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Das Interview: Intelligenter Kabelschutz

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Dank der digitalen Kabelschutzlösungen von ABB können Unternehmen die Sicherheit ihrer Systeme in Zukunft deutlich erhöhen. In einem Interview geben Peter Schuster, Global R&D/Technology Manager am ABB-Standort Uster in der Schweiz, und Pierre Elser, Senior Scientist vom Forschungszentrum Baden-Dättwil in der Schweiz, einen Einblick in einige innovative Anwendungen, die im Jahr 2020 auf den Markt kommen werden.  

Warum entwickelt ABB digitale Kabelschutzsysteme?
Pierre Elser: Eines der Schlüsselthemen in vielen industriellen Anwendungen ist das Eindringen von Wasser in elektrische Systeme, verursacht durch beschädigte Komponenten oder Kondensation. Dank integrierter Sensoren können unsere Kabelschutzprodukte ein solches Eindringen von Wasser frühzeitig erkennen. Weitere Anwendungsszenarien, an denen wir arbeiten, betreffen den verstärkten Einsatz von Temperaturüberwachung zum Schutz vor Überhitzung von Kabeln. 

Welche Vorteile bringt digitaler Kabelschutz genau?
Pierre Elser: Eines der Schlüsselthemen in vielen industriellen Anwendungen ist das Eindringen von Wasser in elektrische Systeme, verursacht durch beschädigte Komponenten oder Kondensation. Dank integrierter Sensoren können unsere Kabelschutzprodukte ein solches Eindringen von Wasser frühzeitig erkennen. Weitere Anwendungsszenarien, an denen wir arbeiten, betreffen den verstärkten Einsatz von Temperaturüberwachung zum Schutz vor Überhitzung von Kabeln.

Welche Bereiche wären an Ihrer Innovation besonders interessiert?
Peter Schuster: Das Eindringen von Wasser und Kondenswasser ist vor allem für den Lebensmittel- und Getränkesektor von großer Bedeutung, da ihre Hauptsorge den Keimen gilt, die in ihre Systeme gelangen können. Aber auch andere Industriezweige, wie die Robotik oder das Transportwesen, können viele Vorteile aus unserer Lösung ziehen. Denn Störungen in elektrischen Systemen können sich auf die Sicherheit auswirken und zu Systemausfällen führen. 

Wie funktioniert Ihre Lösung?
Pierre Elser: Sensoren messen Temperatur und Luftfeuchte in elektrischen Systemen. Sollte sich die Luftfeuchte in einem bestimmten Bereich schnell ändern, würde dies auf das Eindringen von Wasser hinweisen. Durch die Anwendung von Taupunktberechnungen können wir den Unterschied zwischen dem Eindringen von Wasser und der Kondensation von Luftfeuchte erkennen, ohne in das Innere schauen zu müssen. 

Gibt es dafür bereits Lösungen auf dem Markt?
Peter Schuster: Uns sind derzeit keine Entwicklungen für intelligente Kabelschutzsysteme unserer Wettbewerber bekannt. Unser größter Vorteil ist die vorhandene technische Basis von ABB, insbesondere die ABB Ability-Lösungen. Ohne diese Basis oder ohne die enge Zusammenarbeit der verschiedenen technischen Bereiche von ABB hätte unser Projekt nicht starten können. 

Wie sind die digitalen Kabelschutzsysteme in das ABB Ability-Leistungsportfolio eingebunden?
Peter Schuster: Die Integration unserer Lösung in eine geeignete Hard- und Softwareumgebung schien zunächst eine Herausforderung zu sein, da die Sensoren mit Strom versorgt werden müssen und die Messdaten übertragen, gespeichert und visualisiert werden müssen. Glücklicherweise bietet das ABB-Portfolio bereits die ABB Ability Smart Sensor Solution für Motoren und Pumpen an. Unsere mit Feuchte- und Temperatursensoren ausgestatteten Prototypen übertragen die Messdaten via BLE (Anmerkung des Herausgebers: Bluetooth Low Energy, eine energieeffiziente Funktechnologie) an ein Gateway und von dort aus an die ABB Ability Smart Sensor Plattform und die verschiedenen Apps. Dort werden die Daten gesammelt und visualisiert.

Was waren die technischen Voraussetzungen für die Lösung?
Pierre Elser: Zunächst mussten wir geeignete Sensoren auswählen und in die Kabelschutzsysteme integrieren. Darüber hinaus mussten wir eine geeignete Hard- und Softwareumgebung finden, die die Stromversorgung, Datenübertragung und Visualisierung gewährleistet. Um möglichst unabhängig von der lokalen Infrastruktur zu sein, haben wir unsere Gateways mit 4G-Schnittstellen ausgestattet. Dadurch wird unser digitales Kabelschutzsystem viel mobiler, was insbesondere für den Transportsektor von großem Vorteil ist.

Welchen Mehrwert bringt die Innovation den Kunden?
Peter Schuster: Mit der ABB Ability-Plattform und den mitgelieferten Apps können unsere Kunden den Status von elektrischen Systemen aus der Ferne überwachen, Warnmeldungen erhalten, wenn vordefinierte Schwellenwerte überschritten werden, und ihre Wartung besser planen. Auf diese Weise werden die Zuverlässigkeit und Betriebssicherheit ihrer Systeme erheblich verbessert. 

In welchem Stadium befindet sich die Entwicklung derzeit?
Pierre Elser: Nach einer Reihe intensiver Tests im Labor haben wir im Juni in unserem Forschungszentrum in Dättwil ein kleines Prototypsystem mit sechs Sensoren aufgebaut. Nun müssen wir einige Kunden für eine Pilotinstallation an Bord holen. Unser Ziel dabei ist es, ihre Anforderungen besser zu verstehen und Erfahrungen für die weitere Entwicklung zu sammeln.

Welche Erfahrungen haben Sie bisher gesammelt?
Pierre Elser: Die autonomen Sensoren, die mit photovoltaischer Energie versorgt werden, messen nun zuverlässig die Temperatur- und Feuchtewerte und senden die Daten in Echtzeit an das Gateway. Da die kleinsten Sensoren keine Energiespeicher haben, liefern sie Daten, solange genügend Licht vorhanden ist. Dies müsste für bestimmte Anwendungen individuell angepasst werden. Eine der Ideen, die wir haben, ist die Verwendung von kleinen Energiespeichern, die sich tagsüber aufladen würden, um nachts genügend Energie für die Datenerfassung und -übertragung liefern zu können.

Was sind die nächsten Schritte?
Pierre Elser: Unsere Priorität im Moment ist es, gemeinsam mit unseren Kunden eine Liste von Anforderungen zu erstellen, um sicherzustellen, dass wir unser System schnell auf diesen neuen Markt vorbereiten können. Aus technischer Sicht werden wir weiterhin Lösungen entwickeln, die nicht nur Fehler in elektrischen Systemen registrieren, sondern auch aktiv beheben können. Die ersten Anwendungen werden voraussichtlich bis 2020 auf dem Markt verfügbar sein.