Gasdruckfedern-Überwachung via Bluetooth

Fokus

Das ›intelligente‹ Monitoring-System ›Fibro Wireless Pressure Monitoring Bluetooth LE 4.0‹ zur drahtlosen Druck- und Temperaturüberwachung von Gasdruckfedern erhöht die Prozesssicherheit und -transparenz beim Einsatz von Pressenwerkzeugen.

17. Oktober 2017
Fibro WPM ist ein wichtiger Baustein auf dem Weg zu Industrie-4.0-Szenarien im Presswerk. Das System ermöglicht eine permanente, drahtlose Überwachung von Gasdruckfedern in Pressenwerkzeugen. Bild: Fibro
Bild 1: Gasdruckfedern-Überwachung via Bluetooth (Fibro WPM ist ein wichtiger Baustein auf dem Weg zu Industrie-4.0-Szenarien im Presswerk. Das System ermöglicht eine permanente, drahtlose Überwachung von Gasdruckfedern in Pressenwerkzeugen. Bild: Fibro)

Der Normalienspezialist Fibro zählt zu den führenden Anbietern von Gasdruckfedern. Jede einzelne Feder ist gemäß DGRL 2014/68/EU geprüft für zwei Millionen voll genutzte Hübe bei maximal zulässigem Fülldruck und maximal zulässiger Betriebstemperatur. Ferner sind Fibro-Gasdruckfedern zum Schutz vor Unfällen und Schäden serienmäßig mit einem Überhub-, Rückhub- und Überdruckschutz ausgestattet. Ein patentiertes Führungssystem minimiert zudem die Reibung der Kolbenstange und senkt die Betriebstemperatur, wodurch die Lebensdauer der Gasdruckfedern steigt und hohe Hubfrequenzen möglich sind.

Zusätzlich zu diesen konstruktiven Finessen schafft Fibro nun mit dem ›intelligenten‹ Druck- und Temperatur-Monitoring auf zukunftsweisender Bluetooth-LE-Basis eine Möglichkeit zur vollautomatisierten Prozessüberwachung.

Hohe Prozesstransparenz

Wo Bediener aus Gründen der Prozesssicherheit bislang im laufenden Prozess immer wieder aufwendig Manometer überwachen oder zum Teil mehrmals pro Jahr Gasdruckfedern inspizieren mussten, genügt künftig ein einziger Blick auf den Monitor. Das System sorgt für eine permanente Kontrolle und Dokumentation des Drucks und der Temperatur. Fällt während des Abpressbetriebs in den Gasdruckfedern plötzlich der Druck, leitet das Überwachungssystem die Meldung direkt an die Pressensteuerung weiter, so dass entsprechende Maßnahmen ausgelöst werden können, bevor ein Schaden entsteht. Ferner ermöglicht Fibro WPM eine gezielte Fehlersuche und gibt frühzeitig Hinweise auf einen vorzeitigen Verschleiß einzelner Federn. Das Risiko ungeplanter Anlagenausfälle geht damit deutlich zurück und Folgeschäden werden vermieden. Bei Abweichungen lässt sich anhand des Prozessverlaufs sehr präzise einschätzen, ob eine Charge noch fertig produziert werden kann, bevor ein Bedienereingriff erfolgt. Zudem können die Instandhaltungsintervalle der Gasdruckfedern durch eine Wartung nach Bedarf ersetzt werden.

Einfache Installation

Das intelligente Überwachungssystem ist denkbar einfach aufgebaut: Die kompakten WPM-Sensoren übernehmen die Druck- und Temperaturüberwachung der Gasdruckfedern und gleichen die Werte automatisch mit individuell definierbaren Alarm- und Grenzwerten ab. Darüber hinaus übermitteln sie die Werkzeugnummer, die Werkzeug-ID, die Sensor-ID, die Position im Werkzeug sowie die Zykluszeiten zum Messen und Senden. Sie werden über Minimess-Anschlüsse unmittelbar an den einzelnen Gasdruckfedern installiert und verbinden sich via Bluetooth LE 4.0 automatisch mit dem zentralen WPM-Datenhalter des Werkzeugs.

Dank Low-Energy-Technologie beträgt die Lebensdauer der Sensorbatterie im Dauersendebetrieb rund ein Jahr, bei gewöhnlicher Werkzeugnutzung drei bis vier Jahre. Der Datenhalter überwacht selbstständig die korrekte Funktion des Sensor-Netzes, speichert die Werkzeugdaten sowie die Daten aus dem Sensor-Netz und übermittelt diese ebenfalls via Bluetooth LE 4.0 automatisch an ein Gateway. Dieses bündelt die Kommunikation zwischen den Sensoren, dem Datenhalter und der WPM-Software. Zugleich dient es als Interface zur Pressensteuerung. Hierfür ist es mit Digital-IO-, Profibus-, Ethernet- und Can-Schnittstellen ausgestattet. Nach einem Werkzeugwechsel verbindet der Bediener den Datenhalter einfach per Knopfdruck mit dem Gateway. Moderne Steuerungen gehen sogar noch weiter: Sie erkennen den Datenhalter automatisch als neuen Teilnehmer und verbinden sich autonom. Da die komplette Kommunikation über Bluetooth erfolgt und die Sensoren über Batterie versorgt werden, müssen bei der Werkzeugkonstruktion und im Werkzeugbau weder Elektro- noch Stickstoffleitungen berücksichtigt werden – ein deutlicher Vorteil gegenüber bisherigen Drucküberwachungssystemen. Vorhandene Werkzeuge mit konventioneller Drucküberwachung oder Gasdruckfedern, die bislang bauraumbedingt nicht überwacht werden konnten, lassen sich einfach und schnell mit dem WPM-System nachrüsten.

Nutzerfreundliche Software

Zur Konfiguration des Gateways, der Sensoren und des Datenhalters sowie zur Verwaltung der Werkzeugdaten und zur Auswertung der Messergebnisse ist das WPM-System mit einer intuitiv bedienbaren Software ausgestattet. Nach Eingabe der Werkzeugparameter werden die einzelnen Sensoren und der Datenhalter einfach per Drag & Drop zugeordnet und die Konfiguration gespeichert. Anschließend können zu jedem Sensor individuelle Grenzwerte für Druck und Temperatur sowie Alarmgrenzen hinterlegt werden sowie die jeweilige Position des Sensors am Werkzeug. So lässt sich im Falle eines Fehlers schnell lokalisieren, welche Gasdruckfeder betroffen ist. Da die Programmierung der Komponenten per verschlüsselter Bluetooth-Verbindung im Master-Slave-Modus erfolgt, ist eine Manipulation des Systems ausgeschlossen.

Blechexpo Stand 9308

Zahlen & Fakten

1958 wurde die Fischer-Brodbeck GmbH (Fibro) in Weinsberg gegründet, und seit 1974 ist sie Teil der Läpple-Gruppe. Heute engagieren sich weltweit ungefähr 780 Mitarbeiter in den Geschäftsbereichen Normalien und Rundtische. Fibro hat eigene Niederlassungen in Frankreich, den USA, in Indien, Singapur, Korea und China und darüber hinaus über 70 Vertretungen und Servicestützpunkte weltweit.

Erschienen in Ausgabe: 06/2017