Schwingungsprüfung

Stationäre Schwingungsüberwachung und Wälzlagerdiagnose mit AVBIAline

Passende Sensoren werden von Avibia optional mitgeliefert

Mit der stationären Schwingungsüberwachung AVIBIAline werden rotierende Maschinen (Turbinen, Lüfter, Motoren, Pumpen) auf unzulässig hohe Vibrationen, Unwucht und parallel auf Lagerschäden überwacht.

Die zwei oder vier-kanaligen AVIBIAline Geräte arbeiten für die Überwachung von Schwingungspegeln normgerecht nach DIN ISO 20816 und für das Monitoring des Wälzlagerzustands nach VDI 3832. AVIBIAline Geräte führen ihre Überwachungsaufgaben autark aus und schalten bei Grenzwertüberschreitungen die Maschinen ab.

Mit AVIBIAline kann die Maschinenüberwachung nach der DIN ISO 20816 ganz einfach umgesetzt werden. Die 4 Zonen Anzeige des Gerätes spiegelt entsprechend der Norm, den Zustand der Maschine wider.

Avibia liefert das Gerät auch als Komplettlösung mit Sensoren, Kabeln, Schaltschrank und Inbetriebnahme.

Anwendungsgebiete und Funktionen von AVIBIAline

Schwingungsüberwachung nach DIN ISO 20816
Unwucht-Überwachung
Zustandsorientierte Instandhaltung und Lagerzustandsüberwachung nach DIN 3832 -
Überwachung von Ordnungskennwerten
Werkzeugbruch-/Crasherkennung (Bei Nutzung der Stoßkennwerte)
Schwingungsmessung an EOL-Prüfständen und zur Qualitätssicherung

Aus dem Sensorsignal berechnet AVIBIAline Schwingbeschleunigung, -geschwindigkeit oder -Weg. Breitbandkennwerte mit frei einstellbaren Filtergrenzen können genauso überwacht werden wie Ordnungskennwerte. Für die Crasherkennung eignet sich die Stoßüberwachung, welche innerhalb von 700 µsec eine Meldung über den Digitalausgang des AVIBIAline Gerätes abliefert.

Über ein Alarmmanagement lassen sich Voralarme und Alarme kanalweise frei festlegen. Die entsprechenden Ereignisse werden über das Wechselrelais bzw. über Digitalausgänge signalisiert. Einschaltverzögerungen und Haltezeiten sind einstellbar. Eine Alarmunterdrückung ist extern triggerbar.

Für die Wälzlageranalyse sind unterschiedliche verfügbar. Im Langzeittrend lassen sich mit AVIBIAline Lagerschäden so früh und sicher erkennen. Eine dauerhafte Schwingungsüberwachung von Maschinen erhöht die Effizienz und schützt vor ungewollten Maschinenausfällen.

Schnittstellen

Die AVIBIAline X-Serie verfügt zusätzlich zur USB Schnittstelle über die Protokolle ModBus TCP/RTU und CANopen. Über die LAN Schnittstelle kann AVIBIAline X-Serie die Online Messwerte in Highspeed und dokumentiertem Format an übergeordnete Prüfstands- oder Analysesoftware ausgeben. Die Einbindung in das IoT Umfeld erfolgt mittels Modbus TCP, oder in Verbindung mit Avibia IoT-Gate über OPC UA. Der Anschluss an eine SPS erfolgt über 4..20mA Schnittstellen.

je Eingangskanal ein 4..20mA Ausgang
AVL: USB Schnittstelle zum Konfigurieren, AVLX: USB/LAN Schnittstelle zum Konfigurieren
AVLX: LAN Schnittstelle mit Modbus TCP, USB und RS485 Schnittstelle

Hohe Abtastrate und Genauigkeit

AVIBIAline Geräte erfassen die Daten mit einer Abtastrate von 96kHz pro Kanal und erlauben so Auswertungen von Frequenzen bis 40kHz. 24-bit AD Wandler sorgen für die notwenige Amplitudenauflösung und Genauigkeit. Mit AVIBIAline ist die Detektion von Lagerschäden sicher gewährleistet.

