Smarte Sensoren ermöglichen reibungslosen Betrieb von prozesskritischen Motoren

Smarte Sensoren ermöglichen reibungslosen Betrieb von prozesskritischen Motoren

Denka hat in drei seiner Werke in Singapur Fehler an prozesskritischen Elektromotoren behoben. Ermöglicht wurde dies durch einen Service-Vertrag, der auf smarten Sensoren von ABB basiert. Zum Einsatz kommt auch eine neue Generation, die speziell für Gefahrenbereiche entwickelt wurde.

Im Jahr 2018 bot ABB als einer der ersten Hersteller von Elektromotoren einen umfassenden Service an, der auf der drahtlosen Smart-Sensor-Technologie basiert. Damals wurde mit dem japanischen Chemieunternehmen Denka ein entsprechender Vertrag geschlossen, der in Folge auf drei Werke in Singapur ausgeweitet wurde. Ziel war, die Motorenausfälle um 80 Prozent zu reduzieren. Letztendlich wurde diese Vorgabe sogar übertroffen, denn in den letzten zwei Jahren ist kein einziger Motor ausgefallen, der mit einem intelligenten Sensor ausgestattet ist.

Auf Jurong Island in Singapur betreibt Denka eine große Produktionskette für Styrolharz. Dabei setzt das Unternehmen auf Hunderte Elektromotoren, die die Produktion rund um die Uhr und an sieben Tagen die Woche am Laufen halten.

„Viele unserer prozesskritischen Motoren sind rauen Umgebungsbedingungen ausgesetzt, die zu vorzeitigen Ausfällen und kostspieligen Stillständen führen können“, sagte H.C. Ng, Instandhaltungsleiter des Denka-Werks in Singapur. „Denka hat frühzeitig das Internet der Dinge genutzt und suchte nach einer Plug-and-Play-Lösung, die eigenständig den Zustand unserer wichtigen Motoren und Lager überwachen kann.“

Hunderte smarte Sensoren im Einsatz

In Folge wurde ABB von Denka Anfang des Jahres 2018 gebeten, eine Lösung auf Basis des ABB Ability™ Smart Sensors zu entwickeln. Die Sensoren waren genau das, wonach das Unternehmen gesucht hatte, denn sie sind günstig, einfach anzubringen und nicht auf frühere Daten angewiesen, um die Kalibrierung und Algorithmen festzulegen.

Aufgrund der erfolgreichen ersten Installation wollte Denka auch die neue Generation an Sensoren testen. Diese sind speziell für Gefahrenbereiche geeignet und gemäß ATEX, IECEx und NEC 500 zertifiziert. Die Batterien der leistungsstarken Sensoren weisen eine längere Lebensdauer als die der Vorgängermodelle auf. Zudem wurden die Sensoren nach dem „Sealed for Life“-Prinzip entwickelt. Das bedeutet, dass der Sensor für die gesamte Lebensdauer versiegelt wird. Die Sensoren mit der Schutzklasse IP66/67 können hohen Vibrationen, Korrosion und mechanischen Belastungen standhalten, wie sie in rauen Industrieumgebungen auftreten können. Beim Entwicklungsprozess lag der Fokus darüber hinaus auf der Überwachungsfunktion und der Kommunikationsreichweite.

In der Styrolharz-Anlage werden Pumpen, Kompressoren, Lüfter und Pelletierer mit Motoren betrieben, die eine Leistung zwischen 0,75 und 160 Kilowatt aufweisen. Motoren, Pumpen und Lager sowie Motoren in Gefahrenbereichen wurden mit Hunderten smarten Sensoren ausgestattet.

Im Rahmen des Service-Vertrags ist ABB dafür verantwortlich, das Risiko von Anlagenausfällen zu steuern. Dies beinhaltet auch die Durchführung oder Empfehlung einer präventiven Wartung und Reparatur. Tritt bei einem Motor ein mögliches Problem auf, wird er zudem in einer Werkstatt von ABB repariert. Fällt er aus oder kann nicht mehr repariert werden, ersetzt ABB ihn mit einem funktional gleichwertigen Motor.

