Sekolah Vokasi Heinz Nixdorf – Retrofit sebagai projek studi
Bagaimana sebuah sekolah vokasi dan ifm menyiapkan mesin lama untuk masa depan digital
Sekolah Vokasi Heinz Nixdorf (Heinz-Nixdorf-Berufskolleg) di Essen merupakan salah satu pusat pendidikan terkemuka di bidang teknik kelistrikan dan teknologi informasi yang menekankan pada transfer pengetahuan yang berorientasi pada praktik. Berkat kerja sama erat dengan berbagai perusahaan industri, sekolah vokasi ini melaksanakan projek pembelajaran yang mencerminkan perkembangan teknologi terkini. Tujuannya adalah untuk memberikan teknisi dan engineer masa depan tidak hanya dengan pengetahuan teoretis, tetapi juga keterampilan praktis dalam mengelola solusi otomatisasi dan digitalisasi modern. Tantangan terutama adalah digitalisasi dan modernisasi peralatan mesin yang sudah tua. Projek ini dilaksanakan dengan bekerja sama dengan spesialis otomatisasi ifm.
Inti dari projek ini adalah mengupgrade peralatan mesin yang sudah tua dengan teknologi terbaru melalui retrofit bertarget. Tugas ini telah ditetapkan dengan jelas: untuk menyiapkan sistem pemantauan kondisi untuk pemeliharaan prediktif tanpa memerlukan intervensi struktural besar pada mesin. “Tujuan kami adalah melakukan retrofit dengan intervensi minimal. Kami ingin mengintegrasikan berbagai sensor sedemikian rupa sehingga hampir tidak terlihat yang sekaligus tetap kompatibel dengan berbagai sistem,” jelas Patrick Bonneval, teknisi bersertifikat negara di Sekolah Vokasi Heinz Nixdorf.
Tantangan tidak hanya terletak pada implementasi teknis, tetapi juga pada pengembangan platform yang dapat berfungsi sebagai bukti konsep untuk upgrade yang kompatibel dengan Industri 4.0 maupun sebagai alat pelatihan yang serbaguna. Secara khusus, integrasi berbagai sensor baru ke dalam struktur yang sudah ada dan digitalisasi data mesin memerlukan solusi inovatif.
Teknologi sensor pintar, IO-Link, dan konektivitas Edge dari ifm
Solusi teknis telah diimplementasikan menggunakan berbagai komponen ifm. Inti dari konfigurasi ini adalah penggunaan sensor IO-Link seperti sensor jarak fotoelektrik OGD dan sensor ketinggian dan suhu LT. Bersama dengan master IO-Link dan EdgeGateway (AE2100), berbagai sensor ini menjadi dasar untuk pengumpulan dan pemrosesan data.
Gambar 1: Dengan menggunakan pengukuran Time-of-Flight, sensor jarak OGD menentukan posisi slide dengan tingkat akurasi hingga milimeter dan mengirim nilai jarak melalui IO-Link.
Gambar 2: Sensor induktif mendeteksi alur pada poros untuk mengukur kecepatan putaran.
Sistem dilengkapi dengan sensor getaran VSA005 dan unit evaluasi VSE150 yang secara khusus dikonfigurasi untuk diagnostik getaran pada bantalan elemen berputar.
“Dengan sensor IO-Link, kami tidak hanya mendeteksi posisi slide tetapi juga parameter penting untuk cairan pendingin. Bagaimana pun juga, elemen inti adalah diagnostik getaran resolusi tinggi yang memungkinkan kami untuk memantau kondisi bantalan secara mendetail,” lanjut Patrick Bonneval.
Integrasi sensor ke dalam mesin yang sudah ada berjalan dengan sangat efisien berkat IO-Link. “IO-Link telah menghemat banyak waktu dan tenaga kami, karena sangat mudah untuk diimplementasikan dan memungkinkan ekspansi sistem dengan mudah,” kata Pascal Heider, teknisi bersertifikat negara di Sekolah Vokasi Heinz Nixdorf.
Master IO-Link mengumpulkan data dari berbagai sensor yang terhubung dan mengirimnya dalam bentuk paket ke EdgeGateway. Gateway juga memastikan pemisahan yang aman antara teknologi operasional (OT) dan teknologi informasi (IT).
