Die kontinuierliche Überwachung von Schwingung, Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Druck und Durchfluss ermöglicht eine zustandsorientierte Wartung der Kompressortechnik und verbessert die Transparenz des gesamten Systems. Kern der Lösung ist der Ethernet-IO-Link-Master von Nass Magnet. Das Gerät ist zu IO-Link V1.1.3 kompatibel und stellt vier unabhängig versorgte Class-A-Ports mit IP67-Schutzart bereit. Statt über ein klassisches Feldbusprotokoll kommuniziert der Master direkt über eine Ethernet/TCP-IP-Schnittstelle und bildet Prozess- und Diagnosedaten nach der Spezifikation JSON Integration for IO-Link ab. Die IP-Adressierung erfolgt wahlweise per DHCP oder statisch, zusätzlich unterstützt der Master eine Node-RED-Integration. Weil sich der Master direkt in bestehende Netzwerke einbinden lässt, entfällt der sonst übliche Umweg über eine SPS oder einen Industrie-PC. Das senkt Investitionskosten und reduziert die Komplexität der Installation erheblich. Ein weiterer praktischer Vorteil im Betrieb: Der Master speichert die Parameter angeschlossener Geräte lokal. Wird ein Sensor getauscht, lädt der Master die hinterlegte Konfiguration automatisch auf das Ersatzgerät, ein manueller Abgleich entfällt.
Schlüsselrolle beim Condition Monitoring
Möglich wird diese einfache Anbindung durch den IO-Link-Standard selbst. Er basiert auf einer klassischen 3-Draht-Verbindung und ermöglicht eine Punkt-zu-Punkt-Kommunikation zwischen Sensor und Master, unabhängig vom übergeordneten Feldbussystem. Über den Parameterdienst ISDU lassen sich Geräte auch während des laufenden Betriebs konfigurieren und auslesen, ohne dass dafür ein Eingriff in die Anlage nötig ist. Jeder Sensor wird dabei einzeln an einen Port des Masters angeschlossen, erhält darüber Spannungsversorgung und Kommunikation über dieselbe Leitung und lässt sich bei Bedarf ohne zusätzliche Verkabelung austauschen oder ergänzen.
An den Master angebunden sind mehrere IO-Link-Sensoren, die jeweils spezifische Betriebsgrößen des Kompressors und seiner Umgebung erfassen. Ein Condition-Monitoring-Sensor überwacht kontinuierlich die Kontakttemperatur sowie die dreiachsige Schwingung des Kompressors. Veränderungen im Schwingungsspektrum deuten frühzeitig auf mechanischen Verschleiß oder beginnende Lagerschäden hin, ein Anstieg der Temperatur liefert ergänzende Hinweise auf Überlastung oder unzureichende Schmierung. Da der Kompressorraum im Untergeschoss liegt, überwacht ein zweiter IO-Link-Sensor Temperatur und Luftfeuchtigkeit im Innenraum. Stabile Umgebungsbedingungen sind hier eine Voraussetzung für den zuverlässigen Dauerbetrieb der Anlage. Ein dritter Sensor misst Druck, Durchfluss und Temperatur der erzeugten Druckluft direkt im Leitungssystem. Aus diesen Werten lassen sich Leckagen und Energieverluste zeitnah erkennen, bevor sie sich in steigenden Betriebskosten niederschlagen.
Datenvisualisierung und Alarmmanagement
Parallel zur Sensorik erfasst das Modul Hub-EN200 von In.Hub die elektrischen Kenngrößen des dreiphasigen Kompressorantriebs. Das auf der Hutschiene montierte Gerät misst über passiv angebrachte Stromzangen bis zu vier AC-Stromkanäle mit einer Abtastrate von bis zu 8kHz und einer Auflösung von 16Bit, dazu bis zu drei Spannungseingänge für 1- oder 3-Phasen-Netze mit Neutralleiter. Da die Stromsensoren passiv angelegt werden, muss die vorhandene Verkabelung dafür weder aufgetrennt noch verändert werden. Aus den Rohdaten berechnet das Hub-EN200 Wirkleistung, Blindleistung, Leistungsfaktor und Lastgänge im Sekundenbereich. Die Anbindung an übergeordnete Systeme erfolgt über offene Schnittstellen wie Modbus TCP, MQTT oder OPC UA.
Die Datenverarbeitung selbst läuft vollständig lokal auf der IoT-Betriebssoftware Siineos von In.Hub, ohne Cloud-Anbindung oder zusätzliche Serverinfrastruktur. Sie normalisiert die Messwerte, versieht sie mit Zeitbezug und führt Sensor- und Energiedaten in einem gemeinsamen Datenmodell zusammen. Dadurch entsteht ein einheitlicher Informationsraum, der Zusammenhänge zwischen Schwingung, Temperatur, Druckluftqualität und Energieverbrauch sichtbar macht, statt sie in getrennten Insellösungen zu belassen. Für die Visualisierung greift der Standort auf Grafana zurück, das Trends, Grenzwertverletzungen und Verläufe der einzelnen Messgrößen übersichtlich darstellt.
Werden hinterlegte Grenzwerte verletzt, greift zusätzlich die Alarmierungsplattform Signl4. Sie benachrichtigt zuständige Personen automatisiert per E-Mail, SMS oder Telefonanruf und sorgt so dafür, dass kritische Abweichungen nicht erst bei der nächsten Schichtübergabe auffallen, sondern in Echtzeit bei den richtigen Ansprechpartnern ankommen.
Energiemonitoring mit System
Die lokale Verknüpfung von Energie- und Prozessdaten eröffnet darüber hinaus die Möglichkeit, Energie-Performance-Indikatoren nach ISO50006 direkt aus den laufenden Betriebsdaten zu bilden, statt sie nachträglich aus separaten Messkampagnen zusammenzutragen. Da Strom-, Druck- und Zustandsdaten im selben System zusammenlaufen, lässt sich beispielsweise prüfen, ob ein erhöhter Energieverbrauch mit einer tatsächlichen Laständerung zusammenhängt oder auf einen ineffizienten Betriebszustand hindeutet, etwa durch einen verschlissenen Kompressor oder eine Leckage im Druckluftnetz.
