Fernwartung für Windkraft- und Photovoltaik-Anlagen

Projektstatus

Planung
100%
Durchführung
100%
Dokumentation
100%

Hintergrund

Die EMIS Electrics GmbH ist als familiengeführtes KMU mit ihrem Standort in Lübbenau und wurde 1990 aus dem damaligen Braunkohlekraftwerk Lübbenau ausgegründet. Das Unternehmen bietet ein breites Spektrum an anspruchsvollen Industrielösungen in den Bereichen Energieversorgung, Elektrotechnik und Automatisierung. Eine der vielen Aufgaben ist dabei die bundesweite Wartung modernster Windenergie- und Photovoltaik-Anlagen seiner Partner. Zu Bearbeitung von Störungen und Wartungsaufgaben schick das Unternehmen täglich mehrere Teams zu den Anlagen, um diese mit ihrem Expertenwissen schnellstmöglich wieder in Betrieb nehmen zu können, da Leerlaufzeiten hohe Kosten bedeuten. Zum Betreten der Anlagen wird dabei teilweise schwindelerregende Höhen geklettert. Vorort angekommen arbeitet das Wartungsteam an den Steuerungen und mechanischen Teilen der Anlagen, um diese Instand zu setzen.

Herausforderung

Der Wartungsprozess an Windenergie- und Photovoltaik-Anlagen ist komplex und setzt aufgrund einer heterogenen Systemlandschaft ein umfangreiches Fachwissen voraus. Das Wartungspersonal benötigt dabei regelmäßig Fachwissen, welches von einem Experten aus der Firmenzentrale abgerufen werden kann. Die Umgebungsbedingungen zur Fernunterstützung sind hierbei nicht immer ideal. Beispielsweise erschweren eingeschränkte Sichtverhältnisse und Bewegungsmöglichkeiten die Wartungsarbeiten. So kann das Verstellen der Rotorblätter der Windenergieanlagen von der Steuereinheit aus nicht direkt gesehen werden. Abschirmende Konstruktionen - „Betonbunker“ und Funklöcher erschweren zudem die Kommunikation mit der Zentrale. Auch stellt die IT-Infrastruktur das Wartungspersonal vor Herausforderungen. Probleme an den Anlagen können aktuell nur per Tonspur beschrieben werden und Internetverbindungen zur Firmenzentrale, um bspw. Dokumentationen zu den Anlagen abzurufen, sind nur umständlich möglich.
 
Die Erleichterung des Wartungsprozesses und der Fernwartung sowie die händefreie Kommunikation mit der Zentral sind dabei Kernherausforderungen.

Lösung

Zur Unterstützung des Wartungspersonal bieten sich intelligente Systeme zur unterstützenden Fernwartung an. Assistenzlösungen reichen von klassischen Videokonferenzsystemen bis hin zur virtuellen Kollaboration von Wartungspersonal und Experten und bieten ein weites Spektrum an modernen Möglichkeiten zur interaktiven Kommunikation. Das Wartungspersonal kann sich somit über verschiedene Wege der interaktiven Kommunikation austauschen. Die Auswahl der richtigen digitalen Werkzeuge ist dabei entscheidend für weitere Entwicklung diesem Bereich und hängt entscheiden von den Teams, den Experten und Umgebungsbedingungen vor Ort ab.
 
Um eine geeignete Qualität bei den Kommunikationswerkzeugen zu erreichen, müssen entsprechende Funk- und Internetverbindungen zur Firmenzentral gewährleitet sein. Hier bietet sich einer im Dienstfahrzeug verbauter mobile Hotspot besonders an, welches das Intranet der Firma verschlüsselt vor Ort bereitstellt und den Verbindungsaufbau für Fernwartung und zum Datenaustausch für das Wartungspersonal deutlich vereinfacht.

Umsetzung

Das Mittelstand 4.0 Kompetenzzentrum Cottbus hat bei der Ausrüstung des Wartungspersonals mit einem vereinfachten Fernwartungssystem unterstützt. So lassen sich Videokonferenzen zwischen den Vorortteams und der Firmenzentrale ohne große Umstände mittels des bereits in anderen Bereichen etablierten Tools Microsoft Teams und über die mitgeführten Mobilgeräte aufbauen. Störungen an den Anlagen können so mittels Videostream direkt und einfach ausgewertet und gelöst werden. Das Wartungspersonal kann zudem visuell mit einzelnen Schritten angeleitet werden und so komplexe oder neue Arbeitsanweisungen ausführen.
 
Für den Aufbau eines Hotspots wurde in ein Testfahrzeug ein industrielles Funksystem einschließlich LTE-Router und Antennentechnik installiert. Das Fahrzeug baut so selbstständig eine VPN Verbindung mit der Firmenzentrale auf und stellt so das Intranet für das Vorortteam bereit. Für die Funkübertragung wurden spezielle Antennen und Router verwendet, welche mit dem umliegenden LTE-Netz kommunizieren und ein WLAN auch über mehrere hunderten Meter entfernen ausspannen können. Die Technik sollte dabei KMU-üblich günstig sein und sich nahtlos in die restliche IT-Infrastruktur des Unternehmens einbinden.
 
Nach der erfolgreichen Erprobungsphase wird die Erweiterung des Systems auf weitere Fahrzeuge und Teams angestrebt.

Das Projekt als Tagebuch

  • Kontaktaufnahme und Projektstart

    In einem Erstgespräch mit dem Digitalisierungsteam von EMIS Electrics wurden uns bereits einige Herausforderung des Unternehmens präsentiert wobei nach Analysen der Fokus auf die Digitalisierung des Fernwartungsprozesses viel. (12.10.2020)
  • Anlagenbegehung und Anwendungsfälle

    In einer ersten Begehung einer Windkraftanlage wurden die Rahmenbedingung bei der Fernwartung auf den Seiten des Wartungspersonals vor Ort und des Experten in der Firmenzentrale aufgenommen und beurteilt. (Dezember 2020) 
  • Fernwartungskonzepte und -system

    Im nächsten Schritt wurden verschiedene Fernwartungskonzepte und -system dem Unternehmen vorgestellt und mit dem Fokus auf Akzeptanz und den Nutzen beim Wartungspersonal und im Unternehmen abgestimmt. Ein breites Spektrum von Konferenzsystem wurde beurteilt wobei die Videotelefonie über die mitgeführten Mobilgeräte angestrebt wurde. (April 2021)
  • Datenübertragung

    Für die Aufbau einer sicheren und stabilen Datenverbindung wurden ein industrieller LTE Router einschließlich geeigneter Antennentechnik in ein Testfahrzeug verbaut und in der Praxisanwendung durch das Wartungspersonal getestet. Das Personal gab dazu deutlich positive Rückmeldung in Sachen Akzeptanz und Nutzen. Auch fanden angeleitet durch unser Zentrum geeignete Funkmessungen statt, die die Rahmenbedingungen der Technik deutlich machten. (Dezember 2021)
  • Abschluss und Workshop

    Die Emis Electrics GmbH gab uns zu der Umsetzung des Fernwartungssystem deutlich positive Rückmeldungen und möchte das System intern weiter ausbauen. In einem Abschlussworkshop wurden die grundlegenden Technologien im Zusammenhang mit der Fernwartung der Anlagen beschrieben, sodass das Wartungspersonal fit für den weiteren Einsatz ist. (voraussichtlich März 2022)

Christian Borck

Christian Borck

Standort: BTU Cottbus - Senftenberg
Schwerpunkt: Medientechnik & Bildverarbeitung

Tel.: +49 (0) 355 69 3144
E-Mail: christian.borck@b-tu.de

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