Wie ein einziger, cleverer Sensor die gesamte Produktion beschützt

Günther Piro ist renommierter Experte für die Digitalisierung von mittelständischen Industrieunternehmen und analysiert für mdk.digital zahlreiche Betriebe. Heute zeigt er, welcher Sensor für die Überwachung der Produktion unabdingbar ist – und welche teuren Folgen sein Fehlen haben kann.

Es gibt etliche Sensoren in unserer Welt, aber besonders wichtig sind davon eher wenige. Und ich behaupte, einer der wichtigsten ist der Magnetfeldsensor. Denn er ist häufig der einzige Sensor, der uns wirklich zuverlässig Informationen darüber gibt, ob sich etwas bewegt, was sich bewegen soll.

Das hat gleich zwei extrem wichtige Wirkungen: Zum einen kann ich überprüfen, ob eine Maschine läuft, aber auch wie schnell, wie gleichmäßig oder wie häufig. Andererseits kann ich damit aber auch überprüfen, ob sich vielleicht etwas bewegt, was gerade stillstehen sollte.

Daher rührt die Einmaligkeit dieses Sensors

Warum kann man dafür nicht einfach einen anderen Sensor verwenden? Ein Beispiel: Sie möchten gerne den Betriebszustand eines Elektromotors erfassen. Dazu haben Sie folgende Möglichkeiten: Erstens könnten Sie in die Steuerung der Anlage eingreifen und sich eines Hilfskontaktes des Motors bedienen, um Arbeitszustand des Motors abzubilden. Dieses Vorgehen ist einfach, aber häufig unerwünscht und bringt vor allem viel weniger Daten, als möglich wäre.

Natürlich gibt es auch noch andere Möglichkeiten. So ist es denkbar, einfach die Motorkontrollleuchte auf Ihre Lichtstärke hin abzufragen, hohe Lichtstärke bedeutet Motor ist eingeschaltet und sollte laufen.

Sie merken schon, auch hier machen sich die Unzulänglichkeiten eines konventionellen Steuerungsprinzip bemerkbar, denn eine eingeschaltete Motorleuchte bedeutet noch lange nicht, dass der Motor dreht. Da ist der Ansatz, über das Magnetfeld des Motors arbeiten, doch wesentlich besser. Denn das ändert sich ja erheblich, wenn er eingeschaltet wird.

Das können Sie mit den Daten machen

Diese ermittelten Daten, mathematisch korrekt ausgewertet, geben Aufschluss über den Zustand des Antriebes. Eingeschaltet, Ausgeschaltet, im Nennbereich arbeitend oder überlastet, das alles ist ableitbar.

Eine Auswertung der Schwingungen der Anlage kann darüber Aufschluss geben, in welchem Zustand sich die Lagerungen oder das Werkzeug, zum Beispiel ein Sägeblatt, befinden. Dadurch ist es möglich, auch einen bevorstehenden notwendigen Werkzeugwechsel zu erkennen.

Das passiert, wenn kein Sensor vorhanden ist (oder er falsch platziert wurde)

Ich erinnere mich an eine Situation bei einem großen Industriebetrieb: Hier gab es in einer systemrelevanten Maschine einen Pneumatik Zylinder, der ein Bauteil ausfahren sollte – genau das aber nicht tat, da sich eine Aufnahme gelöst hatte. Die Maschine arbeitete aber weiter: So fuhr ein anderer Zylinder in das Bauteil und verbog die Konstruktion in Folge irreparabel. Die Mechanik in der Maschine war also zerstört.

Diese Maschine trug die Haupt-Produktionslast und war für anderthalb Schichten außer Gefecht gesetzt. Der Aufwand war immens, die Materialkosten relativ gering, aber die Produktionseinbuße war enorm.

Wäre an diesem Werkzeug nun ein entsprechender Sensor mit einem berührungslosen Endschalter verbaut gewesen, hätte die Maschine gestoppt – in diesem Fall wäre aber nur die Aufnahme neu verbunden worden. Das wäre schnell gegangen, im Rahmen einer normalen Wartung hätte man das Problem dann endgültig beheben können. Manchmal ist es fast schon lächerlich einfach, mit welchen Maßnahmen man die Betriebssicherheit gigantisch erhöhen kann.