Überwachung von Spaltbreiten in
Maschinenhalle am Lehrstuhl FAPS

Projektbeschreibung

Zur Überwachung von Spaltgrößen zwischen tragenden Säulen der Produktonshalle am Lehrstuhl für Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik (FAPS) der Universität Erlangen-Nürnberg wurde ein System von Typ CrackSense an kritischer Stelle angebracht. Im zweistündlichen Rhytmus wird neben der Temperatur die aktuelle Rissbreite übertragen und im Dashboard angezeigt. Da es sich um kritische Infrastruktur handelt, werden zudem die zuständigen Personen mittels E-Mail benachrichtigt, sollte ein gewisser Schwellwert überschritten werden.

Vorgehen und Ablauf

Die Installation des Systems ging denkbar einfach vonstatten. Nach dem Anbringen an die Säulen und einer genauen Ausrichtung wurde das System eingeschaltet, was auch sofort eine Nullkalibrierung initiiert. Im Anschluss daran führt das System eine erste Messung durch und sendet die Daten in die Cloud. Zwischen den Mess- und Sendezyklen schläft das System vollständig und hat damit einen vernachlässigbar niedrigen Energieverbrauch. Eine wichtige Eigenschaft für ein autonomes System, das mehrere Jahre durchhalten muss.

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Europaweites Monitoring von
Ölfilteranlagen mit wechselnden Standorten

Projektbeschreibung

In enger Zusammenarbeit mit der Spitra GmbH arbeitete HOREICH an einem System, das eine ständige Überwachung von Maschinen ermöglicht, die an häufig wechselnden Orten zum Einsatz kommen. In diesem Fall handelt es sich um Ölfilteranlagen, die vorübergehend an Produktionsmaschinen installiert sind, um während des Betriebs kontinuierlich Öl zu filtern. Neben einer Überwachung der aktuellen Ölkennzahlen hat die Spitra GmbH dadurch eine ständige Übersicht über den Betriebszustand der eigenen Ölfilteranlagen.

Funktionsweise

Über die CAN-Bus Schnittstelle des Systems wird das angeschlossene Messgerät ausgelesen, welches in den Ölkreislauf mit eingebunden ist,und in regelmäßigen Abständen den aktuellen Reinheitsgrad des Öls im Kreislauf ermittelt. Die aquirierten Daten werden daraufhin drahtlos in die HOREICH-Cloud übertragen und können vom Computer oder Smartphone aus über ein Dashboard beobachtet werden. Das Übertragunssystem integriert neben bewährten auch die neusten Mobilfunkstandards (NB-IoT, CAT-M, GSM/2G), um eine möglichst hohe Abdeckung zu liefern. Dies ist von hoher Bedeutung, da die Systeme nicht nur deutschland- sondern auch europaweit funktionieren müssen.

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Messung von Feuchtigkeit
an Dehnungsfugen bei Brücken

Projektbeschreibung

Die Erhaltung von Verkehrsinfrastruktur wie Brücken und Tunnels ist eine der riesige Herausforderung. Ständige Temperaturwechsel, zunehmende Belastung durch Schwerlastverkehr und eindringende Feuchtigkeit setzten gerade Brücken stark zu. Um die Kosten der Instanthaltung niedrig zu halten, ist ständiges Monitoring zunehmend gefragt. HOREICH hat eine Lösung entwickelt, mit welcher sich Feuchtigkeit unterhalb von Dehnungsfugen detektieren lässt und so vorbeugend Maßnahmen gegen die unterschiedlichen Arten der Betondegradierung unternommen werden können. Durch Verschleiß der Dehnungsfuge dringt im Laufe der Zeit zunehmend mehr Wasser ein und beschleunigt diese Prozesse.

Vorgehen und Ablauf 

Das System wurde an der Autobahnbrücke Lauterbachtal der Autobahn A73 bei Coburg installiert und überwacht durchgehend die eindringende Feuchtigkeit. Das System unterscheidet Konsequent zwischen Umgebungsfeuchtigkeit und Nässe, die durch die Fugen eindringt (s. Abbildung unten). Bei Überschreiten von Grenzwerten kann so ein Alarm gegeben werden.

Dashboard Humidity

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Messung von Spalten zwischen
Betonsegmenten zur Zulassung von Windtürmen

Projektbeschreibung

Zur Zulassung von Windtürmen bestehend aus Betonsegmenten, eine Bauweise, die bei sehr großen Windkraftanlagen typisch ist, muss ein Zulassungsprozess durchlaufen werden, der auch die Messung von Spaltmaßen zwischen den Segmenten unter dem Einfluss von starken Winden beinhaltet. Dazu müssen zwischen den Übergängen in horizontaler und vertikaler Richtung entsprechende Sensoren angebracht werden und Messkampagnen bei Unwetter gefahren werden. Aktuell kommt hier nur kabelgebundene Sensorik zum Einsatz, die aufwändig im Nachhinein anzubringen ist und extrem viel Hardware benötigt. Ein drahtloses System für jeden der 40-60 Sensoren, die sich über den Zeitraum im Einsatz befinden, bietet eine deutlich smartere Lösung.

Vorgehen und Ablauf 

Die Herausforderung lag einerseits darin, die 300mm dicke Stahlbetonhülle des Windturms zu durchdringen, und andererseits, dem Einfluss der elektromagnetischen Strahlung durch den Wechselrichter im Sockel des Windturms zu entgehen. Beide Anforderungen konnten durch die Wahl der NB-IoT- und MIOTY-Funkstandards erfüllt werden. Für einen Testlauf wurden die autonomen Sensorknoten über einen Messzeitraum im Windturm platziert und in regelmäßigen Abständen aktuelle Messwerte gesendet. Nach Ende der Messkampagne konnten die Sensorknoten wieder abgenommen werden und stehen nun für weitere Projekte zur Verfügung. Die einfache Installation und Rückbau sind ein großer Vorteil in diesem Anwendungsfeld.

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Überwachung von Spaltbreiten
am Fraunhofer IIS in Fürth

Projektbeschreibung

Aufgrund auftretender Risse an Säulen in der Eingangshalle am Fraunhofer IIS am Standort in Fürth wird dort eine Langzeitmessung der Rissentwicklung vorgenommen. Dazu wurde ein System vom Typ CrackSense in einigen Metern Höhe an einem kritischen Riss an einer Säule angebracht. Tageszeitliche, sowie jahreszeitliche Verläufe der Rissweitung in Abhängigkeit von der Temperatur können nun bequem über den Online-Zugang jeder Orts abgerufen werden. Das System arbeitet autark und sendet Messwerte im zwei-Stunden-Takt über LPWAN-Netze wie CAT-M1 und Narrowband-IoT direkt ins Internet.

Vorgehen und Ablauf

Aufgrund der zylindrischen Form der Säulen wurde eine spezielle Befestigung angefertigt, die sich an die Säule anschmiegt und eine sichere Messung des Risses erlaubt. Da eine Nullkalibrierung des System beim Neustart sofort initiiert wird, stellen solche Aufbauten jedoch kein Problem dar. Das System soll mindestens für ein Jahr die Entwicklung des Risses aufnehmen und herausfinden, ob sich starke Veränderungen über den Jahresverlauf ergeben. 

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