Für Anwender die Rohsignale auswerten wollen, besteht die Möglichkeit diese Signale in Echtzweit über die LAN Schnittstelle der Geräte auszugeben. Alternativ mit dem IoT-Gate auch über OPC UA.

Produkteigenschaften

2 oder 4 Schwingungseingänge, 1-4 Drehzahleingänge
1-3 Digitalausgänge, AVL zusätzlich: 1 x Relaisausgang
Abtastfrequenz von 0,1 .. 96kHz, Frequenzbereich: 0,1..40 kHz
24 Bit Digitalisierung je Kanal
pro Messkanal ein 4-20 mA Ausgang
Digitalausgänge für Überwachungsaufgaben
Optional mit LAN serieller Schnittstelle (Modbus TCP, RTU, CANopen)
Ansprechzeit 20 msec, für Stoßkennwerte schon in 0,7 msec
Optische Signalisierung des Maschinenzustands mit farbigen LEDs

Schwingungsüberwachung an rotierenden Maschinen nach DIN ISO 20816

Diese Normenreihe DIN ISO 20816 definiert für verschiedene Gruppen von rotierenden Maschinen, wie z.B. Elektromotoren, Pumpen oder Lüftern die Messmethoden und Schwingungskennwerte.

Charakteristisch für alle Normenteile ist das Ausweisen des Schwingungszustandes durch vier Bewertungszonen A, B, C und D. Anwender können den Zustand Ihrer Maschinen sofort an der Gerätefront ablesen.

Zonen-LEDS in AVIBIAline (Verkürzt bedeuten die Zonen für Ihre Maschinen folgendes)

D - Schäden können an der Maschine entstehen.
C - Nur noch begrenzte Zeit lauffähig. Bei nächster Gelegenheit Abhilfe schaffen.
B - Geeignet für Dauerbetrieb
A - Neue Maschinen

Für diese Art der zustandsorientierten Überwachung ist es essentiell, dass das Überwachungsgerät auch tatsächlich den Vorgaben der Norm bezüglich der Signalaufbereitung folgt. Für das Condition Monitoring System AVIBIAline wurde dies in einem unabhängigen Kalibrierlabor nachgewiesen. Passende Vorlagen für die normgerechte Überwachung finden sich bereits in der kostenfrei mitgelieferten Software von AVIBIAline.

Unwuchtüberwachung

Unwucht ist eine häufige Ursache für Maschinenschwingungen. In breitbandigen Kennwerten wie denen nach DIN ISO 20816 werden die unwuchtbedingten Schwingungen auch sichtbar. Aber welcher Anteil stammt wirklich aus Unwucht und welcher aus anderen Quellen?

Mit AVIBIAline können unwuchtbedingte Schwingungen zuverlässig herausgefiltert werden und das bei variablen Drehzahlen! Der Schlüssel liegt in der integrierten Überwachung auf Ordnungskennwerte. Ordnungskennwerte zeigen die Schwingungen bei Drehzahl-Vielfachen an. Verschiedene Schwingungsursachen können bestimmten Drehzahl-Vielfachen zugeordnet werden und Unwucht, Ausrichtprobleme und weitere Schwingungsursachen zielgerichtet erkannt und überwacht werden.

Stoß- und Kratzdetektion

In manchen Prozessen muss bei ungewollten Betriebszuständen, beispielsweise bei Kollisionen in Bearbeitungszentren oder dem direkten Reiben/ Kratzen von Metallteilen aufeinander, schnell reagiert werden. Nur eine Schnellabschaltung kann hier schlimmere Folgeschäden verhindern.

Für diese Fälle bietet das Condition Monitoring System AVIBIAline einen besonderen Überwachungsmodus an. Hier wird auf Schnelligkeit in der Signalkette Wert gelegt. Vom Auftreten des problematischen Betriebszustands bis zur Meldung am Digitalausgang vergehen daher nur max. 700µs.

