ÜZEMFENNTARTÁSI TEVÉKENYSÉGEK

3.09 3.10 Merre tovább a rezgésdiagnosztikában?∗

Rahne Eric, okl. villamosmérnök, műszaki–kereskedelmi igazgató, PIM Kft.

Tárgyszavak: rezgésdiagnosztika; rezgésmérés; rezgéselemzés; mérőeszköz; mérőműszer.

Az utóbbi években a diagnosztika eszközei óriási fejlődésen mentek

keresztül. Sokan még emlékezhetnek rá, amikor a csavarhúzó vagy az élére állított pénzérme jelentette az egyetlen ipari diagnosztikai mód-szert. Ebben az időben a rezgésmérés még csak egy-egy nagy tudású szakember privilégiuma volt. Aztán egyszer csak megjelentek az iparban az egyszerű rezgésmérő készülékek, majd a hordozható adatgyűjtők, kicsit később a rezgés- és gépanalizáló készülékek, valamint a telepített figyelő és diagnosztizáló rendszerek. Ez a tanulmány a jelenlegi eszköz-kínálatot próbálja meg bemutatni és a fejlődés várható irányait „körvona-lazni”.

A mai eszközkínálat, valamint a diagnosztikai technológiák áttekintése

Egyszerű eszközök, kézi rezgésmérők

• Sztetoszkópok Az egyik legolcsóbb

és legegyszerűbb eszköz az ún. elektronikus sztetoszkóp. Használata azon alapszik, hogy az üzemelő gép hangja alapján nagyon sok gépi meghibásodás felismerhető, a hiba okának (a zajforrásnak) meghatározása viszont már gondot okoz a zajos környe-zetben.

∗ A tanulmány az OKAMBIK 2004-en (Országos Karbantartási és Munkabiztonsági Konfe-rencia, 2004. június 23–25., Nyíregyháza) elhangzott előadás szerkesztett változata.

A mozgó géprészek járásá-ból keletkező „üzemi” vagy éppen

sztetoszkóp testhangérzékelője közvetlenül a gépen fogja fel, a műszer pedig fölerősíti és a fejhallgatóba vezeti tovább. Amennyiben a sztetoszkóphoz magnetofont is lehet kapcsolni, akkor a rögzített zajok később összehasonlíthatók zajetalonok-kal – például egy csapágyhiba

„meghibásodási” hangokat a

jellegzetes hangjával (1. ábra).

1. ábra PCB Model 687A01 (Forrás: PIM)

Sok – piezoelektromos rezgésérzékelő jeleit feldolgozó – rezgésmé-rő, ill. -analizáló műszerhez kapható fejhallgató (akár állítható szűrőkkel és erősítővel is), így azok sztetoszkópként is alkalmazhatók.

• Digitális rezgésmérők

Az egyszerű kéziműszerek a mért paramétereket (pl. a rezgésse-bességet) egyetlenegy számmal minősítik. Az ilyen rezgésmérők kismé-retűek (zsebben elférnek), kezelésük is rendkívül egyszerű. Leggyak-rabban a rezgéssebesség effektív értékét mérik az ISO 10816 által aján-lott 10...1000, ill. 10...3200 Hz frekvenciatartományban. A műszerek ré-vén kitűnően észrevehető a kiegyensúlyozatlanság, a mechanikai laza-ság, a rezonancia, valamint a tengelybeállítási hiba jelenléte.

Ahhoz, hogy a gördülőcsapágyak ál-lapotáról is kapjunk információt, a csapágy

rezgéseket is meg kell mérni. A csapágyak állapotának jelzésére legal-kalmasabbnak a 2…20 kHz között rögzített rezgésgyorsulás effektív értéke vagy burkológörbéje (Envelope) bizonyult. Ha tehát a műszer az ISO szerinti rezgéssebesség és a nagyfrekvenciájú rezgésgyorsulás mérésére alkalmas, nemcsak beállítási és kiegyensúlyozási problémák jelenléte, hanem csapágyhibák és elégtelen csapágykenés is felderíthetők vele (2. ábra).

2. ábra VMI Viber-A

alkatrészei által keltett nagyfrekvenciájú

(Forrás: PIM)

Rezgésfigyelés trendkészítéssel

Az állapotfüggő gépkarbantartás megszervezéséhez a legértéke-sebb információ a gépállapot romlási sebessége, ami alapján megbe-csülhető, hogy mikor, milyen beavatkozást kell elvégezni ahhoz, hogy a gép váratlan leállás (és fölösleges javítások) nélkül üzemeljen, de meg-lévő kezdetleges hibákból eredő nagyobb károkat se szenvedjen el ad-dig. Ehhez a géprezgéseket rendszeresen mérni kell, majd a trendjük emelkedési mértéke ad információt a várható időtartamokról (3. ábra).

Sok cégnél a gépek száma miatt már nem ajánlatos „papírral és ce-ruzával” a rezgésértékeket feljegyezni, majd utána grafikákat készíteni vagy az adatokat egyenként PC-re vinni. Ilyen feladatokra már kaphatók zsebméretű adatgyűjtő műszerek, amelyek a rezgéssebesség és a nagyfrekvenciás rezgésgyorsulás mérésére, több gép rezgésadatainak – akár mérőutas – tárolására, valamint ezeknek PC-re való átküldésére képesek. A hozzájuk kapható PC-szoftverek pedig nemcsak a trendek készítését, hanem a határértékek figyelését, különböző beszámolók ké-szítését és – mint például a PIM ProfiTrend szoftvere – a karbantartási tevékenységek naplózását is képesek elvégezni.

