Digitale Fernüberwachungsplattform von Kelude Schwerindustrie
Kernpunkte: Die von Kelude Schwerindustrie unabhängig entwickelte digitale Fernüberwachungsplattform für Brückenkrane ist offiziell in Betrieb gegangen. Sie unterstützt die OPC-UA-Direktanbindung gängiger SPS-Hersteller wie Siemens S7-1200/1500, Schneider M580 und Mitsubishi Q-Serie. Ein einzelnes Edge-Gateway kann bis zu 30 Brückenkrane verwalten und schließt damit eine Produktlücke im Bereich der Fernwartung von Brückenkranen bei Kranherstellern in Mittel- und Westchina.
Mit der fortschreitenden Entwicklung des industriellen Internets und der Intelligenten Fertigung ist die digitale Fernwartung von Brückenkranen zu einem entscheidenden Faktor für Kostensenkung und Effizienzsteigerung sowie für die Arbeitssicherheit geworden. Kelude Schwerindustrie hat auf Basis von Edge-Computing und dem OPC-UA-Kommunikationsprotokoll eine digitale Fernüberwachungsplattform für Brückenkrane entwickelt, die den Schritt von der lokalen Einzelbedienung hin zum intelligenten, clusterbasierten Fernbetrieb vollzieht. Nachfolgend werden die technische Architektur und die Kernfunktionen der Plattform im Detail erläutert.
Von der Gerätevernetzung zum intelligenten Betrieb
Die neue Plattform basiert auf einer Drei-Schichten-Architektur aus Edge-Gateway, Cloud-Plattform und mobilem Endgerät. Das Edge-Gateway ist mit einem vorinstallierten OPC-UA-Server ausgestattet und wird im elektrischen Schaltschrank des Brückenkrans installiert. Die Kommunikation mit der SPS erfolgt über PROFINET oder Modbus TCP – Plug-and-Play ohne Änderung der bestehenden SPS-Programmierung. Erfasst werden mehr als 30 Parameter wie Tragfähigkeit, Hubposition, Fahrgeschwindigkeit, Motorstrom und -temperatur, Frequenzumrichterstatus sowie Fehlercodes. Die Datenübertragung erfolgt in Echtzeit im 1-Sekunden-Takt, lokale Alarme werden innerhalb von 100 ms ausgelöst.
Die Cloud-Plattform läuft auf Alibaba-Cloud-ECS-Servern und nutzt eine InfluxDB-Zeitreihendatenbank zur Datenspeicherung historischer Daten. Integriert sind eine Alarm-Engine sowie ein OEE-Analysemodul. Die Alarm-Engine unterstützt eine dreistufige Push-Benachrichtigung: Aufmerksamkeitsstufe an das Wartungspersonal über WeCom, Warnstufe an den Werkstattleiter und Gefahrenstufe an den Werksleiter sowie die Verantwortlichen für Arbeitssicherheit und Umweltschutz. Darüber hinaus verfügt das System über ein Modell zur Gerätegesundheitsbewertung, das anhand mehrdimensionaler Parameter wie kumulierter Betriebszeit, Überlastereignissen, Bremsbelagverschleiß und Motorvibration automatisch einen Gesundheitswert für jeden Brückenkran berechnet.
Technische Kennwerte im Überblick
Die Plattform erreicht bei den Leistungskennwerten führende Werte in der Branche: Ein einzelnes Edge-Gateway unterstützt die gleichzeitige Anbindung von 30 Brückenkranen, die Datenübertragungslatenz liegt unter 500 ms, historische Daten werden über mehr als 3 Jahre gespeichert, und der lokale Cache puffert Daten für 72 Stunden bei Verbindungsabbruch. Das Edge-Gateway nutzt einen integrierten Zeitreihen-Komprimierungsalgorithmus (Swinging-Door-Kompression, Komprimierungsverhältnis 8:1 bis 15:1). Das tägliche Datenvolumen pro Brückenkran wird auf unter 50 MB begrenzt, was bei 4G/5G-Übertragung monatliche Kosten von ca. 30 EUR pro Gerät verursacht. In puncto Sicherheit unterstützt die Plattform OPC-UA-Verschlüsselung (Basic256Sha256) sowie X.509-Zwei-Wege-Authentifizierung und erfüllt damit die Anforderungen der industriellen Netzwerksicherheit.
Für die Client-Anbindung stehen ein Web-basierter Überwachungsbildschirm sowie eine mobile App zur Verfügung. Der Überwachungsbildschirm bietet eine Echtzeit-Kartenansicht der Standorte mehrerer Brückenkrane, Dashboards für Schlüsselparameter sowie OEE-Statistikberichte. Die mobile App unterstützt Alarm-Push, Gerätestatusabfrage und eine Anleitung zur Behebung häufiger Störungen. Über die Berichtsfunktion lassen sich automatisch tägliche, wöchentliche und monatliche OEE-Statistiken sowie Trendanalysen als PDF generieren und per E-Mail an definierte Empfänger versenden.
