Zustandsüberwachung

e-MCM = Motorzustands-Überwachung ohne Sensoren

Das e-MCM-Gerät von Artesis ist ein leistungsstarkes Gerät zur Zustandsüberwachung, vorausschauenden Wartung und Leistungsmessung für kritische Wechselstrommotore und Generatoren. E-MCM benötigt nur eine Spannungs- und Strommessung und ansonsten keine weiteren Sensoren. E-MCM arbeitet mit variablen oder festen Motordrehzahlen. Beratung, Lieferung und Inbetriebnahme von e-MCM-Geräten erfolgt über Avibia.

e-MCM generiert automatisch einen Zustandsbewertungsbericht generiert, der vorhandene elektromechanische und betriebliche Fehler, Informationen über die Zeit bis zum Ausfall, empfohlene Korrekturmaßnahmen und die Auswirkungen von Fehlern auf die Energieeffizienz anzeigt. Der patentierte maschinelle Lernalgorithmus von e-MCM ermöglicht eine umfassende Fehlererkennung bis zu 6 Monate im Voraus. Dank der lückenlosen Überwachung und der modellbasierten Spannungs- und Stromanalyse in Echtzeit kann e-MCM elektrische, mechanische sowie prozessbedingte Fehler von motorgetriebenen Geräten mit fester und variabler Drehzahl erkennen.

Anwendung der Technologie

e-MCM überwacht rotierende Maschinen kontinuierlich, führt permanent Messungen durch und vergleicht diese mit dem digitalen Zwilling, den es während des Selbstlernprozesses erstellt hat.

Im Gegensatz zu einfachen Online-Systemen kann es dank eines maschinellen Lernalgorithmus den Normalbetrieb unter einer Vielzahl von Bedingungen erkennen, wie z. B. unterschiedliche Drehzahlen oder Lasten - und ermöglicht so eine engmaschige Kontrolle - ohne Fehlalarme. Wenn e-MCM einen neuen Betriebszustand identifiziert, den es während der Selbstlernphase nicht gelernt hat, bietet es die Möglichkeit, diesen Zustand in alle zukünftige Überwachungen mit einzubeziehen.

Online-Zustandsüberwachung von Elektromotoren
Fehlerfrüherkennung durch automatische Analyse der Motorströme
Automatisierte Fehlerdiagnose mit Berichtserstellung
Umfassende Fehlererfassung (elektrische, mechanische und Prozessfehler)
praktikable Lösung für schwer zugängliche Motoren (Tauchpumpen, Kryopumpen, etc...)
Auswirkungen von Fehlern auf die Energieeffizienz von Motoren

Wie funktioniert die e-MCM Technologie und was kann Sie leisten?

Die patentierte Technologie verwendet einen modellbasierten Spannungs- und Stromsystemansatz, um eine Vielzahl von Fehlern an Elektromotoren zu erkennen.

Der modellbasierte Ansatz funktioniert nach dem Prinzip, dass der von einem Elektromotor aufgenommene Strom nicht nur durch die angelegte Spannung, sondern auch durch das Verhalten sowohl des Motors als auch des angetriebenen Geräts beeinflusst wird. Dadurch werden die Verzerrungen der Stromverläufe identifiziert, die nicht durch Verfälschungen des Spannungsverlaufs verursacht wurden und daher durch das Verhalten des Systems aus Motor und angetriebenen Geräten verursacht worden sein müssen. Die Frequenz dieser Verfälschungen gibt die Art der Ursache (=Fehlersymptom) an, und das Ausmaß der Verfälschungen gibt den Schweregrad der Ursache an.