3. ábra PIM VibMinderPro (Forrás: PIM)

A spektrumanalízisen alapuló rezgés-, ill. gépanalizátorok

A rezgések spektrumanalízise a jelenleg leghatékonyabb gépálla-pot-felmérő eszköz (feltéve, hogy szakértelemmel „olvassák” a benne rejlő információkat), és abból indul ki, hogy minden gép, ill. gépalkatrész mint „merev” test rezonanciafrekvenciákkal rendelkezik, illetve minden géphiba az aktuális gépfordulatszám alapján pontosan meghatározható frekvenciájú rezgéseket eredményez. A felvett rezgésjel spektrumanalí-zisével pedig „láthatóvá” válnak a benne szereplő „elemi” rezgések, amelyek frekvenciái a fentiek alapján hozzárendelhetők a gépalkatré-szekhez és a géphibákhoz (4. ábra).

s

PK s

ebes

ség,

mm

/s

4. ábra A s

A rezgések

egyes gépelemekképes, hogy különkosarának sérülésével akár villamois felderíthetők.

Rezgés-, ill. gépd

Természetestrendkészítés előn

Szh25 -HF henger hajtásoldal függőlege

frekvencia, Hz

pektrumban látható rezgéskomponensek alapján felderített csapágyhiba (Forrás: PIM)

spektrumanalízise révén tehát a gépbeállítás, ill. az hibái pontosan felderíthetők. Ez a módszer pl. arra is kimutassa a csapágy belső, ill. külső gyűrűjének vagy

sét! Villanymotorok elektromos paramétereinek méré-s hibák (pl. aszinkronmotor forgórészrúdjainak törése)

iagnosztikai adatgyűjtő műszerek

en az a legjobb megoldás, ha a spektrumanalízis és a yeit ötvözzük. Így nemcsak a pontos géphiba deríthető

fel, hanem az is, hogy meddig kell azt kijavítani, hogy a gép megbízható üzemeltetése ne legyen veszélyeztetve. Az erre alkalmas műszerek az ismételt adatgyűjtések effektív elvégzéséhez mérőút-támogatással ren-delkeznek, de többnyire sok egyéb mérési, illetve diagnosztikai eljárás is közvetlenül a kéziműszerbe van beépítve. A kiértékelési lehetőségek bővítése és az adatgyűjtés felgyorsítása érdekében a legtöbb műszer kétcsatornás kivitelben készül, többségük képes háromirányú érzékelők meghajtására és azok jeleinek közvetlen fogadására is. A vonalkód-olvasóval végzett mérőpont-azonosítás alkalmazása szintén gyakori (5. ábra).

5. ábra Korszerű rezgésanalizáló–adatgyűjtő műszerek (Forrás: PIM)

A legkorszerűbb gépanalizáló–adatgyűjtő műszerek jellemzői Példaként a CSI (Emerson) termékeire hivatkozunk, mivel az egyik

legtekintélyesebb amerikai szaklap – a „Plant Service” – olvasói 2004-ben igen nagy fölénnyel a legjobbnak választották a CSI cég termékeit az „Adatgyűjtők és rezgésanalízis” kategóriában. A CSI ezen túl harma-dik helyet szerzett a „Tengelybeállító eszközök”, másodikat a „Kiegyen-súlyozó műszerek”, negyediket a „Villanymotor-analízis” és másodikat az „Olajanalízis” kategóriában. Nincs még egy diagnosztikai eszközöket fej-lesztő és gyártó cég, amely ennyire átfogó képességekkel bírna és eny-nyire élenjáró technológiákat birtokolna egyszerre!!!

Példa magas szintű rezgésdiagnosztikai technológiára (CSi PeakVue® ) Gyakran alkalmazzuk a demodulációt pl. csapágyhibák felderítésé-

hez, de a nagyon rövid idejű – impulzusszerű rezgések láthatatlanná válhatnak. A CSi PeakVue® módszere e hiányosságot kiküszöbölve ki-válóan alkalmas a csapágyak hibáinak korai jelzésére az ilyenkor fellépő ún. stresszhullámok kijelzésével. Figyelemre méltó, hogy ez a módszer kis fordulatszámú gépek és fogaskerékhajtások esetén is alkalmazható, sőt: megbízható trendadatot szolgáltat, így a romlás mértéke és gyorsa-sága is megbecsülhető.