Vergleich der Leistungsparameter der Plattform
| ParameterPunkt | KeludeFernüberwachungsplattform | Traditionelles lokales Verwaltungsmodell |
|---|---|---|
| DatenerfassungVerfahren | OPC UADirektverbindungSPS,Automatische Erfassung | ManuellInspektion,Papierdokumentation |
| Alarmreaktion | Dreistufige Push-Benachrichtigung(Millisekundenbereich) | Manuelle Erkennung,Verzögerung um Stunden |
| Datenspeicherung | Cloud-Speicherung3Jahre und mehr | Papierarchiv,Verlustanfällig |
| Fernzugriff | WebEndgerät+mobiles EndgerätÜberall und jederzeit | Nur vor OrtHängetastersteuerungBetrieb |
| OEEAnalyse | Automatische Berichtserstellung undTrendanalyse | Manuelle Statistik,Geringe Effizienz |
3. Praxiserprobte Anwendungswirkung
Die Plattform ist derzeit in drei Werkstätten der Kelude Schwerindustrie im Einsatz und deckt zwölf Brückenkräne ab. Die Daten aus dem Probebetrieb zeigen, dass sich die mittlere Reparaturzeit (MTTR) bei Gerätestörungen durch Echtzeitüberwachung und Alarm-Push von ursprünglich 4,5 Stunden auf 1,8 Stunden reduziert hat – eine Senkung um 60 %. Die Gesamtanlageneffektivität (OEE) stieg von 72 % auf 81 %. Zudem wurde die Plattform in das Sicherheitsüberwachungs- und Managementsystem der Brückenkrane von Kelude Schwerindustrie integriert, wodurch Betriebszustand und Sicherheitsdaten der Krane einheitlich verwaltet werden.
Das System unterstützt eine mehrdimensionale Analyse historischer Daten sowie ein Modell zur Gerätegesundheitsbewertung. Anhand von Parametern wie kumulierter Betriebszeit, Überlastanzahl, Bremsbelagverschleiß und Motorvibration wird automatisch ein Gesundheitswert für jeden Brückenkran berechnet. Sinkt dieser Wert unter 60 Punkte, wird automatisch ein Wartungsauftrag erstellt und an das Wartungspersonal übermittelt. Dies ermöglicht den Wandel von reaktiver Instandhaltung hin zu prädiktiver Wartung.
Kompatibilitätsvergleich verschiedener SPS-Hersteller
| SPSMarke | Kommunikationsprotokoll | Datenpunktanzahl | Bereitstellungsart |
|---|---|---|---|
| SiemensS7-1200/1500 | PROFINET/OPC UA | 32 | Plug-and-Play |
| SchneiderM580 | Modbus TCP/OPC UA | 28 | Plug-and-Play |
| MitsubishiQBaureihe | SLMP/OPC UA | 26 | Plug-and-Play |
| RockwellCompactLogix | EtherNet/IP/OPC UA | 30 | Plug-and-Play |
Zukunftsausblick
Kelude Schwerindustrie plant, die Fernüberwachungsplattform um Funktionen der prädiktiven Wartung auf Basis künstlicher Intelligenz zu erweitern. Durch Schwingungsanalyse und Temperaturtrends soll die Restlebensdauer kritischer Bauteile prognostiziert werden, um ungeplante Stillstandszeiten weiter zu reduzieren. Die Plattform ist nach den Rahmenwerken der Normen DIN 15018 (Krandimensionierungsnorm) und GB/T 28264 — Sicherheitsüberwachungs- und Managementsystem für Hebezeuge konzipiert und gewährleistet so eine einheitliche Spezifikation von Überwachungsdaten und Sicherheitsmanagement. Die Plattform ist derzeit für eine kostenlose Testnutzung verfügbar.
Häufige Fragen
F: Muss das bestehende SPS-Programm für die Fernüberwachungsplattform umgebaut werden?
A: Nein. Das Edge-Gateway ist werkseitig mit einem OPC-UA-Server ausgestattet und kommuniziert über PROFINET oder Modbus TCP mit der SPS. Dank Plug-and-Play kann die Datenerfassung ohne Änderungen am bestehenden SPS-Programm gestartet werden.
F: Unterstützt die Plattform die Integration von SCADA-Systemen Dritter?
A: Ja. Die Plattform basiert auf dem OPC-UA-Standardprotokoll und unterstützt die Weiterleitung über Modbus-TCP-Gateways. Sie kann an SCADA-Systeme, Prozessleitsysteme und MES-Systeme Dritter angebunden werden und erfüllt die Datenanforderungen von Plattformen für das industrielle Internet.
F: Gehen Daten bei einer Netzwerkunterbrechung verloren?
A: Nein. Das Edge-Gateway verfügt über eine integrierte lokale Cache-Kapazität von 72 Stunden. Bei einer Unterbrechung werden die Daten automatisch auf der lokalen SD-Karte zwischengespeichert und nach Wiederherstellung der Verbindung automatisch übertragen. So wird eine vollständige Datenintegrität gewährleistet.
F: Wie lange dauert die Implementierung und was kostet die Plattform?
A: Die Montage & Inbetriebnahme des Edge-Gateways für einen einzelnen Brückenkran dauert etwa einen Werktag. Das Cloud-Plattform-Konto wird sofort freigeschaltet. Die monatlichen Datenübertragungskosten betragen ca. 4 EUR pro Kran (basierend auf 4G/5G-Übertragung). Die Plattform kann derzeit für eine kostenlose Testnutzung beantragt werden.
Für weitere Informationen zu digitalen Fernüberwachungslösungen für Brückenkräne wenden Sie sich an das technische Team von Kelude Schwerindustrie und erhalten Sie ein kostenloses Testkonto sowie Projektdokumentation.
Normengrundlage: DIN 15018 (Krandimensionierungsnorm) | GB/T 28264 – Sicherheitsüberwachungs- und Managementsystem für Hebezeuge
