Die Pumpe in der Industrie 4.0

CT-Produktfokus: Digitale Konzepte und Regler für Pumpen

10.10.2018 Die Digitalisierung macht auch vor der Pumpenbranche nicht halt. Zum Teil zaghaft, zum Teil aber auch stürmisch entwickeln die Maschinenhersteller digitale Lösungen, die eines gemeinsam haben: Sie sollen den Anwendern handfesten Nutzen bieten. In unserem Produktfokus haben wir die jüngsten Entwicklungen gesammelt.

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1: Pumpenantrieb per Smartphone bedienen

Mit der Smartphone-App Flow Manager von KSB lassen sich die Pumpen-Drehzahlregelsysteme Pump Drive 2 und Pump Drive 2 Eco einfach bedienen und einstellen. Außerdem kann man mit ihr die konstante Drehzahl des My Flow Drive-Antriebs auf den optimalen Betriebspunkt justieren. Die kostenlos zum Download verfügbare App stellt alle bekannten Grundfunktionen aus den Vorgängerversionen My Pump Drive zur Verfügung und unterstützt neben IOS- auch Android-Geräte. Die Hauptfunktionen der App kann man unter den Begriffen Bedienen und Beobachten zusammenfassen. Sie zeigt den aktuellen Betriebspunkt an, ermöglicht einen Zugriff auf alle wichtigen Parameter, Alarm- und Warnmeldungen sowie Trendaufzeichnungen. Außerdem bietet sie Inbetriebnahmehilfen für den Stellerbetrieb sowie Enddruck- und Differenzdruckregelung an. Gewählte Parametersätze können gespeichert und verwaltet sowie versendet werden.

2: Eintrittskarte für die Industrie 4.0

Erfordert die Industrie 4.0 neue Anlagenkomponenten? Nicht zwingend: Zumindest Pumpen lassen sich per Nachrüstsatz auch kostengünstig in das Industrie-Internet der Dinge einbinden. Das neue System zur Pumpenüberwachung heißt „KSB Guard“ und nutzt vernetzte Schwingungs- und Temperatursensoren. Das System soll dafür sorgen, dass Veränderungen des Betriebsverhaltens der Maschine frühzeitig erkannt und Instandhaltungseinsätze besser geplant werden können, ohne hierbei bei der Pumpe vor Ort sein zu müssen. Das Überwachungssystem eignet sich besonders für die Nachrüstung: Die Sensoreinheit wird am Lagerträger oder an der Antriebslaterne der Pumpe mit Magnet und Kleber befestigt. Die einmal pro Stunde aufgenommenen Daten werden mittels Funksignal über ein Gateway zur Datenverarbeitung unmittelbar und verschlüsselt in die KSB-Cloud übertragen. Der Anwender kann jederzeit und überall über eine App mit seinem Handy, einem Tablet oder auf einem PC die Zustandsdaten aller überwachten Pumpen abfragen, ohne vor Ort sein zu müssen.

3: Pumpenservice via Augmented Reality

Und noch einmal KSB: Der Hersteller aus Frankenthal hat ein Servicekonzept vorgestellt, das auf der sogenannten „Augmented Reality“ basiert. Über eine Datenbrille oder eine Smartphone-App werden Anwender oder Monteure während ihres Serviceeinsatzes per Videobild und Audiosignal von einem Experten geführt. Auf diese Weise kann man zum Beispiel einen Monteur, der kein Spezialist für Pumpen ist, Schritt für Schritt durch gängige Instandhaltungsmaßnahmen leiten. Es ist auch möglich, über die Datenbrille Explosionszeichnungen oder Screenshots in das Sichtfeld einzublenden. So kann man benötigte Ersatzteile identifizieren, deren Beschaffung einleiten und so den Einsatz eines eventuell noch erforderlichen Service-Technikers des Herstellers vorbereiten. Auch bei Inbetriebnahmen könnten die Datenbrillen unterstützen. So lässt sich im Vorfeld überprüfen, ob die eingebauten Pumpen schon für eine Inbetriebnahme bereit sind.