Példa korszerű műszerre (CSI 2130 RBMconsultantPro)

Méréstechnikai paraméterek: – valódi kétcsatornás mérés; – felbontás: max. 12 800 vonal + TrueZoom (300 000 vonal); – nagy felbontású színes grafikus kijelző (VGA: 640 x 480 képpont)

háttérvilágítással; – megvilágított klaviatúra programfüggő funkciójú gombokkal; – szupergyors adatgyűjtés (matematikai időszükségletnek megfele-

lően + automatikus tartománybeállítás); – 16 bites felbontás, jeldinamika > 96 dB, ill. analóg integrálással >

120 dB; – frekvenciatartomány: min.0 ... 10 Hz, max. 0 ... 80 kHz; – átlagolás: 1... 10 000 mérés – lineáris, csúcsmegtartás,

OrderTracking, negatív vagy időszinkron; – tetszőleges típusú rezgésérzékelő (ICP®, elektrodinamikus, ör-

vényáramú ...) csatlakoztatható hozzá háromtengelyű érzékelők támogatásával;

– sokféle folyamatparaméter (feszültség- vagy áramjel) csatlakoz-tatható;

– tetszőleges típusú fordulatszám-érzékelő csatlakoztatható; – kommunikáció modemen, USB-n, Etherneten keresztül. Üzemmódok, mérési technológiák, képességek: – egyedi, állítható paraméterű spektrum- és időjelfelvétel;

kkal,

– megjelenítés: • lineáris, logaritmikus, egyszeres és kétszeres integrálással

(analóg vagy digitális), • egyszerű, többszörös, mozgó többszörös és oldalsávos

kurzoro

– mérőutas adatgyűjtés (többcsatornás, akár végtelen kapacitással, cserélhető PCMCIA-kártyával); • azonnali jelanalízis: 12 programozható paraméter (szöveges ri-

asztással), • azonnali határérték- és trendfigyelés (szöveges riasztással), • vonalkódolvasóval történő mérőpont-azonosítás, • szöveges és „kézi megadású” adatok rögzítése,

– Bode/Nyuqist; – tranziensanalízis (pl. ütésteszt); – orbitábrázolás; – demoduláció; – 1/3 oktávanalízis (A-súlyozással is); – keresztkorreláció; – vízesésspektrum; – mérésismétlés automatikus paraméterállítással. Különleges technológiák: – SST – kis fordulatszámú gépekhez: 0,2 Hz-ig valós spektrumok; – PeakVue – hatékony és megbízható eszköz korai csapágy- és fo-

gaskerékhibák felderítésére; – magas szintű tranziensanalízis – a felvétel bármely időpontjáról

megtekinthető a spektruma is! Egyéb képességek: – ultrahangmérések; – referenciajel nélküli fordulatszámmérés; – lézeres tengelybeállítás; – adatátvétel MotorStatus (intelligens villanymotor-figyelő) infravö-

rös pontjáról; – villanymotor-analízis; – négysíkú dinamikus kiegyensúlyozás; – rádiófrekvenciás érzékelők jeleinek fogadása. Mechanikai kivitel, hordozhatóság: – ellenálló alumíniumtokozás, összsúly csak 2,04 kg akkumulátor-

ral; – gumivédelem ütés ellen, IP65-ös ipari védettségű kivitel; – –10°C ... +45°C üzemi hőmérséklet-tartomány;

– akkumulátor: • min. 8– 12 óra folyamatos üzem, újratöltés max. 3 óra, töltőről

üzemeltethető; • nincs adatvesztés lemerülő akkumulátor esetén.

A jövő: korszerű gépszakértő–adatgyűjtő műszerek Az említett gépanalizáló–adatgyűjtő és a gépszakértő műszerek kö-

zött elsősorban a szemléletváltás tűnik fel: míg a fejlett gépanalizáló–adatgyűjtők kettős funkciót láttak el (szakértő kezekben magas szintű diagnosztikai műszer, képzetlen munkás kezében gyors és megbízható adatgyűjtő), a korszerű gépszakértő műszerek inkább az azonnali gyors analízisre helyezik a hangsúlyt. Ezek a műszerek ugyanolyan gyors adatgyűjtést kínálnak, mint a gépanalizáló–adatgyűjtő műszerek, de a képességeik kihasználásához mindenképpen megfelelően képzett diag-noszta szükséges. (Itt már nem a képzetlen munkaerő által gyorsan el-végzett adatgyűjtés és utána a diagnoszta kényelmes irodai íróasztalnál elvégzett analízismunkája a cél.)

A gépszakértői műszerek mindazokat a tulajdonságokat és képes-ségeket magukban foglalják, amelyeket a gépanalizáló-adatgyűjtő mű-szerek esetén láttunk, de rendelkeznek még magasabb szintű képessé-gekkel is. Mindennek alapja az, hogy ezek a műszerek már szinte egy teljes számítógépet tartalmaznak – többnyire Windows alapú operációs rendszer fut rajtuk és nagy méretű, nagy felbontású képernyővel rendel-keznek. Ez a környezet lehetővé teszi, hogy magán a mérőműszeren fusson az – egyébként minden adatgyűjtőhöz szükséges – kiértékelő–adattároló, ill. szakértő (automatikus diagnosztizáló) PC-program (ill. eh-hez hasonló szoftver).

A mérést végző szakember tehát már a mérés pillanatában rendel-kezik a teljes adatbázissal (megtekintheti a mérendő gép múltját, para-métereit), továbbá a PC-program adta teljes kiértékelési funkcionalitás-sal és minden kényelmi szolgáltatással. Amennyiben a program szakér-tői rendszerrel is kiegészül, a gép mérése után azonnal szövegesen is kijelzésre kerülhetnek a felfedezett hibák ! (Természetesen azonnal ké-szülhetnek beszámolók, statisztikák, munka- és alkatrész-megrendelé-sek stb., lehet nyomtatni és hálózaton kommunikálni is.)