“EdgeGateway adalah hub data utama untuk berbagai sensor kami,” jelas Pascal Heider. “Semua data dikumpulkan di sini, diproses terlebih dahulu, dan ditransfer ke solusi server kami, Raspberry Pi.” Misalnya, EdgeGateway mengubah nilai level dari sensor dari satuan sentimeter menjadi liter. Di Raspberry Pi, berbagai contoh software menangkap, memproses, dan terakhir menampilkan data.
Transparansi, optimalisasi pemeliharaan, dan kelangsungan jangka panjang
Modernisasi dengan teknologi ifm telah membawa beberapa keuntungan penting. Mesin kini mampu menyediakan data real-time untuk pemantauan kondisi dan pemeliharaan prediktif. “Dengan pemantauan getaran kontinu, kita tidak hanya dapat menentukan kondisi presisi dari suatu komponen bantalan, tetapi juga secara efektif mencegah waktu henti yang tidak direncanakan,” ungkap Patrick Bonneval. Kemampuan untuk mendeteksi pola kerusakan bantalan secara dini meningkatkan ketersediaan mesin dan secara signifikan mengurangi risiko kerugian produksi.
Gambar 1: 'Telinga' mesin: sensor getaran VSA005 mendeteksi spektrum getaran dari semua bantalan elemen berputar dalam sistem penggerak mesin.
Gambar 2: Pasokan daya, unit evaluasi diagnostik getaran, dan master IO-Link dalam panel kontrol mesin.
Gambar 3: Di EdgeGateway (kanan), semua data sensor dikonsolidasikan, diproses terlebih dahulu, dan kemudian dikirim ke server.
Siswa mendapatkan pengalaman praktis yang berharga
Bagi para siswa, projek ini memberikan kesempatan unik untuk mengenal teknologi Industri 4.0 terkini dan memperoleh pengalaman praktis yang berharga.
“Tujuan kami dengan retrofit ini adalah untuk menunjukkan bahwa bahkan mesin yang sudah tua juga dapat ditingkatkan ke standar modern,” jelas Philip Bourgon, teknisi bersertifikat negara di Sekolah Vokasi Heinz Nixdorf.
Data yang dikumpulkan kini menjadi dasar bagi siswa teknik otomatisasi untuk melakukan analisis spektrum dan mengembangkan keterampilan mereka dalam pemantauan kondisi dalam konteks industri.
Sekolah juga mendapatkan keuntungan dari kerja sama tersebut: “Ide projek ini berasal dari sekolah tinggi teknik kami yang baru untuk teknik otomatisasi dan teknologi produksi digital,” kata Dr Markus Steffens, kepala sekolah teknik di Sekolah Vokasi Heinz Nixdorf. “Tujuan kami adalah menciptakan platform pembelajaran yang memungkinkan siswa bekerja dengan teknologi sensor canggih, transmisi data, dan evaluasi data dalam skenario retrofit. Berkat kerja sama dengan ifm, hal ini telah berjalan sukses.”
Tobias Kunze, Director Regional Sales di ifm, menekankan pentingnya kerja sama yang erat: “Kami mendukung mitra pendidikan kami tidak hanya dengan hardware tetapi juga dengan dukungan teknis. Dengan cara ini, talenta muda bisa bekerja langsung dengan teknologi yang berorientasi masa depan dan memperoleh pengalaman praktis.”
Integrasi yang lancar antara berbagai solusi dari ifm dan dukungan dalam konfigurasi diagnostik getaran memberikan kontribusi signifikan terhadap kesuksesan projek.
Kesimpulan
Projek retrofit di Sekolah Vokasi Heinz Nixdorf menunjukkan dengan jelas bagaimana sensor pintar dan konektivitas data modern dari ifm dapat secara berkelanjutan meningkatkan mesin yang sudah ada hingga memenuhi standar Industri 4.0. Kolaborasi ini tidak hanya mendorong transformasi digital di industri, tetapi juga menawarkan konsep pelatihan yang berorientasi pada praktik untuk menyiapkan profesional di masa mendatang dalam menghadapi kebutuhan di masa depan.
Data pengoperasian dan getaran dapat ditampilkan dengan jelas. Jika nilai melebihi batas yang telah ditetapkan, pesan peringatan akan diberikan.
Tim: Tobias Kunze (ifm) dan Dr Markus Steffens, Pascal Heider, Patrick Bonneval dan Philip Bourgon (Sekolah Vokasi Heinz Nixdorf)
