Schwingungsmessung
Drahtlose Schwingungsüberwachung mit hochauflösender FFT-Analyse
Drahtlose Schwingungsüberwachung und CMS Lösung für verteilte, rotierende Maschinen. Übertragung und Analyse von hochaufgelösten Beschleunigungssignalen – bis zu 300 m Radius und zwei Jahre autark.
Das drahtlose Überwachungssystem AV560 wurde speziell für verteilte Maschinen entwickelt die ohne umständliche Kabelverlegung auf Ihren Zustand überwacht werden sollen. Das System kann Maschinenschwingungen und Temperatur synchron messen und den Maschinenzustand überwachen. Ein AV560 System ist aus den Komponenten: Funksensoren, Gateway und Analysesoftware aufgebaut. Die Sensoren erfassen Beschleunigungen mit bis zu 50kHz und übertragen (diskontinuierlich) die Rohsignale zum Gateway und von dort in eine SQL Datenbank. Dort erfolgt die Berechnung von Schwingungskennwerten und die Analyse im Spektrum, Hüllkurvenspektrum, Orbit usw. Die Software dient der Überwachung des Maschinenzustandes in Echtzeit, und kann Fehler der Maschine im Voraus erkennen und ungeplante Ausfallzeiten vermeiden. Über das Avibia IoT-Gate kann das System Problem in eine bestehende Kunden-Cloud integriert werden. Die sensiblen Schwingungsdaten verlassen dabei nicht das Firmennetzwerk.
Die drahtlosen Beschleunigungssensoren AV505 und AV605 werden auf dem Lagersitz oder anderen Positionen installiert, um Maschinenschwingungen und Temperaturen in Echtzeit zu messen und die Messwerte über ZIGBEE zu übertragen. Der vom Nutzer austauschbare Batterien haben eine Betriebszeit von bis zu 2 Jahren und können kostengünstig ersetzt werden. Die Beschleunigungssensoren werden mit Magnetfuß oder M6 Schraube befestigt.
Das Gateway empfängt die Sensorsignale und überträgt diese über LAN, WLAN oder Mobilfunknetz (3G/4G) an einen Server. Im Server filtern intelligente Analysefunktionen anormale Messwerte aus.
Die webbasierte Analyse-Software ist in Maschinenstruktur organisiert mit einer übersichtliche Darstellung des Systemaufbaus, der Messpunkte und der Konfigurationen. Mehr als 20 verschiedene Auswertungsdiagramme stehen dem Schwingungsdiagnostiker zur Verfügung: Rohsignaltrends, Spektrum, Multi-Spektrum, Hüllkurvenspektrum (mit Zuordnung der kinematischen Frequenzen auf Basis eine Lagerschadensdatenbank), Kepstrum und weitere Auswertungen.
Anwendungen
Das drahtlose System ist für eine Dauereinsatz im Bereich der zustandsorientierten (CMS) und vorbeugenden (PDM) Wartung ausgelegt. Die Sensordaten werden in einstellbaren, festen Intervallen synchron erfasst und über ZIGBEE zum Gateway übertragen. Das Erfassungsintervall ist von 10min bis 24h einstellbar. Typische Anwendungen sind an Lüftern, Motoren, Getrieben und anderen rotierenden oder schwingenden Maschinen.
Synchrone Erfassung und Auswertung von Temperatur- und Schwingungsdaten
Das Gateway sammelt synchron Temperatur und Schwingungsmesswerte und erhöht so die Maschinensicherheit durch die parallele Überwachung von Schwingungs- und Temperaturdaten. Da Schwingungen und Temperaturerhöhung bei Schäden zusammen auftreten können, liefert der Sensor sehr aussagekräftige Informationen. AV560 ist ein komplettes Datenerfassungs-, Verarbeitungs- und Übertragungssystem zur Überwachung von Maschinenschwingungen (Beschleunigung, Geschwindigkeit und Weg) und Temperatursignalen. Das -System bietet verschiedene Arten von Alarmparametern: Gesamtwert, Temperatur. Die Integrationsfunktionen kann aus der Beschleunigung die Geschwindigkeit und den Schwingweg berechnen. Für das Gateway und die Funksensoren gibt es eine Ex Zulassung (Ex ia IIC T4 Ga). Das AV560 benötigt auch während der Installation kein Signalkabel.
Systemtopologien der drahtlosen Schwingungsmessung
Topologie 1 – Sensoren Drahtlos mit Gateway verbunden, Gateway im LAN
Die Sensoren werden an den Maschinen installiert und funken Ihre Messwerte zum Gateway. Das Gateway ist über LAN mit dem Netzwerk oder einem PC verbunden (RJ45 oder FO).