Korszerű értékelőszoftverek Már több évtizedes hagyományra tekinthetnek vissza a gépek és

berendezések állapotának felmérésére és a hibák előrejelzésére megva-

lósított különféle – egymástól függetlenül is eredményes – vizsgálati és értékelési (diagnosztikai) eljárások, valamint a hozzájuk kifejlesztett PC-szoftverek.

Napjainkban már léteznek olyan fejlett diagnosztikai rendszerek, amelyek átfogják a különböző eljárásokat úgy, hogy minden egyes tech-nológia professzionális szinten legyen alkalmazható. A CSi RBMware szoftvercsomag példaként szolgál a következőkben arra, hogy a legmo-dernebb diagnosztikai eszközök egyesítése milyen hatékony analizáló–előrejelző és szervező–tájékoztató rendszert és milyen sokoldalú diag-nosztikai lehetőségeket eredményez.

Különféle gépállapot-felmérő technológiák professzionális támogatása

A szoftvercsomag szolgálja ki a hordozható és telepített (online) rezgésanalízist (annak minden eljárásával együtt), a termográfiát, az olajvizsgálatot, az ultrahang-analízist, valamint a villanymotor-diagnosztikát. További eszközöket tartalmaz a lézeres tengelybeállítás és dinamikus kiegyensúlyozás nyomon követéséhez és dokumentálásá-hoz, a több technológiát átfogó diagnosztikai beszámolókészítéshez, a karbantartás költségeinek analíziséhez és esettanulmányok elkészítésé-hez. Ezen túl olyan funkciókkal rendelkezik, amelyek révén az alkalmazó cég műszaki és gazdasági vezetése, valamint a legkülönbözőbb karban-tartás-szervezési, üzemviteli, vállalatirányítási és vállalatinformációs szoftverrendszerek is elláthatók a szükséges – naprakész – információk-kal.

A program felismeri a berendezések állapotát, megszervezi és nap-lózza a karbantartási folyamatot a legelső problémától a szervizigényen, a javítási–karbantartási munkák megrendelésén és kivitelezésén keresz-tül egészen a költséganalízisig. Minden lépésről és minden egyes kiérté-kelésről információk továbbíthatók a vállalatinformációs és vállalatirányí-tási, valamint CMMS-rendszerekhez, de kommunikál a Fisher-Rosemount (Emerson) cég AMS rendszerével is.

Varázslóval percek alatt felépíthető adatbázis

Mindig is igényes feladatnak számított egy adatbank létrehozása és felépítése. Jelen esetben pedig többféle állapotfelismerő technológia ke-rül akalmazásra, így tehát mindegyik módszerre vonatkozóan egyéni előírásokat és megkötéseket kell egyszerre betartani. Az RBMwizard™

interaktív adatbázisépítő varázsló ezt a problémát megoldja – az adat-bázis felépítését könnyen és pontosan elvégzi, lépésről lépésre vezetve a felhasználót a felépítés fázisain keresztül (6. ábra).

6. ábra Adatbázisépítő varázsló (CSI RBMware, forrás: PIM) A gépek, komplett gépcsoportok, ill. berendezésláncok megalkotá-

sához egyszerűen összeilleszthető grafikus „Fogd és vidd” elemeket kí-nál a „sablon”-készlet (benne: több mint 30 ezer csapágy, több száz vil-lanymotor, áttétel és hajtás típus és gyártó szerint, hibafrekvenciákkal együtt). Minden elemhez előre definiált beállítások választhatók és a va-rázsló automatikusan generálja a mérőpontokat, az analízisbeállításokat, a riasztási határokat és a hibafrekvenciákat, javasolja a különböző álla-potfelmérő technológiák alkalmazását, és előkészíti az adatbankot a szakértői rendszer alkalmazására is.

Áttekintés „egy pillantás alatt”, eseménykövetéssel

A program által készített csoportosított faszerkezet rögtön – „ráné-zésre” – áttekintést nyújt az összes berendezésről az ikonjainak színe alapján. Az ikonnal jelzett elemek kattintással kinyihatók és további –

részletesebb – információk (pl. jelenlegi gépállapot, géptörténet, folya-matban lévő munkálatok, határidős tevékenységek) válnak láthatóvá.

Ezen túl elindíthatók a beépített magas szintű analíziseszközök, a grafikus megjelenítő és beszámolókészítő programmodulok. Utóbbiak lehetővé teszik bármilyen gépállapot-felmérő technológia analízisered-ményeinek megjelenítését a rendszerben szereplő valamennyi berende-zésről egy-egy átfogó beszámolóban. Továbbá dokumentálható pl. a költségmegtakarítás, valamint a problémák statisztikai gyakorisága is.

Effektív és gyors rezgésdiagnosztika – 3 lépésben

A szoftver egyesíti a legkülönbözőbb rezgésfigyelő rendszerek ada-tait (beleértve a telepített rendszerek, a hordozható adatgyűjtők és gép-analizálók, valamint a rádiós és infravörös jelátvitelű érzékelők adatait is). Mindezeket egyetlenegy adatbázisban rendezi el (7. ábra).

