Wie lassen sich hochfrequente elektrische Fehler in Großmaschinen zuverlässig erfassen und analysieren?

Die Diagnose schneller, intermittierender Fehler erfordert eine hochauflösende und kontinuierliche Datenerfassung im Millisekundenbereich. Mit ibaPDA können mehrere tausend Signale parallel mit hoher Abtastrate über Schnittstellen (zum Beispiel zu SMATIC S7-Systemen) erfasst werden. Die Kombination aus hoher Zeitauflösung und synchroner Signalaufzeichnung ermöglicht die präzise Rekonstruktion von Fehlerabläufen. Dadurch lassen sich selbst kurzzeitige Anomalien eindeutig identifizieren.

Wie lässt sich der Austausch von Komponenten durch datenbasierte Analysen optimieren?

Eine präzise Fehlerlokalisierung ermöglicht es, defekte oder verschleißanfällige Komponenten eindeutig zu identifizieren. Mit der kontinuierlichen Datenspeicherung in ibaHD-Server können historische Signalverläufe analysiert und Abweichungen frühzeitig erkannt werden. Dadurch entfällt der Austausch von Bauteilen auf Verdacht. Dies reduziert Materialkosten und erhöht die Effizienz der Instandhaltung.

Wie kann die Fehlerdiagnose in abgelegenen oder gefährlichen Industrieumgebungen effizient durchgeführt werden?

In anspruchsvollen Umgebungen ist eine Fernanalyse entscheidend, um Risiken für Personal und Maschine zu minimieren. Durch den Einsatz von ibaPDA in Kombination mit lokal installierter Hardware wie ibaDAQ oder ibaMDAQ können Daten direkt an der Maschine erfasst und remote ausgewertet werden. Dies reduziert die Notwendigkeit von Eingriffen an spannungsführenden Systemen erheblich. Gleichzeitig verkürzt sich die Zeit bis zur Fehleridentifikation signifikant.

Wie können datenbasierte Wartungsstrategien die Anlagenverfügbarkeit erhöhen?

Durch die Analyse von Trends und schleichenden Signalveränderungen lassen sich Wartungsmaßnahmen zustandsbasiert planen. ibaPDA liefert die notwendige Datenbasis, während historische Daten in ibaHD-Server für Langzeitanalysen bereitstehen. Dies ermöglicht eine gezielte Überwachung kritischer Komponenten und die Verlängerung ihrer Lebensdauer. In der Praxis führt dies zu deutlich reduzierten ungeplanten Stillständen.

Wie können virtuelle Signale und Modelle zur vorausschauenden Fehlererkennung eingesetzt werden?

Virtuelle Signale ermöglichen die Ableitung zusätzlicher Zustandsgrößen aus bestehenden Messdaten. Mit dem Expression Builder in ibaPDA lassen sich solche Modelle direkt im System definieren und in Echtzeit berechnen. Dadurch können potenzielle Fehlerzustände frühzeitig erkannt werden, bevor es zu Ausfällen kommt. Dies unterstützt eine proaktive Instandhaltung und reduziert den Bedarf an manueller Fehlersuche vor Ort.

Lokalisierung von Hochgeschwindigkeitsfehlern

Das Projekt

Starke Vibrationen, Staub und Temperaturen von über 45 Grad Celsius: Es ist keine Überraschung, dass die Arbeitsumgebung von elektrischen Seilbaggern als höchst anspruchsvoll eingestuft wird.

Diese gigantischen Maschinen leisten auch Schwerstarbeit. 2024 wurden weltweit rund 3.230 Kilogramm Gold und 22 Millionen Tonnen Kupfer gefördert, wobei die Schaufelbagger als primäre Ladeeinheiten eine entscheidende Rolle spielen. Daher ist eine möglichst hohe Verfügbarkeit der Maschinen für die Bergbauunternehmen von größter Bedeutung. Aufgrund der extremen äußeren Bedingungen sind jedoch Ausfälle von Komponenten oder elektrische Probleme kaum zu vermeiden. Hier kommt das iba-System zur Überwachung der Maschinensteuerung ins Spiel.

Vorteile

Schnelle Fehlerdiagnose: Fehler können in Minuten und nicht in Stunden/Tagen identifiziert werden - auch aus der Ferne. Das iba-System ist perfekt für die intermittierende Fehlersuche mit außergewöhnlich hoher Geschwindigkeit.
Beseitigung von Arbeiten unter Spannung (LWE): Durch die Fernverbindung zum iba-System können Arbeiten unter Spannung praktisch eliminiert werden, da das Personal nicht mehr an die unter Spannung stehenden Anlagen angeschlossen werden muss.
Reduzierung des Teileverbrauchs: Ermittelt genau, welches Teil ausgefallen ist oder ausfällt. Es müssen keine Teile mehr ausgetauscht werden, um den Fehler zu isolieren/identifizieren.
Optimierte Wartungsstrategie: Liefert genaues Feedback zu Komponenten, bei denen die Verschlechterung besser verfolgt werden kann. Dies ermöglicht eine Verlängerung der Lebensdauer einiger sehr teurer Teile.
Werkzeug zur Bedienerschulung: Durch die Möglichkeit, mehrere Steuersignale auf einer einzigen Seite anzuzeigen, ermöglicht die Interaktion zwischen den Maschinenfunktionen eine hervorragende Darstellung der Betriebskadenz.
Selbstdiagnose: iba's Expression Builder und virtuelle Signale schaffen die Möglichkeit, Komponenten zu überwachen, bevor es zu Ausfällen kommt. Außerdem werden keine hochqualifizierten Techniker zur Fehlersuche an der Maschine benötigt.

