Whitepaper zur Digitalisierungs-Strategie: Von der analogen Pumpe zu digital-basierten Operations

Digitalisierung: Hype? Pflicht!

Condition Monitoring an einer Pumpe von Grundfos

Gerade mittelständische Betreiber tun sich mit dem Mega-Thema ‚Digitalisierung‘ vielfach noch etwas schwer – sie sehen sozusagen vor lauter Wald die Bäume nicht mehr. Der Rat kann deshalb generell nur lauten: Langsam Schritt für Schritt starten, nicht unmittelbar auf ein Gesamtkonzept setzen. Viele Digitalisierungsspezialisten sagen, nicht die Technologie sei die Herausforderung, sondern der Change-Prozess: „Digitalisierung ist ein Menschen-Thema, kein Technologie-Thema. Der Mindset muss stimmen“, so der Chief Digital Officer eines Anlagenbauers im Rahmen einer Diskussionsveranstaltung auf der Achema 2018.

Über den eigenen Kommunikations-Bus können bis zu 10 Smart Digital DDA Dosierpumpen in Reihenverdrahtung an ein iSOLUTIONS-Cloudgate angebunden werden, das die bidirektionale Datenkommunikation per Mobilfunk oder Ethernet zwischen den Pumpen und der Cloud-Plattform ermöglicht. Kommt es kurzzeitig zu einer Kommunikationsunterbrechung, speichert das Cloudgate die Daten mehrere Tage zwischen, um diese bei Wiederherstellung der Verbindung nachträglich mit Zeitstempel nachzusenden. Selbstverständlich sind die Daten Ende-zu-Ende verschlüsselt, damit diese auf dem gesamten Transportweg nicht abgefangen oder verändert werden können.
Neben der Chemicals App für den Verwender, bietet Grundfos auch eine Install App für den OEM/Anlagenbauer an. Mit dieser App lässt sich das Cloud Gateway nur durch Scannen des QR Codes auf der Rückseite und der Auswahl des verbundenen Dosiersystems aus der internen Datenbank in Sekundenschnelle in Betrieb nehmen. An einer gleichzeitigen Parametrierung der Dosierpumpen (z.B. Dosiermenge, Tastensperre) wird momentan ebenfalls gearbeitet.

Die Grundfos Chemicals App bietet drei verschiedene Menüs, von denen die beiden erstgenannten Administrator-Rechte erfordern:

  • Datenbank: In der Gebinde-Datenbank erfasst der Administrator alle relevanten Gebinde mit Name, Bild, Gebindegröße, Links zu Sicherheitsdatenblättern und dem QR- oder Barcode.
  • Verheiraten: Der Administrator scannt mit der App den QR-Code der Dosierpumpe und anschließend den Barcode des Gebindes. Auch unterschiedliche Gebindegrößen einer Chemikalie lassen sich mit der Dosierpumpe verheiraten.
  • Austausch: Steht ein Gebindewechsel an, scannt der Benutzer den QR- oder Barcode an der Dosierpumpe und anschließend den des Gebindes. Werden Pumpe und Gebinde in der Gebinde-Datenbank als verheiratet erkannt, liegen keine Sperrvermerke für die Charge vor und ist das MHD gültig, gibt die iSolutions-Cloud die Dosierpumpe frei. Anderenfalls zeigt die App dem Benutzer korrekte Hinweise an und lässt den letzten Schritt wiederholen.

Die Vorteile der Chemicals App auf einen Blick:

  • Fertig vorkonfigurierte Cloud-Plattform
  • Höhere Prozesssicherheit durch das Vermeiden von Fehlanschlüssen
  • Haftungsminimierung durch Anzeige von Gefahren- und SicherheitshinweisenUnterschiedliche Geschäftsmodelle (Kontrakt- oder Bonussystem)
  • Automatisierte Nachlieferung der Chemikalien durch sensorlose Online-Überwachung der Gebindefüllstände

Fazit: Die Chemicals App von Grundfos bietet dem Betreiber implementierte Sicherheit (keine Verwechslung von Gebinden) ebenso wie dem Chemikalienhändler (Produkt-Rückruf, Produkt-Mindesthaltbarkeit, Produktbeobachtung).

Überwacht CR-Pumpen: Condition Monitor

Mit Hilfe des neu entwickelten Grundfos Condition Monitors (GCM) kann der Betreiber den Betriebszustand von mehrstufigen CR-Pumpen überwachen und Prozessausfälle vermeiden. Der Monitor ist in industriellen Anwendungen wie in der Wasseraufbereitung, Temperierung und der Prozessindustrie, aber auch in der Gebäudetechnik und anderen verwandten Anwendungen einsetzbar.
Der Condition Monitor verfolgt den Betriebszustand der überwachten Pumpe und erkennt mögliche Systemfehler wie Lagerschäden, Unwucht oder Wasserschlag und erfasst auch schwer protokollierbare Bedingungen wie Trockenlauf und Kavitation, die bei der Pumpe zu starken Beschädigungen führen können. Der wesentliche Unterschied zu anderen Produkten auf dem Markt besteht darin, dass der CMU präzise die Systemfehler aufzeigt, statt nur Datendiagramme zu liefern; der Betreiber erhält rechtzeitig ein klares Überwachungsergebnis.

Ein weiterer Unterschied besteht darin, dass der GCM nicht nur die Vibrationen einer Pumpe nachverfolgt, um Verschleißprobleme in Lagern aufzudecken. Die meisten Pumpenausfälle sind auf Prozessausfälle zurückzuführen. So kann ein Trockenlauf z.B. schnell zu einer Beschädigung der Wellenabdichtung führen. Das Gerät überwacht nicht nur die Funktionstüchtigkeit einer Pumpe, sondern auch sämtliche Faktoren, die zu einer schlechten System- und Pumpenleistung betragen.

Beispiel: Zustand der Lager; eine Warnanzeige wird gelb, wenn die Lager einer Pumpe beginnen, mechanische Beschädigungen anzuzeigen. Auf diese Weise kann der Anwender Wartungsarbeiten planen, wann immer es am zweckmäßigsten ist. Leuchtet die Warnanzeige rot, fordert das Gerät zum schnellstmöglichen Austausch der Lager auf, um Ausfallzeiten zu vermeiden.

Das Herzstück des GCM – ein kleiner intelligenter Sensor – wird an der Ablassschraube in der Motorlaterne montiert. Der Sensor misst eine Vielzahl wichtiger Leistungsdaten über das Erfassen von Vibrationen, Temperatur und Ultraschall. Neben einer Anzeige an der Pumpe selbst kann das Gerät an verschiedene Überwachungssysteme angeschlossen werden. Es verbindet sich drahtlos mit der iSolutions-Cloud und bietet Benutzern die Möglichkeit, die Einstellungen für Fernwarnungen anzupassen und eine Vielzahl von Grundfos-Diensten zu aktivieren. Die Anbindung an BUS-Systeme erfolgt ebenfalls über Standard-Kommunikationsprotokolle.

Der Grundfos Condition Monitor ist für ungeregelte als auch geregelte Pumpen der Baureihe CR verfügbar und kann auch für bereits in Betrieb befindliche Pumpen nachgerüstet werden.

Die Qualität des Sensors ist natürlich von hoher Bedeutung, wichtiger ist aber die Interpretation der Daten – dazu bedarf es des Know-hows von Grundfos-Spezialisten, das im Condition Monitor hinterlegt ist.

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