1. lépés: felfedezés a piros oszlop jelzi a diagnosztikának a G3H pontban lévő

hibaellenőrzésének szükségességét

csapágy

2. lépés: diagnózis a spektrumra vetített hibafrekvenciák mutatják a csapágy külső gyűrűjének hibáját

3. lépés: prognózis a csapágy hibafrekvenciáinak trendjéből kiderül, hogy a helyzet egyre gyorsabban válik kritikussá

7. ábra Korszerű gépanalízis-szoftver által támogatott

diagnosztikai lépések (CSI RBMware, forrás: PIM) E sokféle adat egy állapotáttekintő (többszintű oszlopdiagram for-

májú) ábrán kerül megjelenítésre, amely több előre definiált frekvencia-sávon jelzi a mérőpontok rezgésszintjeit, így egyetlenegy képernyőn át-

tekintést nyújt egy (vagy akár több) gépcsoportról. (1. lépés: hol van probléma?)

Ezek alapján másodpercek alatt megtalálhatók a kritikus helyek, amelyekre rákattintva azonnal előhívhatók a megfelelő rezgésspektru-mok és a csatolt hibafrekvenciák (vagy az időjelek, orbit-ábrák stb.) a hiba természetének kiderítése céljából. (2. lépés: mi a probléma jelle-ge?)

Átlépve a trendábrázolásba, megvizsgálható a romlás gyorsulásá-nak mértéke, és ez alapján megtervezhető a szükséges beavatkozások időpontja. Befejezésül dokumentálhatók az analíziseredmények és a ja-vítási javaslatok. (3. lépés: milyen sürgős a beavatkozás?)

Beépített különleges rezgésanalizáló eszközök

Változó üzemi fordulatszámú gépek esetén egy különleges eljárás-nak köszönhetően a szoftver képes a gépek fordulatszám-változásainak detektálására és a mérési eredmények ennek megfelelő kompenzálásá-ra. A diagnoszta úgy kezelheti az adatokat, mintha állandó fordulatszá-mú géptől származnának !

Lehetőség van gépspecifikus határértékek generálására a mérési adatok statisztikai értékelése alapján. Tehát a kezdeti beállítások hozzá-igazíthatók a valódi körülményekhez – ezzel kizárva a valóságtól eltérő határértékek miatt fellépő téves riasztásokat és a hiányzó figyelmezteté-seket egyaránt.

A kétcsatornás mérések adatainak mélyebb tranziens- és kereszt-korrelációs analízisére, a jelfázis keresztkorrelációjának kiszámítására és ábrázolására, valamint a koherencia és az átviteli funkció meghatáro-zására is van mód. Sőt, a fel-, ill. lefutás alatt rögzített hosszú idejű tran-ziensadatok (időjelek) minden egyes pillanathoz tartozó spektrumai is megjeleníthetők (8. ábra).

Mozgásanimáció és modálanalízis

Gépstruktúrák mozgásainak (deformációinak) modellezésére is van mód: a háromdimenziós gépmodellen animált rezgésadatok alapján a gépszerkezet gyengeségei, ill. hibái láthatóvá válnak és látványosan do-kumentálhatók is (9. ábra). A mélyebb struktúraanalízist egy modál-analízis-szoftvermodul szolgálja, amellyel a gépstruktúra virtuális modifi-kációi is tesztelhetők és az eredmények digitalizált videóként összeállít-hatók.

generá gés-spe

lt rezktrum

generált rezgésspektrum

gépkifutás adatai

8. ábra Beépített rezgésanalizáló eszkö

Szerkesszen animációa komponensek könyv

9. ábra Deformációk modellezése

Olajanalízisből karbantartási információ

Az RBMware OilView® programja a helyszíni (fiumi (vegyi) és a kopástermék alapú (vizuális) olajanaképes az olajanalízis adatainak a karbantartás-szerve

RBMwizard által javasolt riasztási i t

AutoStart révén a valósághoz igazított

határ

zök

s modellt tárából!

zikai), a laboratóri-lízist támogatja, és zés szempontjából

végzett analízisére, megjelení-tésére, trendkészítésre és doku-mentálásra. Mindehhez átfogó automatikus tanácsadó (szak-értői) modult is kínál.

10. ábra Olajminősítő adatok e

extrém

riasztás

készenlét

normál feletti

normál

Trivector kopás

A szabadalmaztatott Tri-vectorSM megjelenítő kate-gorizálja és komprimálja a sok-féle olajminősítő adatot egyet-lenegy látványos ábrába, amely három vektorból (kémia, szeny-nyezés, kopás) áll össze. A riasztási szintek a vizsgált gép-

s s k

ábrában

Villanymotor-felügyelet és -diag

Az RBMware MotorView támroncsolás- és szerelésmentes áldiagnosztikai eszközök (például hőérzékelővel, ill. tengelyáram/ tCSi műszerek) alkalmazását, valadő MotorSTATUS® nevű intelligenséklet- és rezgésadatok kiértékelé

A szoftver a villanymotor áramből törött forgórészrudak, rossz szekben lévő üregek és törött öképes felfedezni. Továbbá vizsgáaszimmetriákat, kúszóáramokat utóbbiak pl. erős csapágyroncso„mikrohegesztések” miatt). A protői analízisrendszer révén automaveges javaslatot ad a szükséges ra).

