt auch: Pro Mitarbeiter werden für jeden gefahrenen Tag von der Geschäftsleitung fünf Euro in den Spendentopf für eine gemeinnützige Organisation gegeben – so haben es Geschäftsleitung und Mitarbeitergremium vereinbart.

Bild 2 | Das Dashboard zeigt die aktuelle Außentemperatur sowie den Status des BikeHouse an.
Bild 2 | Das Dashboard zeigt die aktuelle Außentemperatur sowie den Status des BikeHouse an. – Bild: IFM Electronic GmbH

Condition Monitoring zum Schutz der technischen Komponenten

Abgesehen von den RFID-Antennen befinden sich die elektronischen und elektrotechnischen Komponenten, die für Erfassung notwendig sind, in einem Schaltschrank. Dort sind sie geschützt vor Staub und Wasser sowie vor elektromagnetischen und mechanischen Einflüssen, die zu einer Schädigung oder einem Ausfall führen können. Durch die Abwärme der Komponenten und durch standortbedingte Temperaturschwankungen kann es zu Überhitzung aber auch zu einer erhöhten Feuchtigkeit durch Kondenswasser kommen. Um hier rechtzeitig den Idealzustand wiederherstellen zu können, wird der Schaltschrank, der im BikeHouse installiert ist, überwacht. Die Komponenten im Schaltschrank sind nur für einen eingeschränkten Temperatur- und Feuchtigkeitsbereich zugelassen, und ein sicherer Betrieb kann nur durch Überwachung dieser Parameter gewährleistet werden. Eine zu niedrige Temperatur sowie eine zu hohe relative Luftfeuchtigkeit sind gefährlich für die Technik. Um den störungsfreien Betrieb der Komponenten in den Schaltschränken sicher zu stellen, wurde eine technische Überwachung des Schaltschranks auf Basis der Digitalisierungsplattform Moneo realisiert. Dazu wurde ein IO-Link-Multisensor vom Typs LDH292, der die Temperatur und die relative Luftfeuchte misst, im Schaltschrank installiert. Mit einem zusätzlichen Temperatursensor im Außenbereich kann auch der Einfluss der Umgebungstemperatur berücksichtigt werden. Beide Sensoren sind an einen IoT-IO-Link-Master angeschlossen, der die Daten für Moneo RTM zur Verfügung stellt.

Überwachung und Alarmierung

Bild 3 | Ein weiteres Dashboard visualisiert die Schaltschranktemperatur und die Differenz zur Außentemperatur.
Bild 3 | Ein weiteres Dashboard visualisiert die Schaltschranktemperatur und die Differenz zur Außentemperatur. – Bild: IFM Electronic GmbH

Um die Überwachung des Schaltschranks zu realisieren, wurde Moneo auf einem zentralen Server der Ifm Prover installiert und das Modul Moneo RTM aktiviert. Im nächsten Schritt wurden die Grenzwerte für die zulässige Temperatur und relative Feuchte im Schaltschrank festgelegt, so dass alle eingebauten Komponenten innerhalb der jeweils zulässigen Umgebungsbedingungen betrieben werden. Für die Temperatur bedeutet dies einen Bereich von -10 °C bis +50 °C und für die relative Feuchte 20 % bis 60 %. Bei Unter- bzw. Überschreitung eines der Grenzwerte wird ein Alarm ausgelöst und automatisiert ein Ticket angelegt. Über die Ticketverarbeitungsregeln innerhalb von Moneo lassen sich die weiteren Prozesse definieren, wie z.B. der Personenkreis, der informiert werden muss. Beim BikeHouse werden bei einem Alarm die zuständigen Mitarbeiter der Haustechnik per E-Mail informiert, die dann zügig auf den Fehler reagieren können. Darüber wurde ein Abgleich des Anstiegs von Außen- und Innentemperatur umgesetzt. Da eine Veränderung der Außentemperatur auch die Innentemperatur verändert und dies keine Störung darstellt, kann diese Vergleichsmessung Fehlalarme verhindern.

Bild 4 | In dieser Analyse wird der Temperaturverlauf über mehrere Tage dargestellt. 
Es ist klar ersichtlich, dass die Innentemperatur stark von der Außentemperatur abhängt.
Bild 4 | In dieser Analyse wird der Temperaturverlauf über mehrere Tage dargestellt. Es ist klar ersichtlich, dass die Innentemperatur stark von der Außentemperatur abhängt. – Bild: IFM Electronic GmbH

Fazit: Plattform sorgt für störungsfreien Betrieb

Bei Ifm Prover konnte demonstriert werden, wie gut sich eine Überwachung mit der Digitalisierungsplattform Moneo und dem Condition-Monitoring-Modul RTM umsetzen lässt. Die kontinuierliche Überwachung des Schaltschranks sorgt für eine zusätzliche Transparenz. Benutzer können im Dashboard Detailinformationen der Anlage im Detail einsehen. Eine Datenaufzeichnung ermöglicht eine umfassende Analyse für weitere Optimierungen. „Die gesamte Überwachung ist ein schöner Use Case für die Leistungsfähigkeit von Moneo“, zeigt sich auch Oliver Bucher zufrieden.

www.ifm.com

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