Topologie 2 – Sensoren drahtlos mit Gateway verbunden, Gateway im WLAN
Die Sensoren werden an den Maschinen installiert und funken Ihre Messwerte zum Gateway. Das Gateway ist über W-LAN mit dem Netzwerk oder einem PC verbunden. Für diese Topologie ist ein spezielles Gateway mit integriertem WLAN lieferbar.
Topologie 3 – Sensoren drahtlos mit Gateway verbunden, Gateway mit 3G/4G Remote verbunden
Die Sensoren werden an den Maschinen installiert und funken Ihre Messwerte zum Gateway. Das Gateway ist über 3G/4G mit dem Netzwerk oder einem PC verbunden. Für diese Topologie ist ein spezielles Gateway mit integriertem 3G/4G Modem lieferbar.
Drahtloser Beschleunigungssensoren AV505 (Uniaxial) und AV605 (Triaxial)
Der AV505 ist ein integrierter Beschleunigungs- und Temperatursensor der Geschwindigkeits-, Beschleunigungs-, Weg- und Temperatursignal gleichzeitig erfasst. Er kann die Messwerte in eine Raumrichtung erfassen (1d Sensor). Für die Erfassung von gleichzeitig drei Raumrichtungen ist der Sensor AV605 verfügbar (3d). Die Kommunikation mit dem Gateway erfolgt per ZIGBEE. Die ZIGBEE-Kommunikation, speziell für den Einsatz im Feld, bietet hohe Störsicherheit und keinen Konflikt mit vorhandenen drahtlosen Kommunikationsgeräten. Eine Übertragung vom Sensor ist über große Entfernungen (bis zu 300m) bis zum Gateway unter realen industriellen Bedingungen möglich. Die AV505 und AV605 sind kleine Sensoren, (42mm x H 65mm) die einfach zu befestigen und zu warten sind.
Das Design mit niedrigem Batterieverbrauch und einer Datenerfassung alle zwei Stunden ermöglicht einen Dauerbetrieb von bis zu zwei Jahren oder länger. Interne intelligente Überwachungsfunktionen warnen vor Störungen. Der Sensor ist mit IP67, wasser- und staubdicht. Die eingebaute Antenne befindet sich im Inneren des Sensors, was die Zuverlässigkeit erheblich verbessert.
Das Messintervall kann automatisch angepasst werden, um mehr Messwerte zu erfassen, sobald das Gerät eine Maschinenstörung erkennt. 128KSamples Zeitsignalmessung und 2M Langzeitspeicher sind für Langzeiterfassungen einstellbar.
Triaxial Funksensor AV605D (3d)
AV605-D ist eine geteilte Version des AV605. Er eignet sich vor allem für Industriebereiche, in denen der Installationsort eingeschränkt zugänglich ist, das Signal durch einen Metallschrank oder ein Gehäuse abgeschirmt wird und die Temperatur hoch ist. Die Sensorelektronik besteht aus einer oberen Abdeckung, einem Batteriefach, einem Anschluss für den Sensorkopf und einem magnetischen Montagesockel. Das Einschalten und die Konfiguration sind die gleichen wie beim AV605, es wird empfohlen, ihn am Maschinengehäuse und an einer Position mit guten Signalbedingungen zu installieren.
Gateway AV560
Das AV560 ist ein Funkgateway das über ZIGBEE mit den Sensoren kommuniziert. Die Kommunikation mit einem Netzwerk erfolgt über TCP (RJ45,FO) oder WLAN oder 3G/4G. Es können 20-45 drahtlose Beschleunigungssensoren vom Typ AV505 oder AV605 mit ein Gateway betrieben werden. Der Anschluss des Gateway an einen Server erfolgt über Ethernet, Glasfaser oder WIFI, 3G/4G.
Online-Analyse-Software
Die Analyse Software ist in Maschinenstruktur organisiert mit einer übersichtliche Darstellung des Systemaufbaus, der Messpunkte und der Konfigurationen. Mehr als 20 verschiedene Auswertungsdiagramme stehen dem Schwingungsanalytiker zur Verfügung: Rohsignale, Spektrum, Multi-Spektrum, Hüllkurvenspektrum mit Lagerschadensdatenbank, Cepstrum und viele weitere. Folgende Kennwerte werden berechnet: Kurtosis, Mittelwerte, Energie Frequenzband, Fehlerfrequenzbandenergie.
IoT-Anbindung vollständig integrierbar
Die Software kann Rohsignale und Kennwerte mit dem Avibia IoT-Gate austauschen und darüber mittels OPC UA oder weiterer Feldbusschnittstellen mit einer existierenden Kunden Cloud kommunizieren. Die Messwerte verlassen das Kundennetzwerk nicht. Das AV560 System wird als Komplettlösung mit Schaltschrank als IoT Lösung mit optionaler Visualisierung angeboten.
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