Sinkende Verbraucherpreise bei Lebensmitteln führen bei den Herstellern zu erhöhtem Kostendruck. Eine Möglichkeit, Kosten zu senken, ist die effizientere Nutzung der Produktionsanlagen und die Minimierung der Stillstandszeiten. Am Beispiel eines Separators wird aufgezeigt, wie moderne Mikroelektronik Stillstandszeiten auf ein Minimum reduzieren kann.
Separatoren nehmen in Lebensmittelproduktionsbetrieben eine Schlüsselstellung ein, ihr Stillstand sorgt für weitreichende Probleme und ist zu vermeiden. Andererseits stellen diese Maschinen mit ihren rotierenden Tellerpaketen und schnell drehenden Lagern bei Drehzahlen bis fast 5000 1/min auch ein Gefährdungspotenzial dar und müssen spätestens nach drei Jahren durch qualifiziertes Fachpersonal gewartet werden.
Maschinen können mit verschiedenen Methoden ständig auf ihre korrekte Funktion überwacht werden. Die Überwachung der auftretenden Vibrationen beispielsweise hat sich als geeignetes Mittel herausgestellt. Eine Methode ist das Überwachen der sogenannten Schwinggeschwindigkeit nach ISO 10816–3 mit einem dafür geeigneten Messaufnehmer. Beim Überschreiten eines voreingestellten Grenzwerts wird ein Alarm ausgelöst. Unwucht und Lagerschäden sind so bereits detektierbar. Bei komplexeren Maschinen wie Separatoren, ist ein einzelner Sensor, der die Schwinggeschwindigkeit misst und mit Grenzwerten vergleicht, nicht ausreichend. Die Anzahl der Vibrationssensoren muss erhöht werden, um alle Bereiche des Separators abzudecken. Des Weiteren müssen theoretische Modelle von Separatoren hinterlegt werden, um Rückschlüsse auf Fehlerort und Fehlerursachen zu erhalten.
Für das Cosmos-System von Tetra Pak wurden über einen langen Zeitraum Modelle korrekter Vibrationsbilder von Separatoren entwickelt. Die gemessenen Vibrationen werden mit einem Algorithmus ausgewertet und mit theoretischen Modellen verglichen. Nach einem komplexen Auswerteverfahren können so Rückschlüsse auf Kugellagerschäden, unausgerichtete Wellen, Unwucht , Trommelverschmutzung, Trommelbelag, Einsatztellervorspannung, Lagerbuchsenspiel, Motorprobleme, fehlerhafte Montage, Getriebeprobleme sowie fehlendes oder falsches Öl gezogen werden. Das Cosmos-System besteht aus den Miva 4010 Data Aquisition Units und der Miva-4220-Zentraleinheit. Die Data Aquisition Units sind die Datensammler. Bis zu 16 verschiedene Signale können an eine Data Acquisition Unit angeschlossen werden. Die Übertragung an die Zentraleinheit erfolgt durch eine serielle RS485-Kommunikation. Die Zentraleinheit besteht aus einem Industrie PC mit einer 60 GB großen Festplatte. Zentraleinheit und Data Aquisition Units sind in Edelstahlgehäusen in der Schutzart IP 66 ausgeführt.
Pro Separator werden mehrere Vibrationssensoren an verschiedenen Stellen an der Maschine positioniert. Die Vibrationssignale werden in den Data Aquisition Units zusammengeführt und an die Zentraleinheit geleitet. In der Zentraleinheit arbeitet das Programm Pemac 5 zur Überwachung der Data Aqusition Units im Netzwerk. Das Programm besitzt eine Intelligenz, die die Daten analysiert, speichert und auswertet. Die ausgewerteten Daten können vom Bedienpersonal der Produktionsanlage auf einem Flachbildschirm beobachtet werden. Der Zustand der Maschine wird mit einfachen Farbsymbolen dargestellt. Insgesamt unterscheidet das Cosmos-System vier verschiedene Zustände:
- Maschine ist in gutem Zustand – keine Aktion erforderlich
- Maschine ist in akzeptablem Zustand – keine Aktion, aber Beobachtung
- Maschine ist in unakzeptablem Zustand – Analyse und Inspektion sind sofort notwendig
- Maschine ist in kritischem Zustand, Grenzwerte erreicht – Maschine stop
Zusätzlich wird mithilfe eines GPRS-Modems zu jeder vollen Stunde ein Datenpaket an ein Spezialistenteam abgeschickt. Durch die Verwendung eines Modems ist die Unabhängigkeit von Firmennetzen und die Einhaltung von IT-Sicherheitsstandards gewährleistet. Alternativ kann das System aber auch innerhalb eines Firmennetzes betrieben werden. Die Daten werden weltweit auf einem zentralen Server gespeichert und ausgewertet. Der Zugriff auf diese Daten ist mit jedem internetfähigen PC möglich. Gibt es eine Auffälligkeit bei den aufgelaufenen Messdaten, können über das GPRS-Modem weitere Daten angefordert werden. Wöchentliche Berichte mit detaillierten Protokollen geben einen Überblick über den Zustand der Maschine. Beim Überschreiten von Grenzwerten wird die lokale Serviceorganisation von Tetra Pak Processing automatisch und rechtzeitig von dem Spezialistenteam benachrichtigt und es werden entsprechende Aktionen ausgelöst. Die Benachrichtigung erfolgt wahlweise per E-Mail oder SMS. Das Ergebnis dieser nahezu lückenlosen Überwachung ist ein ständiger Überblick über den Zustand der Maschine und eine hohe Verfügbarkeit der Produktion. Notwendige Wartungsmaßnahmen an den Separatoren können rechtzeitig und produktionsverträglich geplant werden.
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Separatoren
ISO 10816-3
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