nr. 3 - Teknik og Viden

More documents

Recommendations

Info

SKF – ikke bare lejer, men også overvågning af Inge Aasheim Serviceingeniør, SKF De fleste indenfor instrumentering og automation forbinder SKF med lejer og værktøj samt med montering/demontering af lejer. Men – SKF er faktisk også en af verdens største leverandører indenfor overvågning af lejer og maskiner. I første omgang er der tale om lejernes tilstand, men generelt er det helst maskinens totale tilstand, som skal overvåges. SKF har systemer til at overvåge maskiner, som spænder fra enkle ventilatorer til store gasturbiner eller generatorer drevet af dampturbiner. Der er mange måder at overvåge en maskine på Denne artikel handler om overvågning af tilstanden på maskiner med kontinuerlig overvågning. For at forstå lidt af grundprincipperne i hvorfor overvågning er vigtig, begynder jeg med en kort beskrivelse af vedligeholdsprincipper og af de enkelte måle- og analyseteknikker. Generelt i dag praktiseres der fire metoder til gennemførelse af vedligeholdsaktiviteter: • Akut vedligehold • Kalenderbaseret vedligehold • Tilstandsbaseret vedligehold • Pro-aktivt vedligehold Ved akut vedligehold repareres maskinen kun – når den bryder sammen! Det kan være acceptabelt, hvis havarierne ikke forårsager ekstra omkostninger og/eller sikkerhedsrisiko. Oftest har denne vedligeholdsmetode ekstrem høje omkostninger – ikke kun direkte reparationsudgifter men også omkostninger i form af tab, produktionsstop, reduceret hastighed og afgifter fordi levering ikke sker til tiden. Man har ikke en vedligeholdsafdeling, men derimod en reparationsafdeling. Ved kalenderbaseret vedligehold bliver maskinen repareret, efterset og gennemgået med et fast tidsinterval. Ulempen er, at maskinen bliver gennemgået, også når den er i god stand. Resultatet er unødvendige reparationsomkostninger. Eller værre, det overses, at en maskine er på kanten til havari, fordi ingen har opdaget fejl på maskinen. Resultatet kan igen blive meget høje reparations- og produktionsstopomkostninger. Ved tilstandsbaseret vedligehold måles tilstanden på maskinen, mens den er drift. Reparationer udføres kun, når målingerne viser, det er nødvendigt. Dette kaldes tilstandsovervågning, og er det bedste værktøj til at identificere et reelt behov for reparation. Ved denne vedligeholdsmetode udføres reparation og eftersyn ved et planlagt driftsstop. Ved et pro-aktivt vedligehold overvåges maskinen på samme måde som ved tilstandsbaseret vedligehold. Fejl som opdages, bliver undersøgt, så årsagen til fejlen kan identificeres og forbedres således, at den ikke opstår igen. Der foretages eventuelt justeringer i konstruktionen, som kan forenkle fremtidige inspektioner og vedligehold. I takt med, at der stilles stadig højere krav til reparationer og nye maskiner i form af godkendelsestester i forbindelse med eftersyn og erhvervelse, er dette meget fordelagtigt. Ved hjælp af denne livstidsforlængelse ”engineeringen” øges intervallerne mellem hvert planlagte driftsstop, og stoppene kan gøres kortere. Tilstandsovervågning Tilstandsovervågning er en videnskabelig metode til at bestemme tilstanden i en roterende maskine. Maskinfejl afdækkes ved at bruge ikkedestruktive måleteknikker og analyser af maskineriet i drift. SKF mener, at den mest effektive metode til tilstandsovervågning er vibrationsmåling og frekvensanalyse af maskinvibration. Maskinvibration er nemlig den parameter, som giver det bedste billede af tilstanden i den roterende maskine. Alle maskiner vibrerer, og ved at måle og overvåge niveauet kan man identificere maskiner med problemer. Når en maskine har problemer, går man i dybden i analysen af problemet med frekvensanalyse. Maskiner kan deles ind i to hovedgrupper: maskiner med kugle/rullelejer og maskiner med glidelejer. Maskiner med glidelejer og et højt omdrejningstal kræver overvågning med specielle sensorer og analyseteknikker. Måleudstyr til disse maskiner er oftest monteret fra maskinleverandøren. For maskiner med kugle/rullelejer