Hohe Benutzerfreundlichkeit => e-MCM ist auch für nicht Diagnoseexperten geeignet

Standard Zustandsüberwachungssysteme sind hervorragend in der Lage, Daten zu sammeln, erfordern aber viel Fachwissen, um sie in verwertbare Aussagen umzuwandeln - genau der Teil, den Anwender wirklich brauchen. Das e-MCM ist in der Lage, sein durch den Selbstlernprozess aufgebautes Wissen über Ihre Maschinen zu nutzen, um nicht nur zu erkennen, wann sich ein Fehler entwickelt, sondern auch die Art des Fehlers zu erkennen. Dadurch kann das Wartungsteam seine Maßnahmen genau auf den richtigen Bereich konzentrieren, ohne auf die Unterstützung durch einen Diagnoseexperten angewiesen zu sein.

Das Diagnosesystem ist in der Lage, die meisten der üblichen mechanischen Fehler zu erkennen, die bei typischen elektromotorisch angetriebenen Geräten auftreten, von Unwucht und Fehlausrichtung bis hin zu Lagerproblemen. Da e-MCM durch die Messung des vom Elektromotor aufgenommenen Stroms und der Spannung arbeitet, kann es darüber hinaus auch Probleme mit dem Elektromotor selbst diagnostizieren sowie einen Einblick in die Prozessbedingungen und das Potenzial zu deren Optimierung auf der Grundlage von Leistung, Phasenwinkel und Gesamtoberwellenverzerrung geben.

Übersichtliche Berichterstellung

e-MCM erfordert nur dann Aufmerksamkeit, wenn ein Problem erkannt wird. Das macht e-MCM sehr attraktiv im Vergleich zu Walkaround-Systemen, die erheblichen Aufwand und Kosten erfordern, nur um herauszufinden, ob ein Problem besteht oder nicht. e-MCM bewertet automatisch den Schweregrad aller Abweichungen vom Normalbetrieb und vermittelt dem Benutzer die Ergebnisse der Analyse in einer einfachen Ampelanzeige. Sobald ein Fehler voranschreitet, wechselt die Ampel von grün auf gelb und zeigt damit an, dass in Zukunft Wartungsmaßnahmen erforderlich sind. Eine Ampel zeigt an, dass der Schweregrad des Problems eine sofortige Maßnahme erfordert.

Einfache Installation

e-MCM benötigt zur Installation nur drei einfache Stromwandler und einen Abgriff der Spannungen.

Echtzeit-Überwachung

e-MCM nimmt ständig Messungen vor und vergleicht sie mit dem Referenzzustand, um den Schweregrad und die Art eines sich entwickelnden Fehlers zu beurteilen. E-MCM ist so in der Lage, Anomalien in einer Vielzahl von Betriebszuständen zu erkennen, und es ist sogar seinen Selbstlernprozess zu erweitern, wenn erkannt wird, dass seine ursprüngliche Einlerngrenzen überschritten werden.

Erleichterte Wartungsplanung

Fernüberwachungs- und Berichterstattungsdienste tragen zur Entwicklung eines nachhaltigen vorausschauenden Instandhaltungssystems (PdM) in der Anlage bei, ohne dass die Instandhaltung zusätzliche Arbeitsbelastung auf sich nehmen muss, wenn dazu gar kein Grund besteht.

Schaltschrankeinbau

Ein e-MCM System besteht aus einem externen Display zur Montage in der Schaltschranktür und einem Hutschienenanalysegerät. Das externe Display wird per Kabel mit dem Analysegerät verbunden.

Bildergalerie Echtzeitüberwachung, erleichterte Wartungsplanung & Schaltschrankeinbau

Wie verhält sich die modellgestützte Spannungs- und Stromsystemanalyse im Vergleich zur Vibrationsanalyse?

Im Vergleich zur Schwingungsanalyse ist die e-MCM-Technologie empfindlicher gegenüber Torsionsphänomenen, während Schwingungssysteme empfindlicher gegenüber radialen Phänomenen sind. Das modellbasierte System kann ein breites Spektrum mechanischer Phänomene innerhalb des Motors und der angetriebenen Ausrüstung erkennen, nicht nur in Bezug auf Lager, sondern auch auf allgemeine Probleme wie Fehlausrichtung und Unwucht. Es erkennt auch eine Reihe von elektrischen Problemen wie z.B. gebrochene Rotorstäbe und lose Motorwicklungen.