4: Datenbrille für Reparaturarbeiten

Auch der Pumpenhersteller Lewa will das Wartungspersonal bei der Arbeit an Pumpen unterstützen: Die Datenbrille Smart Glasses baut innerhalb weniger Minuten die Verbindung zu einem Experten des Herstellers auf, mit dem bei einem Störfall eine gemeinsame Erstdiagnose erstellt werden kann. Oftmals können mit der Expertenhilfe kleinere Störungen direkt selbst behoben werden.

5: Pumpenzustandsüberwachung Condition Monitor CMU

Ebenfalls auf die effiziente Wartung zielt der Condition Monitor CMU von Grundfos. Dieser wird bei mehrstufigen CR-Pumpen des Herstellers eingesetzt. Der kleine Sensor, der an der Ablassschraube in der Motorlaterne montiert wird, nutzt einen Beschleunigungsmesser, ein Thermometer und Ultraschall, um den Betriebszustand von Pumpen zu verfolgen. Dabei werden mögliche Systemfehler wie Lagerschäden, Trockenlauf, Kavitation, Unwucht oder Wasserschlag erkannt. Der Condition Monitor warnt den Bediener per cloud-basierten Anwendungen oder Standard-Netzwerksteuerungssystemen über ein einfaches, benutzerfreundliches Display vor möglichen Prozessausfällen. Im Gegensatz zu Systemen, die lediglich Datendiagramme liefern, zeigt das System ein klares Überwachungsergebnis. Der Condition Monitor verfolgt nicht nur die Vibrationen einer Pumpe nach, um Verschleißprobleme in Lagern aufzudecken, sondern erkennt Betriebszustände wie Trockenlauf. Auch der Zustand der Lager gehört dazu.

6: Fernüberwachung aller Komponenten des Antriebsstrangs

Der Service ABB Ability Condition Monitoring für den Antriebsstrang ermöglicht eine umfassende Analyse und Wartungsplanung aller Komponenten einer Industrieanlage, die auch Pumpen mit einschließt. Die integrierte digitale Lösung vom Feld bis in die Cloud beinhaltet Geräte, Software und Service. Anwender können damit über ein einziges Cloud-Portal die Betriebszustände von industriellen Antriebssträngen fernüberwachen. Der digitale Antriebsstrang erlaubt, den Status von Frequenzumrichtern, Motoren, Lagern und Pumpen in einem integrierten Service zu überwachen. Die wichtigsten Betriebsparameter einzelner Anlagen werden als einheitliches System visualisiert und notwendige Wartungsmaßnahmen für einen optimalen Betrieb. Das Ergebnis sind geringere Ausfallzeiten, eine verlängerte Lebensdauer der Anlage, geringere Kosten und eine höhere Rentabilität.

In Zusammenarbeit mit dem Schweizer Pumpenhersteller Egger wurde ein Smart Sensor für Pumpen speziell für Abwasseranlagen entwickelt. Diese Lösung dient der Überwachung der Pumpentemperatur, der Vibrationen und des Lagerzustands – mithilfe der Datenanalyse –, um ein Verstopfen oder andere Probleme zu verhindern. Die Sensoren wurden so adaptiert, dass sie nun auch Eigenschaften wie Pumpendrehzahl, Gesamtvibration, Unwucht, Kavitation oder Verstopfung erfassen können. Den Betreibern von Abwasseranlagen bleibt dadurch eine regelmäßige, zeitraubende Überwachung auf Verdacht erspart.

7: Cloud-Dienste für Exzenterschneckenpumpen

Seepex bündelt seine digitalen Lösungen für den Pumpenbetrieb im Bereich „Digital Solutions“ und hat ein umfangreiches Portfolio mobiler und vernetzter Services für einen optimalen Betrieb von Exzenterschneckenpumpen entwickelt. Dazu gehört der Pump Monitor, der die Live-Betriebsdaten der Pumpe erfasst und so Betriebsparameter digital überwacht. Grafische Trendanzeigen ermöglichen dem Kunden/Betreiber, Rückschlüsse auf den Betriebszustand der Pumpe zu ziehen. Warnungen und Alarme verhelfen zum rechtzeitigen Eingriff vor dem Prozessstillstand, Trendanzeige und Datenaufzeichnung ermöglichen erweiterte Analysen. Neben einer Anzeige vor Ort/im Feld/an der Anlage sind alle Daten auch über eine eigens entwickelte APP verfügbar.

