Das Multitalent

Der Balluff Condition Monitoring Sensor ist ein echtes Multitalent, denn er misst mehrere Zustände wie Vibration, Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Umgebungsdruck. Zusammen mit der intelligenten on-board Datenvorverarbeitung und der standardisierten IO-Link-Schnittstelle ist er ein technologisches Multitalent

Egal ob 3-in-1-Waschmittel, ein Schweizer Taschenmesser oder die Multifunktions-Küchenmaschinen: Wir alle lieben Multitalente. Doch in der Sensorik waren bisher meist Spezialisten gefragt – Monotalente mit einer ganz spezifischen Fähigkeit. Jeder Sensor basiert auf einem bestimmten Wirkungsprinzip und erfasst einen Zustand. In der Industrie sind heute jedoch vermehrt multifunktionale Sensoren gefragt. Die Unternehmen möchten weniger Sensoren einbauen, um die Anzahl einzubindender Schnittstellen und den Montageaufwand zu minimieren. Denn: „Weniger Sensoren gleich weniger Aufwand. Ausgehend von dieser Prämisse haben wir 2017 ein Team mit dem Ziel zusammengestellt, einen multifunktionalen Sensor zu entwickeln“, erklärt Christian Seyfried, verantwortlicher Produktmanager bei Balluff. Die Idee des Balluff Condition Monitoring Sensors (BCM) war geboren.

Gemeinsam mit dem Kunden

Das Innovationsteam arbeitete rund zwei Jahre an der Entwicklung eines ersten Prototyps. Zur Hannover Messe 2019 wurde dieser erstmalig ausgewählten Kunden vorgestellt. „Dabei wurde sehr schnell deutlich, dass unsere Idee auf ein hohes Kundeninteresse stößt“, freut sich Seyfried. In einem kundenorientierten Entwicklungsprozess wurde das Feedback iterativ eingearbeitet und das Produktkonzept weiter geschärft. Nach weiteren 15 Monaten war es so weit: Der Condition Monitoring Sensor ging im April 2020 an den Start.

Weniger Sensoren
gleich weniger Aufwand.

Christian Seyfried, Produktmanager bei Balluff

Intelligentes Condition Monitoring

Der BCM ist ein Monitoring-Sensor, sein Grundprinzip: Veränderungen von Umweltgrößen feststellen. Die Erfassung verschiedener Zustände wie Vibration, Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Umgebungsdruck innerhalb nur eines Sensors liefert wertvolle Zusatzdaten für die Zustandsüberwachung. Der Sensor verarbeitet die gemessenen Daten selbst weiter, sodass übergeordneten System direkt relevante Daten zur Verfügung stehen. Über das standardisierte Kommunikationsinterface IO-Link kann der Sensor der Applikation entsprechend konfiguriert und auf alle gemessenen und weiterverarbeiteten Größen zugegriffen werden. Beispielsweise ermöglicht eine kontinuierliche und simultane Überwachung des Vibrations- und Temperaturniveaus eine sichere und zuverlässige Erkennung von mechanischem Verschleiß. Veränderungen des Umgebungsdrucks können auf beschädigte oder verstopfte Luftfilter hinweisen. „Mit diesem Konzept können wir eine hohe Bandbreite unterschiedlicher Use-Cases abdecken“, erklärt Bernd Lenfert, Produkt und Anwendungsspezialist bei Balluff. „Das multifunktionale Konzept mit mehreren physikalischen Messgrößen in Verbindung mit einer intelligenten on-board Datenvorverarbeitung und IO-Link stellt sowohl für uns als auch im Wettbewerbsumfeld einen technologischen Meilenstein dar.“

100 Jahre Balluff: Balluff Condition Monitoring Sensor

Das multifunktionale Konzept mit mehreren physikalischen Messgrößen in Verbindung mit einer intelligenten on-board Datenvorverarbeitung und IO-Link stellt sowohl für uns als auch das Wettbewerbsumfeld einen techno-logischen Meilenstein dar.

Bernd Lenfert, Technical Application Service

Auswertung an Bord

Die Datenvorverarbeitung direkt im Sensor ermöglicht es erstmals Zustandsüberwachungsanwendungen umzusetzen, die mit bisherigen Lösungen am Markt nicht wirtschaftlich gewesen wären. Aus den Rohsignalen der einzelnen Sensormodule werden bestimmte statistische Größen berechnet, die für die nachgelagerte Analyse verwendet werden können. Dadurch werden die Daten bereits am Erfassungsort bzw. im Sensor sinnvoll aggregiert. Wie wichtig das ist, wird vor allem anhand des Vibrationsmoduls deutlich. Das Sensorelement selbst generiert in einer Sekunde 6.400 Werte. „Ohne die Aggregation der Daten müssten diese unvorstellbar großen Datenmengen in nachgelagerten Systemen weiterverarbeitet werden, damit eine Steuerung oder ein Gateway die Daten nutzen kann“, so Lenfert. „Genau diese Auswerteelektronik haben wir im Gegensatz zu zahlreichen am Markt erhältlichen Lösungen direkt in den Sensor verlagert.“

Grundlage für ein smartes System

Der Trend zu multifunktionalen Sensoren zeigt sich auch in dem von Balluff neu entwickelten Smart Automation and Monitoring System (SAMS). Zusatzdaten über den Sensor selbst oder über die Umgebungsbedingungen des Sensors können dem Kunden dabei helfen die Prozessparameter im laufenden Betrieb zu optimieren oder Instandhaltungsarbeiten vorbeugend entgegenzuwirken. „Viele der Features aus dem BCM dienten als Grundlage für das SAMS-Portfolio. Damit wurde ein neuer Balluff Standard für intelligente Sensoren mit IO-Link-Schnittstelle geschaffen“, erklärt Dennis Braun, Product Cluster Manager für den Bereich Prozesssensoren.

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