Smarte Sensoren als Frühwarnsystem

Die smarten Sensoren verbinden sich drahtlos mit der Anlage und können innerhalb weniger Minuten konfiguriert werden. Sie erfassen Daten zu Vibration, Temperatur und anderen Parametern und übertragen diese über ein Smartphone oder Gateway an einen sicheren Cloud-Dienst. Modernste Algorithmen analysieren die Daten und wandeln sie in aussagekräftige Informationen über den Zustand und die Leistungsfähigkeit der Anlage um. Diese Informationen werden dann an das Smartphone des Nutzers und das Kundenportal übermittelt.

Die neuen Sensoren haben sich schon in den ersten Tagen nach ihrer Inbetriebnahme bewährt. So ermittelte ein Sensor am Motor einer Einzugswalze eine außergewöhnliche Vibration. Daraufhin informierten die für die Überwachung der Motoren zuständigen ABB-Techniker das Wartungsteam von Denka, das den Motor untersuchte. Es stellte sich heraus, dass sich eine klebrige Schicht aus Polymer gebildet hatte, die zu der Leistungsschwäche führte. Das Team konnte die Polymerschicht entfernen, bevor sie Schaden am Motor anrichten konnte.

Ein anderer Sensor wiederum erfasste einen ungewöhnlich hohen Temperaturanstieg. Bei der Überprüfung fand man ein Saugkissen, das in der Abdeckung des Lüfters steckte und die Kühlung des Motors verhinderte.

Risiken beseitigen

Dank der intelligenten Sensoren von ABB kann Denka die Betriebs- und Zustandsparameter prozesskritischer Motoren, Pumpen und Lager kontinuierlich überwachen. Auf diese Weise werden Arbeitsstunden reduziert, die ansonsten für eine manuelle Überprüfung der Leistung und die Erfassung von Daten erforderlich wären. Gleichzeitig werden neue Erkenntnisse über die Betriebsleistung gewonnen. Davor hätte nur alle drei Monate eine manuelle Inspektion stattgefunden, so dass dem Unternehmen die Warnzeichen entgangen wären, die auf ein potenzielles Risiko hindeuten. In der Folge hätte es zu Totalausfällen oder langen Ausfallzeiten sowie kostspieligen Produktionsverlusten kommen können.

ABB Ability ™ Smart Sensors haben in Kombination mit einem ABB-Servicevertrag Denka in den letzten zwei Jahren dabei geholfen, Motorausfälle zu vermeiden.
ABB Ability ™ Smart Sensors haben in Kombination mit einem ABB-Servicevertrag Denka in den letzten zwei Jahren dabei geholfen, Motorausfälle zu vermeiden.
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Intelligente Sensoren geben Warnsignale ab, wenn eine Anlage gewartet werden muss oder störungsanfällig ist. Wie bei Denka wird das Team vor Ort in einem solchen Fall informiert, so dass es schnell und effektiv eingreifen kann.

„Der Service-Vertrag mit ABB gibt uns ein gutes Gefühl“, sagt H.C. Ng. „Die intelligenten Sensoren überwachen und analysieren sowohl die Leistung als auch die Betriebsbedingungen unserer kritischen Anlagen und warnen uns bei potenziellen Problemen. So können wir die Instandhaltung problemlos planen und unerwartete Ausfälle, ungeplante Stillstände und Produktionsverluste vermeiden.“

Nach den zufriedenstellenden Ergebnissen, die in dem Werk für Styrolharz erzielt wurden, gab Denka grünes Licht für weitere Sensoren. Diese werden an den Lagern und Motoren angebracht, die sich in den Gefahrenbereichen des Merbau-Werks, einem Produktionsstandort für Ruß, befinden. Auch für sein Werk, in dem der Füllstoff Silika hergestellt wird, hat Denka Sensoren für Motoren, Lager und Pumpen bestellt. Die Motoren werden im Rahmen des Service-Vertrags vollständig von ABB überwacht.

H.C. Ng kommentiert abschließend: „Die intelligenten Sensoren haben die Lebensdauer unserer Motoren erhöht und unsere Instandhaltungskosten verringert. Dank der Sensoren und der Unterstützung von ABB können sich unsere Techniker auf andere kritische Aufgaben konzentrieren. Das Projekt war sowohl für Denka als auch für ABB ein großer Erfolg“.

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