Lösung

Mit ibaPDA erfasst das Bergbauunternehmen über die S7-Xplorer-Schnittstelle alle 20 Millisekunden rund 1.500 Signale in hoher Auflösung sowie 26 Analogwerte mit einer Zeitbasis von einer Millisekunde. Die iba-Software läuft auf ibaDAQ, einem Standalone-Gerät, das direkt an der Maschine installiert wird. Die Aufzeichnung der Signale erfolgt dann in ibaHD-Server. Neben einer verbesserten Fehlerdiagnose und der Vermeidung von Arbeiten unter Spannung an der betreffenden Maschine konnte der Kunde den Komponentenverbrauch reduzieren und die Wartungsstrategien und -abläufe optimieren. Es wird festgestellt, dass die elektrischen Ausfallzeiten der Maschinen drastisch reduziert wurden. Die Zeit zwischen den Ausfällen hat sich um über 200 Prozent erhöht. Insgesamt konnte das Unternehmen die ungeplanten Ausfallzeiten mit dem iba-System in den letzten sechs Monaten von 49 Stunden auf 5 Stunden reduzieren. Aufgrund des Erfolgs plant der Kunde, den Einsatz von iba auf weitere Maschinen und andere Bergbaustandorte weltweit auszuweiten.

Das iba-System hat für den Kunden die Maschinendiagnose grundlegend verändert. Auftretende Probleme werden nun anhand von Fakten erfasst. Kein Rätselraten mehr.

Fritz Woller
Systemingenieur, iba Oceania

Verwendete Funktionen

Die folgenden Funktionen des iba-Systems werden in dieser Applikation verwendet.

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Häufig gestellte Fragen (FAQ)

Wie lassen sich hochfrequente elektrische Fehler in Großmaschinen zuverlässig erfassen und analysieren?: Die Diagnose schneller, intermittierender Fehler erfordert eine hochauflösende und kontinuierliche Datenerfassung im Millisekundenbereich. Mit ibaPDA können mehrere tausend Signale parallel mit hoher Abtastrate über Schnittstellen (zum Beispiel zu SMATIC S7-Systemen) erfasst werden. Die Kombination aus hoher Zeitauflösung und synchroner Signalaufzeichnung ermöglicht die präzise Rekonstruktion von Fehlerabläufen. Dadurch lassen sich selbst kurzzeitige Anomalien eindeutig identifizieren.
Wie lässt sich der Austausch von Komponenten durch datenbasierte Analysen optimieren?: Eine präzise Fehlerlokalisierung ermöglicht es, defekte oder verschleißanfällige Komponenten eindeutig zu identifizieren. Mit der kontinuierlichen Datenspeicherung in ibaHD-Server können historische Signalverläufe analysiert und Abweichungen frühzeitig erkannt werden. Dadurch entfällt der Austausch von Bauteilen auf Verdacht. Dies reduziert Materialkosten und erhöht die Effizienz der Instandhaltung.
Wie kann die Fehlerdiagnose in abgelegenen oder gefährlichen Industrieumgebungen effizient durchgeführt werden?: In anspruchsvollen Umgebungen ist eine Fernanalyse entscheidend, um Risiken für Personal und Maschine zu minimieren. Durch den Einsatz von ibaPDA in Kombination mit lokal installierter Hardware wie ibaDAQ oder ibaMDAQ können Daten direkt an der Maschine erfasst und remote ausgewertet werden. Dies reduziert die Notwendigkeit von Eingriffen an spannungsführenden Systemen erheblich. Gleichzeitig verkürzt sich die Zeit bis zur Fehleridentifikation signifikant.
Wie können datenbasierte Wartungsstrategien die Anlagenverfügbarkeit erhöhen?: Durch die Analyse von Trends und schleichenden Signalveränderungen lassen sich Wartungsmaßnahmen zustandsbasiert planen. ibaPDA liefert die notwendige Datenbasis, während historische Daten in ibaHD-Server für Langzeitanalysen bereitstehen. Dies ermöglicht eine gezielte Überwachung kritischer Komponenten und die Verlängerung ihrer Lebensdauer. In der Praxis führt dies zu deutlich reduzierten ungeplanten Stillständen.
Wie können virtuelle Signale und Modelle zur vorausschauenden Fehlererkennung eingesetzt werden?: Virtuelle Signale ermöglichen die Ableitung zusätzlicher Zustandsgrößen aus bestehenden Messdaten. Mit dem Expression Builder in ibaPDA lassen sich solche Modelle direkt im System definieren und in Echtzeit berechnen. Dadurch können potenzielle Fehlerzustände frühzeitig erkannt werden, bevor es zu Ausfällen kommt. Dies unterstützt eine proaktive Instandhaltung und reduziert den Bedarf an manueller Fehlersuche vor Ort.