Welche sind die zehn am häufigsten verwendeten Sensoren für das industrielle IoT?

Hier sind die zehn am häufigsten verwendeten Sensoren für das Industrial IoT (IIoT), ausgewählt basierend auf ihrer kritischen Rolle in der Automatisierung, Überwachung und prädiktiven Wartung.

Die 10 wichtigsten Sensoren für das industrielle IoT (IIoT)

1. Temperatursensoren

   • Funktion: Erfassen der thermischen Energie zur Überwachung der Temperatur eines Objekts oder einer Umgebung.

   • IIoT-Anwendung: Überwachung des Maschinenzustands (z. B. Motorlager, Transformatoren), Prozesssteuerung in der Fertigung (Öfen, Reaktoren) und Gewährleistung optimaler Bedingungen in klimakontrollierten Umgebungen.

   • Nutzen: Verhindert Überhitzungsausfälle, sichert die Produktqualität und optimiert den Energieverbrauch.

2. Schwingungssensoren (Beschleunigungssensoren)

   • Funktion: Messen der Frequenz und Amplitude von Vibrationen in Anlagen.

   • IIoT-Anwendung: Predictive Maintenance (PdM) ist der Hauptanwendungsbereich. Überwachung von Motoren, Pumpen, Ventilatoren und Kompressoren auf abnormale Vibrationen, die auf Fehlausrichtung, Unwucht oder Lagerverschleiß hinweisen.

   • Nutzen: Ermöglicht die Planung von Wartungsarbeiten vor einem Ausfall, verhindert kostspielige ungeplante Stillstände und schwerwiegende Schäden.

3. Drucksensoren

   • Funktion: Erfassen der Kraft von Gasen oder Flüssigkeiten und Umwandlung in ein elektrisches Signal.

   • IIoT-Anwendung: Überwachung hydraulischer und pneumatischer Systeme, Leckageerkennung in Rohren und Behältern, Erkennung von Filterverstopfungen (über Druckabfall) und Prozesssteuerung in chemischen Anlagen.

   • Nutzen: Gewährleistet den sicheren Betrieb innerhalb der zulässigen Parameter, erhält die Prozessintegrität und schützt die Ausrüstung.

4. Näherungssensoren

   • Funktion: Erfassen des Vorhandenseins oder Fehlens von Objekten in der Nähe ohne physischen Kontakt.

   • Typen: Induktiv (Metalle), kapazitiv (Flüssigkeiten, Feststoffe), ultraschallbasiert.

   • IIoT-Anwendung: Objekterkennung auf Montagelinien, Teilezählung, Positionsbestimmung von Maschinenteilen (z. B. in der Robotik) und Sicherheitssysteme.

   • Nutzen: Grundlage für Automatisierung, liefert essentielle Daten für Steuerlogik und erhöht die Betriebssicherheit.

5. Durchflusssensoren

   • Funktion: Messen der Durchflussmenge oder -rate einer bewegten Flüssigkeit (Flüssigkeit oder Gas) in einer Leitung.

   • IIoT-Anwendung: Überwachung des Kühlmittelflusses in der Bearbeitung, Dosierung von Zusatzstoffen in der chemischen Verarbeitung, Messung des Wasser- oder Gasverbrauchs.

   • Nutzen: Entscheidend für präzise Prozesssteuerung, Abrechnung, Bestandsverwaltung von Flüssigkeiten und Leckageerkennung.

6. Füllstandssensoren

   • Funktion: Bestimmen der Menge eines Materials (Flüssigkeit, Pulver, Feststoff) in einem Tank, Silo oder Behälter.

   • Typen: Ultraschall, Radar, kapazitiv.

   • IIoT-Anwendung: Bestandsverwaltung von Rohmaterialien (z. B. Kraftstoff, Wasser, Getreide, Chemikalien) in Lagertanks zur Vermeidung von Überfüllung oder Leerlauf.

   • Nutzen: Automatisiert manuelle Messungen, liefert Echtzeit-Bestandsdaten für die Lieferkette und sichert die Prozesskontinuität.

7. Gassensoren (Umgebungssensoren)

   • Funktion: Erkennen und Messen der Konzentration bestimmter Gase in der Atmosphäre.

   • Typen: Sauerstoff, CO2, CO, Methan (CH4), flüchtige organische Verbindungen (VOCs), Feuchtigkeit.

   • IIoT-Anwendung: Arbeitsschutz in engen Räumen, Leckageerkennung in Öl- und Gasanlagen, Überwachung der Luftqualität und Steuerung der Belüftung.

   • Nutzen: Schützt Gesundheit und Sicherheit von Personen, gewährleistet Compliance und optimiert Klimaanlagen.

8. Stromsensoren (Stromwandler)

   • Funktion: Messen des elektrischen Stroms, der durch einen Leiter fließt.

   • IIoT-Anwendung: Zustandsüberwachung durch Verfolgung des Stromverbrauchs von Motoren und anderen elektrischen Anlagen. Anomalien im Stromverbrauch können auf mechanische Überlastung oder einen bevorstehenden Ausfall hinweisen.

   • Nutzen: Bietet eine berührungslose Methode zur Überwachung des Gerätezustands und des Energieverbrauchs, ermöglicht Energieeffizienzprogramme und vorausschauende Wartung.

9. Vision-Sensoren (Smart Cameras)

   • Funktion: Erfassen von Bildern und nutzen onboard-Verarbeitung zur Analyse bestimmter Merkmale.

   • IIoT-Anwendung: Automatisierte Qualitätskontrolle (Erkennung von Defekten), Verifikation von Montagen, Barcode/QR-Code-Erkennung und Führung von Roboterarmen.

   • Nutzen: Automatisiert visuelle Inspektionen mit hoher Geschwindigkeit und Genauigkeit, verbessert Qualitätskontrolle und Rückverfolgbarkeit erheblich.

10. Akustische Sensoren (Ultraschall/Mikrofone)

    • Funktion: Erfassen von Schallwellen, auch außerhalb des menschlichen Hörbereichs (Ultraschall).

    • IIoT-Anwendung: Leckageerkennung (Druckluft, Dampf, Gase), Identifizierung abnormaler Geräusche in Maschinen (z. B. Kavitation in Pumpen, Lagergeräusche) und Überwachung von Ventilen.

    • Nutzen: Bietet eine einzigartige Datenquelle für Predictive Maintenance, erkennt Probleme wie Lecks oder Verschleiß oft früher als andere Sensortypen.

Der zentrale IIoT-Mehrwert

Der wahre Wert dieser Sensoren im IIoT-Kontext liegt nicht nur in den einzelnen Datenpunkten, sondern in der vernetzten Intelligenz, die sie schaffen. Durch die Verbindung dieser Sensoren mit einer zentralen Plattform können Daten:

• Korreliert werden: (z. B. Korrelation eines Motor-Temperaturanstiegs mit erhöhten Vibrationen und Stromverbrauch zur Bestätigung eines Fehlermusters).

• Analysiert werden: Mittels KI und Machine Learning, um Ausfälle vorherzusagen und Prozesse zu optimieren.

• Aktiv genutzt werden: Automatisches Auslösen von Wartungsaufträgen oder Abschalten von Anlagen zur Schadensverhütung.

Dieser Wandel von manuellen Checks und reaktiver Wartung hin zu datengestützten, vorausschauenden und präskriptiven Operationen ist der Kernwert des industriellen IoT.