émia

zennyezé

gy

típus és a működési körülmé-nyek alapján állíthatók be (10. ábra).

nosztika

ogatja a villanymotorok üzem közbeni lapotfelmérésére alkalmas hordozható a lakatfogóval, fluxusmérő tekerccsel, engelyfeszültség-érzékelővel felszerelt mint az aszinkron motorokra szerelen-s érzékelővel rögzített fluxus-, hőmér-

sét. -, ill. fluxusspektrumát analizálja, ami-

villamos kötések, alumínium forgóré-sszekötőgyűrűk meglétét (és számát) lni lehet az állórész hibáit, feszültség-és indukált tengelyfeszültségeket (az lást okozhatnak a csapágyon belüli gram egy szabadalmaztatott szakér- tikus analízist végez és részletes szö-

tevékenységekre vonatkozóan (11. áb-

áramspektrum

kisfrekvenciás fluxusspektrum

kisfrekvenciás rezgésspektrum

nagyfrekvenciás fluxusspektrum

… és a kiértékelés szöveges végeredménye a törött forgórészrudak számának becslésével

11. ábra Villanymotor áram-, ill. fluxusspektruma

Karbantartás-szervezés termográfiával

Az effektív termográfiai vizsgálatokhoz az adatok rendezését, kiér-tékelését és dokumentálását végző szoftver éppolyan fontos, mint a megfelelő hőkamera. Fontos, hogy a hőképeket semmiképp se digitális képként kezelje a szoftver (ez durva információvesztést jelentene), ha-nem pontonként hőmérséklet-információt hordozó mátrixot tartalmazó fájlként.

Az RBMware beintegrálja a vizsgálati eredményeket a többi állapot-felmérő technológia adatait is tartalmazó adatbázisba, kiértékelésükhöz pedig egy átfogó tudásbázist nyújt. Ezen túl az anomáliákról, a gépálla-potokról és a költségekről automatizált beszámolók készíthetők. Profesz-szionális hőképanalízis végezhető trendek, hisztogramok, hőprofilok és izotermák felhasználásával.

12. ábra Hőképanalízis

Ultrahangmérésen alapuló vizsgálatok

A nagy teljesítményű, de egy-szerűen használható szoftvereszközö-ket kínál a gőzcsapok, a sűrített levegős rendszerek, a szelepek és kenések ellenőrzésére és az adatok gyors és pontos kiértékelésére. Le-hetőség van hang- és hőmérsék-letadatokról történő trendkészítésre, valamint az ultrahangmérésekre vo-natkozó mérőutak generálására, napló-zására és a vizsgálati eredmények ki-értékelésére felhasználóspecifikus ana-lízisparaméterek és riasztási szintek alapján (13. ábra).

13. ábra Ultrahangmérésen alapuló vizsgálat

Szakértői rendszer (automatikus diagnosztizálás)

A rezgésadatok automatikus analíziséhez egy szakértői rendszer kínálja kimagasló képességeit: automatikusan megjeleníti a kiértékelés-be bevont és feldolgozott adatokat, valamint számszerű és részletes szöveges információkkal segíti a gépproblémák diagnosztikáját. Utolér-hetetlen képességekkel rendelkezik többelemes gépszerkezetek össze-függő analízisében és a problémák természetének, súlyosságának fel-

mérésében. Szükség esetén utasítja a diagnosztát kiegészítő mérések és vizsgálatok elvégzésére, sőt más vizsgálati technológiákból származó információkat is képes felhasználni (14. ábra).

általános ellen-őrzés gyakorisága diagnosztikai

belépés: gépcsoport

többféle diagnózis ellenőrzési gyakoriság

biztonsági gyakoriság

14. ábra Automatikus diagnosztizálás

Folyamatos működésű telepített rendszerek

A technológiai vagy gazdasági szempontok alapján kritikusnak mi-nősített vagy nagy egyedi értékű gépi berendezések esetén bizonyítha-tó, hogy gazdaságos a telepített figyelőrendszerek alkalmazása. Ezek az eszközök feladatuk alapján két főcsoportra bonthatók:

– közvetlen gépvédelem, – folyamatos, diagnosztikai célú állapotfelügyelet. A védelmi feladat az állapotjelző paraméterek határértékeinek figye-

lésével, figyelmeztető jelzésekkel, esetleg a folyamatba történő beavat-kozással valósítható meg. Például egy erőművi gőzturbina esetén ilyen lehet az állórész abszolút hőtágulásának, az álló és forgórész relatív hőtágulásának, a fordulatszámnak, a szelephelyzetnek és természete-sen a rotordinamikai jellemzőknek (pl. a rezgéseknek) a folyamatos fi-gyelése.

A diagnosztikai célú állapotfelügyelet rendeltetése a paraméte- rek adatsorából való trend készítése, a naplózás révén követhető vál-tozások figyelése és értékelése, ill. a veszély küszöbértékek elérésé-

nek kijelzése. Részletekbe menő analízis akkor készíthető, ha a rend- szer mind hardver-, mind pedig szoftveroldalról alkalmas a spektrum-analízisre.

