DER KONSTRUKTEUR 02/2025

Über die in densmarten

Über die in densmarten Getriebenerfassten Messwertekann ein Crash erkanntund so eine zeitnaheReaktion ermöglichtwerdenPRODUKTE UND ANWENDUNGENIIOT-READY – SCHRITTWEISEZUM SMARTEN GETRIEBEDaniel Müssig, Produktmanager, Wittenstein Alpha GmbH, Igersheim

ANTRIEBSTECHNIKDie Anzahl der Getriebe mit integrierter Sensorik und Intelligenz nimmtim Markt stetig zu. Gerade Maschinenbauer und -betreiber schätzendie Möglichkeit der Digitalisierung von Antriebssträngen Schritt für Schritt,von der reinen Datensammlung bis zu umfassenden Smart Services.Ein smartes Analysetool analysiert in Echtzeit die Daten des Antriebstrangsund bewertet die reale Belastung für das Getriebe.Von Getrieben mit Cynapse-Funktionalität – also mit integrierterSensorik und Intelligenz – fühlen sich zum eineninnovationsorientierte Unternehmen angesprochen.So erkennen Hersteller vielfältige Möglichkeiten,die Daten der Getriebe in eigene, maschinennahe Digitalisierungsproduktezu integrieren, die für Anwender zusätzlicheMehrwerte schaffen. Zum anderen aber wird auch die Zahl dererimmer größer, die im ersten Schritt „nur“ technologisch daraufvorbereitet sein wollen, Industrie 4.0 im Antriebsstrang zu einemspäteren Zeitpunkt umsetzen zu können. Wittenstein Alpha istauf dieses Szenario unterschiedlicher Integrationstiefen undUmsetzungsgeschwindigkeiten vorbereitet – Kunden werdenSchritt für Schritt auf dem Weg in das IIoT begleitet.DIGITALER ANTRIEBSSTRANGBIETET MEHRWERTEBasis jeder Digitalisierung sind Daten. Bei Getrieben sind esbeispielsweise Vibrationen und Temperaturen, die auf die Wirkmechanismenin einem Antriebsstrang schließen lassen. Umdiese Parameter zu erfassen und noch im Getriebe vorzuverarbeiten,hat Wittenstein Alpha Cynapse entwickelt – eine bauraumintegrierteLösung aus Temperatur- und 3-Achs-Beschleunigungssensor,Recheneinheit zur Datenvorverarbeitung,Speicherbaustein für etwa 20.000 Betriebsstunden und IO-Link-Schnittstelle für die Datenkommunikation. Verpackt ist all diesin einem kompakten Modul, das ohne Störkonturen vollständigin der Adapterplatte des Getriebes untergebracht ist. Ohne jeglicheweitere Integration in die OT-Infrastruktur einer Maschineoder überlagerte IT-Systeme liefern Getriebe mit Cynapse vierwichtige Mehrwerte. Diesen dienen als Lieferant von Sensordaten,n ermöglichen über das elektronische Typenschild die Identifikationder Komponente als weltweit eindeutiges Unikat,n fungieren als Datenlogger, der über den gesamten Lebenszyklusder Komponente hinweg Rohwerte glättet und speichert undn ermöglichen eine einfache Überwachung der Sensordaten anhandvordefinierter oder individuell gesetzter Schwellwerte.Darüber hinaus bieten Getriebe mit Cynapse-Funktionalität aufeffiziente Weise Zukunftssicherheit: Ohne sich sofort tiefer mitder Thematik beschäftigen oder gar Programmierungen oderandere Vorarbeiten vornehmen zu müssen, halten sie dem Maschinenbauerwie auch dem Maschinenbetreiber die Tür offenfür eine schrittweise Integration in digitalisierte Steuerungs- undMaschinenstrukturen. Dabei gewährleistet der SchnittstellenstandardIO-Link an Bord der Cynapse-Module, dass die Getriebeüber einen entsprechenden IO-Link-Master sowohl über Feldbus-Schnittstellenmit Maschinensteuerungen kommunizierenals auch ihre Daten über OPC UA direkt in die Unternehmens-IToder in Cloud-Applikationen übertragen können.INTEGRATION IN DREI STUFENIndustrie 4.0 in Antriebsstränge bringen und so deren Wirkmechanismenerkennen sowie Anomalien in Antrieben und Prozessenaufdecken – dies sind die Vorteile und Mehrwerte, dieWittenstein Alpha mit den smarten Getrieben und den SmartServices für seine Kunden erschließen möchte. Auf diesem Wegbieten sich verschiedene Integrationsmöglichkeiten an, die sichflexibel an den jeweiligen Nutzungswünschen ausrichten. In derBasisfunktion kann die Cynapse-Funktionalität einfach nur alsinterner Speicher genutzt werden. Das Modul wird mit 24 VDCbestromt und sammelt als Betriebsschreiber wie eine Blackboxalle anfallenden Daten. Über die gespeicherte Historie können sounter anderem besondere Ereignisse rückverfolgt werden. Sokönnen die Sensordaten beispielsweise verwendet werden, umherauszufinden, ob es Crashs gegeben hat, die ursächlich füreinen Getriebeausfall sind. Hierzu liest der Servicetechniker perLaptop die Daten aus und kann so mögliche Einwirkungen aufdas Getriebe identifizieren.Die nächste Integrationsstufe für Getriebe mit Cynapse-Funktionalitätist die Anbindung an eine SPS – in der Regel zur Prozessüberwachung.Dabei stellt ein IO-Link-Master über eineFeldbus-Schnittstelle die Kommunikation zum Automatisierungssystemder Maschine her, das die Getriebedaten auswertet.Ein typisches Einsatzbeispiel für dieses Integrationsszenario istdie Überwachung von Greif- und Handlingsystemen. So könnenmit den Bewegungsdaten, die der 3D-Beschleunigungssensor imCynapse-Modul liefert, Drehungen von Greifern oder anderenManipulatoren überwacht, Soll-Ist-Abgleiche durchgeführt undAbweichungen sofort erkannt und gemeldet werden. Dadurch eröffnetsich ein großes Potenzial für die Prozessoptimierung.DIE SMARTEN GETRIEBEERMÖGLICHEN EINE SCHRITTWEISEINTEGRATION IN DIGITALISIERTESTEUERUNGS- UNDMASCHINENSTRUKTURENDie dritte Integrationsstufe ist die vollumfängliche Nutzung derCynapse-Daten in digitalen Anwendungen, den sogenanntenSmart Services. Kommunikationsseitig bedarf dies eines IO-Link-Masters mit integrierter IoT-Schnittstelle. Dieser stellt dieGetriebedaten direkt in der IT bereit – also einem Smart Serviceauf einem IPC. Die Kommunikation per Feldbus in das Automatisierungssystembleibt bestehen, wobei dieses je nach Leistungsfähigkeitdes Smart Service weitere Daten bereitstellen kann.INDIVIDUELL ANGEPASSTERLEISTUNGSUMFANGMit Smart Services und dem Digitalisierungs-Know-how vonWittenstein Alpha können Maschinenhersteller und Maschinenbetreiberohne eigenen Programmieraufwand das große Potenzialerschließen, das ihnen Industrie 4.0 im Antriebsstrang bietet.Und auch hier besteht die Möglichkeit, die Performance der einzelnenDienste sukzessive zu erschließen.So ermöglicht der Smart Service Cynapse Connect die Integrationund das Routing von Daten – eine Grundvoraussetzung beispielsweisefür das Condition Monitoring. Dazu zählen die Daten,www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR 2025/02 13