Die modellbasierte Spannungs- und Stromanalyse misst eine Reihe von elektrischen Parametern wie die gesamte harmonische Verzerrung (THD), Spannungsungleichgewicht und Stromungleichgewicht, die ihrerseits zu längerfristigen mechanischen wie auch elektrischen Problemen beitragen können. Diese Parameter können auch zu Schwingungssignalen führen, die von der Schwingungsanalyse manchmal als mechanische Fehler wie z.B. Lagerprobleme fehlinterpretiert werden können. Da diese elektrischen Parameter direkt von der Technologie gemessen werden, können solche Fehldiagnosen vermieden werden.

Wie bei der Schwingungsüberwachung nehmen die durch den modellbasierten Systemansatz identifizierten Signale zu, wenn die Anlage unter größerer Belastung arbeitet. Allein aus den erhöhten Schwingungspegeln könnte man fälschlicherweise den Schluss ziehen, dass ein Problem entstanden ist. Da modellbasierte Systeme Spannung und Strom messen, berechnen sie auch die Leistung und verwenden diese Lastinformationen zur Normalisierung der Messwerte, um solche Fehldiagnosen zu vermeiden.

Wie schneidet die modellbasierte Spannungs- und Stromsystemanalyse im Vergleich zu MCSA ab?

MCSA (Motor Current Signature Analysis) ist eine gut etablierte Technik, die auf dem gleichen Grundprinzip wie die modellbasierte Spannungs- und Stromanalyse beruht, nämlich dass der von einem Motor aufgenommene Strom von einer Reihe von Faktoren beeinflusst wird, die jeweils bei bestimmten, identifizierbaren Frequenzen auftreten. Die MCSA wird klassischerweise zur Identifizierung von Rotorstabproblemen in Induktionsmotoren verwendet, ein Phänomen, das mit modellbasierten Systemen ebenfalls identifiziert werden kann, wobei die Auflösung im Allgemeinen besser ist als bei der MCSA. Allerdings ist das modellbasierte System bei der Identifizierung und Diagnose eines breiten Spektrums von Phänomenen wesentlich leistungsfähiger als MCSA. Die wichtigsten Unterschiede zwischen der Technologie und MCSA-Systemen sind: MCSA führt eine Spektralanalyse des vollen Motorstroms durch, der von der 50-Hz- oder 60-Hz-Versorgungsfrequenz dominiert wird; Rotorstabfehler werden als Höhenunterschied zwischen der Spitzenfrequenz der Versorgungsspannung und der poldominanten Durchlassfrequenz erkannt, wobei typischerweise 60 dB für einen Motor in gutem Zustand auf 30 dB fallen, was sehr schlecht ist. MCSA basiert im Allgemeinen nur auf Strom. MCSA verwendet oft nur eine Phase.

Modellbasierte Spannungs- und Stromanalyse

Der modellbasierte Ansatz analysiert den "Reststrom" - die Verzerrungen auf der Stromkurve, die nicht durch Verfälschungen auf der Spannungskurve verursacht wurden. Dadurch wird die dominante Netzfrequenz eliminiert und der Schwerpunkt auf die Signale gelegt, die die Fehler im gesamten Spektrum anzeigen. Der modellbasierte Ansatz misst sowohl Spannung als auch Strom, um Verfälschungen aus der Stromkurve zu entfernen, die durch Verfälschung der Spannungskurve erzeugt wurden. Das modellbasierte System misst alle drei Phasen des Stroms und alle drei Phasen der Spannung. Ein modellbasiertes System ist viel empfindlicher gegenüber einer Vielzahl von Phänomenen, da sein Spektrum nicht von der Netzspannungsfrequenzspitze dominiert wird.