Rezgésvédelmi rendszerek

A rezgésvédelmi rendszereket leginkább az erőművekben, kritikus üzemeltetésű vagy távfelügyelt gépek és berendezések esetén alkal-mazzák. Ehhez minden csatolt jel egy vagy két határértékét figyelik előre meghatározott frekvenciatartományban. Az olykor géptípusonként és gyártónként eltérő határértékek túllépése esetén riasztják az operátort vagy automatikusan leállítják a berendezést. A fő berendezések, azaz turbinák és generátorok figyelésére nemcsak rezgésszintfigyelést alkal-maznak, hanem figyelik például a ház és a tengely hőtágulását, a forgó-rész tengelyirányú pozícióját is. Kisebb (egyedülálló) gépek esetén egyedi rezgésvédelmet érdemes alkalmazni. • Egyedi géprezgésvédelem meglévő PLC-, DCS- (15. ábra), ill.

SCADA-rendszerek „kihasználásával” 4...20 mA rezgésjeltávadók (PCB): – 4 ... 20 mA szabványos jel: effektív rezgésgyorsulás vagy rezgés-

sebesség; – ipari kivitel: ütésálló, hermetikusan zárt, földfüggetlen; – szabványos frekvenciatartományok (pl. ISO). Érzékelőtápláló, rezgésjel-feldolgozó távadóegység – beépített táplálás ICP-érzékelő részére; – szabványos frekvenciatartományok (pl. ISO); – jelkimenet: 4…20 mA és 0…5/10 V DC rezgésgyorsulás, rezgésse-

besség, ill. elmozdulás; – választható jelskálázás: csúcs-, ill. effektív érték; – hőmérséklet-jelkimenet PCB TO-érzékelők esetén; – beépített táplálás ICP-érzékelő részére; – 4–20 mA rezgéssebesség-jelkimenet (ISO); – 4–20 mA rezgésgyorsulás-jelkimenet (csapágy) – egy-, ill. kétcsatornás kivitel; – LED-jelzés mérőkörszakadás esetén; – kis méret, szabványos DIN-sínre pattintható.

PCB távadók PCB 682A

PIM Vib Loop

15. ábra Távadóegységek PCB 683A programozható rezgésfigyelő táblaműszer: – beépített érzékelőtáplálás és -csatolás; – jól látható, nagyméretű LED-kijelző; – szabadon skálázható kijelzéstartomány; – négy programozható relékimenet; – programozható időkésleltetés; – opció: 4…20 mA kimenet (skálázható); – műszertáblába beépíthető.

VMI VM42 egy-, ill. kétcsatornás rezgésfigyelő: – egy-, ill. kétcsatornás kivitel; – beépített érzékelőtáplálás és -csatolás; – csatornánkénti folyamatos digitális kijelzés; – különféle rezgés-, valamint örvényáramú elmozdulásérzékelők is

csatlakoztathatók; – csatornánként két beállítható riasztási határérték; – két változtatható működtetésű relékimenet; – állítható időkésleltetés (reléműködtetésre); – 0/4…20mA és 0…10V jelkimenetek minden egyes csatornához. PIM VibOnline készülékcsalád folyamatos trendrögzítő rezgésfigye-

lő egység (Black-Box): – egy-, ill. kétcsatornás kivitel rezgésérzékelőkhöz; – beépített érzékelőtáplálással és –csatolással; – 2 (max. 4) riasztási relékimenet programozható logikával és mű-

ködtetéssel; – tetszőlegesen beállítható jelzés-és riasztáshatárok a gépállapotra

(széles sávú rezgésszintre) és csapágyállapotra (nagyfrekvenciás rez-gésgyorsulásra);

– belső memóriába történő trendrögzítés mindkét fenti rezgés-paraméterről;

– opció: 4…20mA vagy/és 0…10V DC kimenetek; – jól látható, háttérvilágításos LCD-kijelző; – PC-ről, ill. klaviatúráról is programozható; – sorosvonali adatátvitel számítógépre; – kisméretű, DIN-sínre szerelhető egység (16. ábra).

• Sokcsatornás géprezgésfigyelő–gépvédelmi rendszerek Sensonics AEGIS géprezgés- és turbinavédelmi rendszer

Az AEGIS gépvédelmi rendszer alkalmazható minden típusú forgó-géphez: villanymotorokhoz, szivattyúkhoz, ventilátorokhoz, turbinákhoz, generátorokhoz, kompresszorokhoz, malmokhoz, darálókhoz, keverők-höz stb. A rendszer a biztonság érdekében folyamatosan önellenőrzést hajt végre minden csatornán és a mérőkörökön is, működése és gyorsa-sága megfelel az API 670-es szabványnak. A rendszerhez léteznek csa-tornamodulok rezgés, elmozdulás, hőmérséklet, fordulatszám és más folyamatparaméterek fogadására.

VMI VM 42 PCB 683A

16. ábra Rezgésfigyelő műszerek Főbb tulajdonságai: – moduláris, konfigurálható, rugalmas rendszers– minden típusú és kialakítású forgógéphez alka– rezgés, hőmérséklet és egyéb paraméterek m– előjelzés és riasztáskijelzés csatornánként LED– két állítható késleltetésű jelzősrelé minden csa– egymástól független (galvanikusan leválasztot– folyamatos modul- és érzékelő-ellenőrzés csat– távvezérelhető funkciók, például külső riasztás– analóg kimenetek analízishez és archiválás

(17. ábra).