har SKF følgende standardiserede målemetoder til vibrationsmåling: • Totalniveau • Frekvensanalyse • Acceleration, Enveloping Ved at måle det totale vibrati- D-DAQ primære opgave er at samle vibrationsdata. Den anden opgave er at kommunikere trådløst med basestationen ved hjælp af det licensfrie ISM bånd på 2,4 GHz området. For at kende årsagen til en ændring i ”helbredstilstanden” kræves der en frekvensanalyse, som kan udføres på en bærbar SKF CMVA 60 Data Collector, der kan tilkobles buffered output signal. onsniveau i en maskine eller maskinkomponent, og sammenligne totalniveauet med standardværdierne, får man en indikation på “helbredstilstanden”. For højt totalniveau indikerer, at “et eller andet” forårsager, at maskinen eller komponenten vibrerer mere. Man kan ikke sige noget om årsagen til vibrationen uden frekvensanalysen. Frekvensanalyse Ved frekvensanalysen vurderes den målte vibration i forhold til maskinkomponenterne. Dette gøres fordi bestemte maskinfejltyper optræder med bestemte frekvenser. Ved frekvensanalyse brydes det totale vibrationssignal ned i specifikke amplituder ved forskellige frekvenskomponenter - her anvendes Fast-Fouirer Transformation (FFT ) matematikken. Resultatet er et plot (FFT spektrum) med frekvens i x-akse og vibrationsniveau i y-akse. Ved Enveloping Acceleration er hensigten at fremhæve de svage repetérbare signaler, som optræder i vibrationssignalet fra et skadet leje. Enveloping Acceleration analyse bruges mest til identifikation af skader i rulningslejer, tandhjulsskader i gear og motor samt problemer, hvor lav vibrationsamplitude og repetérbar vibrationssignal er skjult i maskinens rotations- og strukturvibrationsstøj. Hvis et kugleleje har en skade på yderringen, ruller hver kugle over skaden i yderringen og laver en lille, repetérbar vibration ved lejets yderring skadefrekvens. Dette vibrationssignal Automatik • 3/2001 20 har så lille energi, at det forsvinder i maskinvibrationens støj. Ved Enveloping Acceleration FFT Spektrum vil dette svage signal blive vist som høje vibrationsamplituder med familier af overtoner (harmoniske). Kender man lejetypen og omdrejningstallet er det enkelt at beregne lejets skadefrekvenser og at identificere lejeskaden. En kanal overvågning Et målesystem med kun en kanal kan bruges både til mindre maskiner, som er meget vigtige i en produktion eller til store maskiner, som er kritiske i produktionen. Den store fordel med SKF MCM moduler er, at de er enkle at montere. De monteres på DIN skinne, 24 V
21 Automatik • 3/2001 tilførsel og tilkobling af vibrationssensor. Udgangssignalet er enten 0-10 V eller 4-20 mA afhængig af, hvordan det skal bruges. Det indbyggede alarmrelæ bruges til at varsle om højt vibrationsniveau eller til at standse maskinen automatisk. Her fungerer MCM modulet som maskinbeskyttelse. Det vigtige ved MCM modulerne er, at de leveres i to udgaver; et til at overvåge Velocity og et til overvågning af Enveloping Acceleration. MCM med Velocity bruges til at overvåge vibrationer, der er forårsaget af ubalance eller opretningsfejl, og dette kan ikke varsle om lejefejl. MCM med Enveloping Acceleration varsler om lejefejl og kan ikke overvåge vibrationer forårsaget af ubalance eller opretningsfejl. Grunden til, at der er to forskellige typer er, at varsling om lejefejl kræver specielle måleteknikker. Dog er der kun behov for en vibrationssensor til flere MCM’ere. Man skal være klar over, at værdierne er totalniveauer, som kun er øjebliksværdier. For at skabe en trend udfra værdierne skal signalerne overføres til en digital skriver eller ind i et proces kontrolsystem. Et sådan overvågningssystem varsler om ændring i ”helbredtilstanden” fordi det måler det totale vibrationsniveau. For at kende årsagen til ændringen kræves der en frekvensanalyse. Dette kan gøres med en bærbar SKF CMVA 60 Data Collector, som kan tilkobles buffered output signal. Trådløs overvågning SKF har også konventionelle vibrationssensorer som standard. De leveres stort set til alle behov og i