Wälzlageranalyse

Die AVIBIAline Geräte ermöglichen die Analyse von Lagerschäden und berechnen aus den Beschleunigungssignalen Wälzlagerkennwerte wie den k(t) und BCC Wert. Diese einheitenlosen Kennwerte bewerten den Lagerzustand von Wälzlagern und ermöglichen in Verbindung mit einer Langzeit Trendanalyse die Wälzlagerzustandsüberwachung.

IEPE und +/- 10V AC Schwingungseingänge

Zum Anschluss von piezoelektrischen Schwingungssensoren unterstützen die AVIBIAline-Geräte den IEPE-Standard. Wahlweise kann die IEPE-Unterstützung abgeschaltet werden, z.B. für elektrodynamische Schwinggeschwindigkeitssensoren. Anhaltend schwache Sensors Signale können durch 25fache Verstärkung im Gerät angehoben werden. Passende Sensoren werden von Avibia optional mitgeliefert.

Digitalausgänge für die Maschinenüberwachung, Analogausgänge für Kopplung an eine SPS

Alle AVIBIAline Gerät verfügen über Digitalausgänge sowie einen Wechselrelaisausgang. Für jeden Messkanal steht zudem ein eigenes 4-20 mA Stromschleifensignal als Analogausgang zur Verfügung.

Die Geräte sind zu Montage auf Tragschienen vorgesehen (DIN-Schiene TS35). Die elektrische Kontaktierung erfolgt bequem über Steckklemmen. Durch farbliche Abstufung und mechanische Codierung wird vor Verwechslungen geschützt. Versorgt werden die AVIBIAline-Geräte mit schaltschranküblichen 24V DC.

Feldbusschnittstelle und Rohsignalausgabe

Die AVIBIAline X- Gerät verfügen neben der USB Schnittstelle über eine LAN Schnittstelle. Über diese können die Kennwerte mittels Modbus TCP übertragen werden. Eine API (je nach Funktionsumfang kostenlos) können Rohsignale höchster Auflösung an eigene Anwendungen übergeben werden.

Software

Mit vordefinierten Parametersätzen oder eigenen Vorgaben lassen sich die Geräte schnell und einfach für die betreffenden Messaufgaben einstellen. Hierbei werden die Geräte von einer Konfigurationssoftware über die USB-Schnittstelle angesprochen. Nach dem Programmstart öffnet sich der AVIBIAline Konfigurator wie unten dargestellt.

Parametrierung

Das Condition Monitoring System AVIBIAline ist vielseitig einsetzbar. Neben Messungen nach festgelegten Standards lassen sich die benötigten Geräte auch frei parametrieren. So kann AVIBIAline den unterschiedlichen Anforderungen der Maschinenüberwachung gerecht werden. Je nachdem welchen Maschinenfehler oder -zustände überwacht werden sollen, wird ein individueller Parametersatz für die AVIBIAline Geräte benötigt. Avibia unterstützt die Anwender bei der Festlegung der Geräteparameter, sodass schnell und systematisch eine sinnvolle Konfiguration eingestellt ist.

Komplettlösungen

Avibia fertigt kundenspezifische Schaltschranklösungen je nach Anforderung und Kundenwunsch, einschließlich Planung, Dokumentation, CE Prüfung und Inbetriebnahme.

Optionen von AVIBIAline

AVIBIAline kann über verschiedene optionale Erweiterungen ergänzt werden:

Option Multimode: Parallele Messung von Kennwerten (drei pro Kanal) und umschaltbare Gerätekonfigurationen (8 fach)
Option DataStream: Rohsignale für eigene Anwendungen und Ankopplungen in höchster Qualität streamen
Option DataInspect: Tiefenanalyse und Diagnose von Schwingungen mit ausgefeilter Software Offline ausführen