Bau- und Umweltzeitung

Geri Koch schreitet erwartungsvoll durch die ARA in Birsfelden. Sein Ziel ist das Schneckenhebewerk (Bild), das zurzeit Teil eines Versuchsprogramms ist: Es geht um sogenannte vorausschauende Wartung. Die Testmaschine ist an zahlreiche Sensoren angeschlossen, die ein bisschen wie Stethoskope aussehen (Bild 2). «Eine Maschine im Betrieb sendet laufend Signale aus», erläutert Koch. «Diese werden von den Sensoren aufgenommen und gelangen zu einem Gerät, das im Sekundentakt den aktuellen Zustand der Maschine an ein Diagnosetool übermittelt.» Sobald eine Unregelmässigkeit auftritt, löst das Tool einen Alarm aus – «ein bisschen wie bei der Überwachung eines Patienten auf der Intensivstation», lacht Koch.

Dank diesem Diagnosetool kann das Betriebspersonal verlässliche Prognosen zum Zustand seiner Maschine machen und dessen Entwicklung verfolgen. Die vorausschauende Instandhaltung (siehe Kasten) hat in den letzten Jahren an Bedeutung gewonnen. Dank des technischen Fortschritts und der Digitalisierung ist der Aufwand für eine umfassende Diagnose geringer und kostengünstiger geworden, während gleichzeitig die Qualität der gewonnenen Informationen gestiegen ist. Ursprünglich wurde diese Art der Überwachung in der Kraftwerk- und Seilbahntechnik mit oft riesigen Maschinen eingesetzt. Heute lohnt sich die vorausschauende Wartung bereits für ausgewählte Maschinen einer grösseren Kläranlage. Dies können z.B. Entwässerungszentrifugen, grössere Pumpen und Rührwerke oder Blockheizkraftwerke sein.

Schneckenhebewerk auf der ARA Birs (Quelle: AIB)

Die Überwachung einer Maschine und die Vorhersage von Instandhaltungsmassnahmen basieren auf rein physikalischen Vorgängen. Defekte verursachen in Maschinen Vibrationen, die je nach Schaden, Maschinentechnik und Stelle unterschiedliche Signale erzeugen (Grafik). Die Signale können mit mathematischen Berechnungsverfahren zerlegt und ihre Entwicklung verfolgt werden. Mit Hilfe der Kenntnisse des Kläranlagenpersonals bzw. der Hersteller können Auffälligkeiten dieser Diagnose einer Schadensursache zugeordnet werden. Das ermöglicht eine Prognose der restlichen Lebensdauer von Bauteilen.

Die Diagnostik entwickelt sich derzeit in Richtung künstliche Intelligenz weiter, die mit Trainingsdaten noch bessere und schnellere Prognosen erstellen wird. Es bleibt deshalb spannend, welche Fortschritte in den nächsten Jahren gemacht und welche Bedeutung diese für den Kläranlagenbetrieb haben werden. «Neben den betrieblichen Vorteilen wird dadurch die Arbeit für das Kläranlagenpersonal auch interessanter», ist Koch überzeugt, «da einerseits moderne Softwaretools eingesetzt werden und andererseits ein tieferer Einblick in die Funktionsweise einer Maschine gewonnen wird.»

Heute läuft die Testmaschine rund – keine Alarmmeldung aus der Intensivstation.

Defekte in Maschinen verursachen Vibrationen, die je nach Schaden unterschiedliche Signale erzeugen. Diese können mit mathematischen Berechnungen zerlegt und in ihrer Entwicklung verfolgt werden (Quelle: AIB)