alle størrelser, både som accelerometre til at montere på maskinoverfladen og afstandsprober - SKF Eddy Probes - til at montere i glidelejer. SKF har endvidere udviklet et kontinuerligt overvågningssystem, som er trådløst. Systemet er velegnet til maskiner – hvor det indtil nu har været vanskeligt at montere konventionelle vibrationssensorer med kabler. Måske af sikkerhedsgrunde, eller fordi de skal sidde på svært tilgængelige steder f.eks. i indkapslede maskiner - eller i ekstreme tilfælde - direkte på den roterende aksel. Det trådløse vibrationssystem kan leveres som ”standalone” eller som ekstra udstyr til SKF LMU-online system. Systemet er også ideelt som problemløsningsværktøj, da det er enkelt at installere og kan flyttes mellem de udvalgte målepunker og maskiner. Det betyder, at en hurtig analyse af problemets årsag kan foretages, uden der skal bruges kostbar tid på at trække kabler. Systemet består af en almindelig vibrationssensor og en trådløs modtagerenhed (D- DAQ) – som også kan tilkobles en tacho og en binær trigger. D-DAQ primære opgave er at samle vibrationsdata. Den anden opgave er at kommunikere trådløst med basestationen ved hjælp af det licensfrie ISM bånd på 2,4 GHz området. Den store teknologiske fordel er, at systemet kan fungere ved hjælp af batterier i en given tidsperiode. En enkelt basestation kan kontrollere 32 multiparameter målepunkter. Basestationen er tilkoblet en pc, hvor vibrationssignalerne overføres til SKF Prism4 til yderligere analyse. Flerkanal overvågningssystemer De store forskelle på enkanal systemer og flerkanal systemer ligger i både pris og kompleksitet. SKF leverer systemer både som 16 og 32 kanaler med mulighed for lagring og analysering af vibrationsdata og driftsdata. En LMU kan også kobles til netværk med andre LMU’ere til flere kanaler. Indgangsignalerne kan være både dynamiske eller statiske; ±25 VDC eller 50 VAC peak to peak. Alle sensorer overvåges kontinuerligt med BOV varsling for eventuelle fejl på sensorer eller sensorkabler. SKF 19” Rack baserede LMU (Local Monitoring Unit) system leveres som en ”stand alone” enhed med digital signal processing og lagring af måledata direkte på indbygget industri pc. Den er komplet med SKF Prism 4 online programvare og MS Windows NT ® eller MS Windows 98 ® . LMU leveres med standard modem inklusiv software eller med netværkskort som alternativ valgmulighed. Dette giver mulighed for både live data og historiske data uanset lokation til LMU. Med sine 8 tachometer indgangsignaler kan en maskine med flere omdrejningstal tilkobles - eller 8 maskiner kan overvåges. LMU leveres også standard med 8 TTL logisk trigger indgangssignaler. Den store fordel med dette er, at maskiner med varierende driftsbetingelser kan overvåges således, at målinger bliver udført under enslignende driftsforhold. Målingerne, som lagres er meget pålidelige. De indbyggede funktioner ELP og TLP fungerer således, at det er driftsbetingelserne, der styrer, når der skal samles vibrationsdata. Dette betyder, at LMUenheden også kan bruges i Spindel maskin- bearbejdnings industrien, Auto industrien, vindmøller og maskiner med start/stop processer. SKF Prism 4 software lagrer både trend og frekvensdata. Dette gør, at LMU- systemet fungerer perfekt til tilstandsovervåging af maskiner. Maskinbeskyttelse og overvågning Til maskiner, som er meget kritiske af sikkerheds- og eller økonomiske grunde leverer SKF systemer, der dels varetager sikkerheden i form af standsning af maskinen ved for høj vibration og dels lagrer vibrationsog driftsdata i en pc til videre analyse af en hændelse. SKF DYMAC 9000 består af en maskinbeskyttelse M800A serie og en diagnostisering enhed M950 serien. Dertil kan ydelsesovervågning M961 serien også inkluderes. For at beskrive disse kom- STEP ® MES applikationer 7 Valley Proficy for Manufacturing er en integreret suite af konfigurerbare MES applikationer, som bygger på Microsoft teknologier og kan tilpasses virksomhedernes bestående systemer i produktion og administration. Proficy