Predictive Maintenance Schwingungssensor ist optimiert für Industrie 4.0

| Redakteur: Jürgen Schreier

STMicroelectronics hat einen Schwingungssensor auf den Markt gebracht, den das Unternehmen als wirtschaftliche Lösung für die zustandsorientierte Instandhaltung sieht. Ein Plug-and-Play-Evaluierungskit mit BLE-Modul soll die Anwendungsentwicklung beschleunigen.

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Das Evaluation Kit vereinfacht das Prototyping und Testen durch die Integration des IIS3DWB mit zusätzlichen Sensoren, einem Mikrocontroller und Algorithmen für die Schwingungsverarbeitung, einem Bluetooth-Wireless-Modul sowie einer USB-Verbindung.
Das Evaluation Kit vereinfacht das Prototyping und Testen durch die Integration des IIS3DWB mit zusätzlichen Sensoren, einem Mikrocontroller und Algorithmen für die Schwingungsverarbeitung, einem Bluetooth-Wireless-Modul sowie einer USB-Verbindung.
(Bild: STMicroelectronics)

Der Halbleiterhersteller STMicroelectronics will die nächste Generation von Industrie-4.0-Anwendungen mit einer neuen Schwingungssensorik unterstützen, die für die intelligente Wartung von Fabrikeinrichtungen optimiert wurde.

Der Schwingungssensor IIS3DWB sowie das Multisensor-Evaluierungskit STEVAL-STWINKT1 beschleunigen die Entwicklung von Condition-Monitoring-Systemen, die Produktivität und OEE von Anlagen durch die Vorhersage des Wartungsbedarfs verbessern sollen. Die Analyse der erfassten Schwingungsdaten vor Ort oder in der Cloud hilft den Anlagenbetreibern, Strategien zu entwickeln, die die Betriebszeit maximieren, die Wartungskosten minimieren und Notfallreparaturen vermeiden.

Evaluierungskit vereinfacht das Prototyping und Testen

Der IIS3DWB ist ein Drei-Achsen-MEMS1-Beschleunigungsmesser, der für die industrielle Schwingungsmessung optimiert ist. Das STEVAL-STWINKT1-Kit vereinfacht das Prototyping und Testen durch die Integration des IIS3DWB mit zusätzlichen Sensoren, einem Mikrocontroller mit extrem niedrigem Stromverbrauch und Algorithmen für die Schwingungsverarbeitung, einem Bluetooth-Wireless-Modul und einer USB-Verbindung.

Das in einem Kunststoffgehäuse mit Batterie untergebrachte Kit ermöglicht einen sofortigen Start der Anwendungsentwicklung und stellt ein praktisches Referenzdesign dar. Ein Hochgeschwindigkeits-Datenlogger und Cloud-Dashboard-Dienstprogramme sind enthalten, um die Erfassung, Analyse und Visualisierung der Ergebnisse zu unterstützen.

"Die Überwachung des Maschinenzustands ist ein zentrales Element der digitalen Transformation in der Industrie, das die Leistung und Sicherheit der Fertigung erhöht und gleichzeitig neue Dienstleistungen und Geschäftsmodelle ermöglicht", sagte Alessandro Cremonesi, Vizepräsident für Systemforschung und Anwendungen bei STMicroelectronics. "Unser Schwingungssensor und unser IIoT-Multisensor-Entwicklungskit sowie unser Referenzdesign gehören zu den erschwinglichsten Lösungen auf dem Markt und ermöglichen eine leistungsstarke und kostengünstige Plug-and-Play-Sensorik für die Industrie."

SPM Instrument nutzt den Sensor bereits

ST liefert den neuen Schwingungssensor IIS3DWB an den schwedischen Technologie-Innovator SPM Instrument, für den Einsatz im drahtlosen, batteriebetriebenen Vibrationsmessgerät AIRIUS des Unternehmens. Rikard Svärd, Global Sales Director von SPM Instrument, kommentiert: "Wir haben uns für den IIS3DWB aufgrund seiner einzigartigen Kombination von Funktionen, einschließlich der Drei-Achsen-Sensorik, der großen Bandbreite und des geringen Rauschens in einem digitalen Gerät mit niedrigem Stromverbrauch entschieden, was uns geholfen hat, die Leistungs-, Designzykluszeit- und Kostenziele zu erreichen, die wir für AIRIUS festgelegt haben.

Der Drei-Achsen-MEMS-Beschleunigungsmesser IIS3DWB erkennt Vibrationen, die ein wichtiger Indikator für Zustand und Servicebedarf einer Maschine sind. Das Device, für das ST eine zehnjährige Verfügbarkeitsgarantie gewährt, ist für die Schwingungsüberwachung optimiert.

Der Frequenzgang ist so zugeschnitten, dass er völlig flach und rauscharm bis 6 kHz verläuft und dann mit einem scharfen Cutoff und hoher Dämpfung versehen ist, um Frequenz-Aliasing-Probleme zu beseitigen und maschinenbezogene Fehler mit hoher Genauigkeit und Konsistenz zu erkennen. Der geringe Stromverbrauch maximiert die Lebensdauer unabhängig gespeister Sensorknoten.

Zu den Hauptmerkmalen des IIS3DWB gehören

  • Beschleunigungsmesser mit breitem und flachem Frequenzgang über drei Achsen erspart die externe Signalkonditionierung und die Komplexität, die von konkurrierenden Sensoren benötigt wird.
  • Digitale Plug-and-Play-Fähigkeit, integrierte Signalkonditionierung, Analog-Digital-Wandler (ADC), Filterung und Bandbreitenentzerrung auf dem Chip.
  • Geringes Rauschen: 75µg/√Hz im Drei-Achsen-Modus oder 60µg/√Hz im Ein-Achsen-Modus im laufenden Betrieb wählbar.
  • Betriebstemperaturbereich von -40 °C bis + 105 °C.
  • 1,1 mA Betriebsstrom bei voller Leistung in allen drei Achsen.

Per Bluetooth LE in die Edge oder Cloud

Das STEVAL-STWINKT1-Evaluierungskit integriert zusätzlich zum IIS3DWB mehrere Miniatursensoren. Es gibt auch ein Bluetooth- Low Energy (BLE)-Funkmodul für die Verbindung mit einem Edge-Gerät oder direkt mit dem Internet. Dank der vielen On-Board-Funktionen können Lösungsintegratoren die arbeitsintensive Sensorintegration umgehen, um sich auf ihre Anwendung zu konzentrieren und die Zeit bis zur Markteinführung zu verkürzen.

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