Generator
Eine Generatorüberwachung mit IoT erfasst Schwingung, Temperatur und Leistungsdaten am Generator und erkennt Fehler, bevor die Anlage ungeplant stillsteht. Betreiber schwer erreichbarer Windkraftanlagen planen Wartungseinsätze gezielt und sparen unnötige Fahrten.
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Generatorüberwachung in Windkraftanlagen: Fehler vor dem Stillstand
Codestryke setzt dafür die iCOMOX-Sensorbox von Arrow ein, die Vibration, Magnetfeld, Akustik und Temperatur misst. Weil die Sensoren mehrmals pro Sekunde messen, filtert und komprimiert ein Edge-Device vor Ort die Daten und schickt nur Messwertänderungen in die Cloud. Übertragen wird je nach Standort per NB-IoT, per Kabel über Power over Ethernet oder über ein SmartMesh-IP-Funknetz. Materna erfasst für Woodward Kempen alle Leistungs- und Sensordaten am Frequenzumrichter zwischen Generator und Stromnetz und überträgt sie in die IoT-Plattform von Amazon Web Services, an Land per Mobilfunk, auf See per Kabel oder Satellit. Eine lernfähige Anwendung erkennt darin Muster: Ungewöhnliche Schwankungen in der Stromerzeugung deuten auf ein Problem am Generator.
Beide Beispiele stammen aus der Energieerzeugung mit Windkraft, als Fernauslesung und Condition Monitoring mit Akustik-, Temperatur- und Schwingungsüberwachung. Woodward Kempen hat etwa 18.000 Anlagen mit seinen Frequenzumrichtern ausgerüstet und bietet Betreibern von Onshore- und Offshore-Windparks mit der Lösung von Materna vorausschauende Wartung an; technisch nicht notwendige Fahrten zu den Anlagen entfallen. Für einen Energiekonzern baute Codestryke ein Condition Based Monitoring auf, das Stillstände an Generatoren, Turbinen und Rohrleitungen auf ein Mindestmaß senken und Kosten für regelmäßige Wartungen verringern soll.
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Häufige Fragen zur Generatorüberwachung
Wie lässt sich ein Generatorschaden an einer Windkraftanlage vorhersagen?
Ein drohender Generatorausfall zeigt sich in Mustern der Leistungs- und Sensordaten, die eine lernfähige Anwendung erkennt. In der Lösung von Materna für Woodward Kempen werden die Daten am Frequenzumrichter zwischen Generator und Netz erfasst. Ungewöhnliche Schwankungen in der Stromerzeugung deuten auf ein Problem am Generator. Der Betreiber plant dann kurzfristig eine passgenaue Wartung und schickt Techniker mit dem passenden Werkzeug zur Anlage.
Welche Rolle spielt der Frequenzumrichter einer Windkraftanlage für die Überwachung?
Der Frequenzumrichter ist die Schnittstelle zwischen der Stromerzeugung in der Anlage und dem Übertragungsnetz und damit ein zentraler Messpunkt. Woodward Kempen hat etwa 18.000 Anlagen mit seinen Umrichtern ausgerüstet. Materna erfasst dort alle Leistungs- und Sensordaten und überträgt sie in die IoT-Plattform von Amazon Web Services. Bei einem Fehler am Umrichter ist eine eigenständige Ursachenanalyse gefragt, und die Daten zeigen zugleich Probleme am Generator.
Wie senkt IoT den Aufwand für die Instandhaltung von Generatoren in Windparks?
IoT senkt den Wartungsaufwand, weil Einsätze nach dem gemessenen Zustand geplant werden statt nach festen Intervallen. Offshore erschweren Wetter und Seegang jeden Einsatz, die Logistikkosten sind hoch. Bei den Windparks mit Umrichtern von Woodward Kempen entfallen technisch nicht notwendige Fahrten, und Techniker kommen mit dem richtigen Werkzeug. Der Energiekonzern, für den Codestryke arbeitete, wollte zudem Personalkosten für Wartungen vermeiden, die auch ohne Probleme anfallen.
Wie funktioniert die Schwingungsmessung am Generator?
Die Schwingungsmessung am Generator übernimmt eine Sensorbox, die neben der Vibration auch Magnetfeld, Akustik und Temperatur erfasst. Codestryke nutzt dafür die iCOMOX-Sensorbox von Arrow. Weil die Sensoren mehrmals pro Sekunde messen, leitet ein Edge-Device nur Messwertänderungen in die Cloud weiter. Je nach Standort sendet die Box per NB-IoT direkt in die Cloud, per Kabel über Power over Ethernet oder über ein SmartMesh-IP-Funknetz.
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Pumpe
Pumpenüberwachung mit IoT erfasst Schwingung, Temperatur, Druck und Energieverbrauch laufender Pumpen. Betreiber erkennen Schäden und Störungen, bevor die Pumpe ausfällt, und warten nach Zustand statt nach festen Intervallen.
Elektromotor
Motorüberwachung mit IoT misst laufend Schwingung, Temperatur und Stromaufnahme von Elektromotoren. Betreiber erkennen Unwucht, Lagerschäden oder Fehler in der Wicklung früh und tauschen Motoren nach Zustand statt erst nach dem Ausfall.
Kompressor
Die Wartung von Kompressoren richtet sich mit IoT nach dem tatsächlichen Zustand: Sensoren erfassen Stromaufnahme, Druck, Temperatur und Laufzeiten. Betreiber erkennen schleichende Schäden und ungenutzte Laufzeiten früh und senken Energie- und Servicekosten.
Verpackungsmaschine
OEE-Software erfasst an Verpackungsmaschinen Laufzeiten, Stillstände, Geschwindigkeit und Ausschuss automatisch aus den Maschinensignalen. Betreiber sehen, wo ihre Linien Leistung verlieren, und Maschinenbauer bauen auf denselben Daten Fernzugriff und digitale Services auf.
Kälteanlage
Die Wartung einer Kälteanlage wird mit IoT planbar: Temperaturen, Drücke im Kältekreislauf, Verdichterstatus und Energieverbrauch laufen in Echtzeit in eine Plattform. Betreiber und Servicepartner erkennen Störungen früh, vermeiden unnötige Einsätze vor Ort und senken Mehrverbräuche.
Klimaanlage
Klimaanlagen in Gewerbegebäuden, Filialen und Rechenzentren lassen sich mit IoT aus der Ferne überwachen. Betreiber sehen Energieverbrauch, Temperaturen und Störungen zentral, erkennen defekte Verdichter oder fehlendes Kältemittel früh und planen Serviceeinsätze gezielt.
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