gør tingene enklere Begynd med en lille løsning og skab hurtigt synlige resultater. Systemet kan skaleres og vokse i takt med nye og større krav. FORRETNINGSSYSTEM MES AUTOMATIONSSYSTEM NOVOTEK Vi sætter fokus på fx: • tracking, sporbarhed, stamtræ • udstyrseffektivitet, OEE • stopårsager, spild • produktkvalitet • produktspecifikationer • produktrecepter • produktionsafvikling Proficy for Manufacturing ® benyttes af industrielle virksomheder over hele kloden og i mange forskellige brancher fx levnedsmiddel, pharmaceutisk, kemisk, papir, jern & stål, stykproduktion. plekse systemer kræves en særskilt artikel for hvert system. Derfor er dette blot en generel beskrivelse af, hvad systemerne kan udføre. SKF DYMAC M800A er et system, som kan beskytte maskinen mod havari med følgeskader. Systemet overvåger vibration, position, omdrejningstal, temperatur og proces data i.h.t API 670, som er den mest anvendte standard for sikker og effektiv maskinbeskyttelse og hurtig standsning af maskiner. Systemet kan enkelt kommunikere med mange kendte DCS (Digital Control Sytems) og PLC (Programmable Logic Controller). Alle typer niveauværdier fra hver kanal, alarm- status plus andre parameter er tilgængelige. Kommunikationen sker med RS232, RS422, Modbus 584 eller 485 som standard, eller ASCII som command set. M800A kan konfigureres fra at være et ”stand-alone” overvågningssystem til et interaktiv, flerkanal rack monteret system med fjern computer-kontrol, alarm rapportering og maskinbeskyttelses muligheder. M800A systemet kan også overvåge store turbiner og generatorer med TSI (Turbine Supervisory Instrumentation) monitorer. SKF DYMAC M950 serien leveres både som en portabel og NT version. Den bærbare enhed er velegnet til problemløsning eller til en organisation, som kan dele diagnose værktøjet. NT versionen er en 32 bit Windows NT ® med SQL og Cli- PROFICY SERVER ent Server, som giver mulighed for flere brugere at bruge/analysere lagrede data fra SQL serveren samtidig. M950 serien er ikke en maskinbeskyttelse, men er et værktøj til at analysere tilstanden på maskinen ved ”steady state” eller transient data indsamling under opstart eller nedlukning. Det kan være overvågning af hurtigstart af elektriske motorer, gasturbine drevne maskiner eller store dampturbine generatorer. Det 19” rack baserede system indsamler data fra flere kanaler (16, 32, 48 eller 64) samtidig, hvilket er en stor fordel ved fejlsøgning under opstart og nedlukning. Det kan trigge på både automatisk og manuelt, delta rpm, delta tid, delta rpm + tid og alarm niveau. Dette gør systemet meget fleksibelt, da maskinovervågning under opstart og nedlukning kan være meget forskellig fra maskine til maskine. SKF DYMAC M961 er en Windows ® baseret programvare for ”Real Time” ydelses- overvågning. M961 giver en oversigt over alle variabler og Key Performance Indicators, som er relateret til drift af maskinen; f.eks. ydelsesmapping, lastfordeling og energi- forbrug. Dataene hentes direkte fra DCS eller PLC systemer, og vises på lokal pc eller anden arbejdsstation i et netværk. Programvaren kalkulerer KPI i.h.t. internationale industristandarder. Der er tilgængelige moduler for gasturbiner, dampturbiner, turbokompressorer, pumper og ventilatorer. P R O F I C Y A P P L I C A T I O N S Horsens 70276688 Glostrup 43433717 www.novotek.dk
Page 1 and 2: Lineære skinneføringer - Side 6 H
Page 3 and 4: 1 1 ⁄2”G RADAR Niveaumåling Mi
Page 5 and 6: Optimal ydeevne under ekstreme forh
Page 8 and 9: Med over 1.500 udstillere på et sa
Page 10 and 11: Af Lars Limkilde, produktchef, Auto
Page 12: PRODUKTNYT 2001 Nyhed til feltbusse
Page 15 and 16: Møllevænget 15 • Postboks 44
Page 17 and 18: Kan levere det du behøver inden fo
Page 19: 19 Automatik • 3/2001 Intelligent
Page 24 and 25: El-dokumentation der overholder all
Page 26 and 27: Kursus i kvalificering og validerin
Page 28: www.abb.dk MINIFLOW ABB Helgeshøj

nr. 3 - Teknik og Viden

Create successful ePaper yourself

Delete template?

Save as template?