Darüber hinaus wurde die seit 2016 angebotene Seepex VR App um eine weitere Funktionalität, dem Pump Management, ergänzt. Das Pump Management ermöglicht dem Kunden, ein digitales Logbuch zu führen. So können alle Pumpen in der App digital/papierlos verwaltet werden. Wartungsarbeiten oder Ersatzteilanfragen werden hier dokumentiert und stehen jederzeit gebündelt an Ort und Stelle zur Verfügung. Dreh- und Angelpunkt ist dabei die hauseigene Cloud-Lösung „Connected Services“: Auf Basis der im Feld gesammelten Informationen will der Hersteller seinen Kunden zukünftig Dienstleistungen anbieten, die stets den optimalen Betrieb der Exzenterschneckenpumpe ermöglichen sollen.

8: Allianz will Pumpenauswahl vereinfachen

Welche Technologie passt für meine Förderaufgabe? Mit dieser Frage sehen sich Anlagenplaner, Betriebsingenieure und generell Auswahlentscheider für verfahrenstechnische Prozesse konfrontiert. Die Suche bei einzelnen Herstellern oder mit Internet-Suchmaschinen liefert oft nur bedingt brauchbare Ergebnisse. Diese wollen die Macher der neuen „Star Pump Alliance“ liefern. Das von den Pumpenherstellern Edur, Hermetic und Netzsch initiierte Projekt hat zum Ziel, den Auswahlprozess für Pumpen zu vereinfachen. Dreh- und Angelpunkt ist der auf www.starpumpalliance.com verfügbare herstellerübergreifende Technologie-Selector. Dieser schlägt dem Website-Besucher anhand der von ihm eingegebenen Anwendungsattribute eine oder mehrere geeignete Pumpentechnologien für seine Anwendung vor. Auf Basis der Selector-Ergebnisse kann der Anwender direkt den passenden Anbieter kontaktieren. Ende Juli 2018 hatte die Allianz acht Mitglieder. Ziel des Netzwerks ist es, jede Pumpentechnologie mit einem Mitglied zu besetzen, um alle Förderaufgaben aus den unterschiedlichsten Industrien abdecken zu können.

9: Expertentool für Spaltrohrmotorpumpen

Ob maßgeschneidert oder Standardpumpe – diese Frage sollen Pumpenanwender künftig bei der Auswahl von Spaltrohrmotorpumpen selbst beantworten können. Dazu hat Hermetic ein Expertentool entwickelt. Ausgehend von den Anforderungen wie den Eigenschaften des zu fördernden Mediums, der Förderhöhe und dem geforderten Volumenstrom lassen sich in der Browser-Applikation mit wenigen Klicks passende Pumpen aus dem Programm des Herstellers finden. Der Clou dabei: Die grafische Darstellung der Kennlinien ermöglicht es dem Anwender, relativ schnell zu entscheiden, ob dieser seine Anforderungen so anpassen kann, dass statt einer Sonderanfertigung auch eine Standardpumpe akzeptabel ist. Falls die Spezifikation nicht weit weg von einer Standardpumpe liegt, kann der Anwender so von kürzeren Lieferzeit und einem niedrigeren Preis profitieren.

10: Auswahl-Tool für Vakuumpumpen

Das Online Tool „Vacuum Pump Selection Guide“ von Vacuubrand vereinfacht die Suche nach der für eine Anwendung passenden Vakuumpumpe. Im ersten Schritt wird in dem Online-Tool die Anwendung ausgewählt. Mit den nachgeschalteten Optionsfeldern schränkt man die Auswahl weiter ein und passt die vorgeschlagenen Geräte an seine individuellen Gegebenheiten an. Die beschreibenden Texte und technischen Angaben erlauben es, die Produkte komfortabel zu vergleichen. Darüber hinaus können per Klick Produktspezialisten des Herstellers für weitergehende, technische Fragen kontaktiert werden.

Heftausgabe: Oktober/2018
Armin Scheuermann ist Chefredakteur der CHEMIE TECHNIK

Über den Autor

Armin Scheuermann ist Chefredakteur der CHEMIE TECHNIK
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