PIM Vib

truktúra; lmazható; egjelenítése;

-del; tornán; t) csatornák; ornánként; nyugtázás; hoz csatornánként

17. ábra Sensonics AEGIS gépvédelmi rendszer

• Sensonics SENTRY mikroprocesszoros géprezgés- és turbinavéde-lemi rendszer

A SENTRY gépvédelmi rendszert a legnagyobb üzembiztonság és legrugalmasabb feladatspecifikus konfigurálhatóság szempontjai alapján fejlesztették ki. A telepítés során az intelligens (mikroprocesszoros) mo-dulok sokoldalúságának köszönhetően szinte a legkülönlegesebb fel-adatnak megfelelően is beállítható a rendszer, amely képes kimagaslóan nagy megbízhatósággal a gépek teljes védelmét ellátni. A rendszer fo-lyamatosan önellenőrzést hajt végre a csatornákon és a mérőkörökön is. A SENTRY bármilyen forgógéphez alkalmazható.

A SENTRY rendszer minden egyes csatornamodulja teljesen füg-getlen a többitől, galvanikusan leválasztott, rendelkezik saját tápegység-gel és Intel mikroprocesszorral, a csatolt érzékelőnek vagy jelnek megfe-lelő előerősítővel, érzékelőtáplálással vagy jelkondicionálóval, analóg- és relékimenetekkel, valamint frontoldali oszlopkijelzővel, jelző-LED-ekkel, digitális kijelzővel és kezelőgombokkal. Léteznek csatornamodulok rez-gés, elmozdulás, hőmérséklet, fordulatszám és más jelek fogadására, valamint – összetett műveletek végrehajtására képes – több bemenetes mérő/kiértékelő modulok is.

Főbb tulajdonságai: – moduláris, konfigurálható, rugalmas rendszerstruktúra; – minden típusú és kialakítású forgógéphez alkalmazható; – API 670 és GDCD96 szabványnak megfelelő védelmi rendszer; – rezgés, hőmérséklet és egyéb paraméterek megjelenítése; – mikroprocesszoros, egymástól független csatornamodulok; – konfigurálható számítógépről vagy az előlap klaviatúrájáról; – adatkijelzés csatornánként oszlopkijelzővel és digitális értékekkel;

– előjelzés, riasztás és állapotjelzések csatornánként LED-del; – két darab állítható késleltetésű jelzőrelé minden csatornán; – folyamatos modul- és érzékelő-ellenőrzés csatornánként; – távvezérelhető funkciók, például külső riasztás nyugtázása; – analóg kimenetek analízishez és archiváláshoz csatornánként; – hálózatba köthető soros (RS232-típusú) interfész modulonként

(18. ábra).

18. ábra Sensonics SENTRY gépvédelmi rendszer forgógépekhez

Folyamatos rezgésdiagnosztikai rendszerek

A diagnosztikai célú állapotfelügyeleti rendszerek elsősorban a pa-raméterek folyamatos mérésére, archiválására és trendmegjelenítésre szolgálnak. A hosszú idejű naplózás révén kiválóan követhetők és érté-kelhetők a változások (akár különböző üzemállapotok mellett). Képesek a veszélyküszöbértékek elérésének kijelzésére és a kezelő figyelmezte-tésére is (viszont nem valós idejű védelmi rendszerként!). Részletekbe menő analízis akkor készíthető, ha a rendszer hardvere és szoftvere al-kalmas a spektrumanalízisre. Kétcsatornás mérések alapján orbitgör-béket és keresztkorrelációs kiértékeléseket is szokás készíteni.

Egyedi diagnosztikai rendszerek

CSi MotorStatus folyamatos villanymotor-felügyelet A villanymotorok állapotának felmérésére és figyelésére hatékony-

nak bizonyult az elektromágneses tér mérése, mivel ezzel a módszerrel az aszinkronmotorok forgórészének és állórészének állapotát is anali-zálni lehet. Főleg az elektromágneses térben mutatkozó zavarok terhe-lésfüggő figyelése és ezek trendbeli feldolgozása nyújt kiértékelhető adatokat.

A StatusReport PC-szoftverrel elvégezhető a MotorStatus-szal rög-zített adatokról történő trendkészítés és az adatanalízis. A villanymotor élettartamára ható tényezők – villamos és mechanikus paraméterek, hőmérsékletadatok és üzemi körülmények – kiértékelése teljesen auto-matikusan történik, amelynek végeredményeként a hiba jellegéről részle-tes beszámoló készül.

Főbb tulajdonságai: – kábelezés nélkül telepíthető, intelligens érzékelő; – ellenálló, zárt tokozású ipari kivitel; – villamos és mechanikus adatok folyamatos rögzítése:

• rezgésszint, fordulatszám, fluxuserősség, • környezeti és motorhőmérséklet, • fel- és lefutások jellege és száma,

– adatátvitel adatgyűjtő kéziműszerre vagy PC-re; – trendek, kiértékelések és konkrét javaslatok a javításhoz és üze-

meltetéshez szakértői szoftverrel.

19. ábra MotorStatus villanymotor-felügyeletre

Sokcsatornás telepített diagnosztikai rendszerek

VMI VM100 decentralizált gépfigyelő–rezgésanalizáló és adatgyűjtő rendszer

A VM100 folyamatos gépfigyelő–rezgésanalizáló és adatgyűjtő rendszer elsősorban decentralizált gyártóberendezések és gépcsoportok folyamatos felügyeletének megvalósításához lett kifejlesztve. Az egység gyors adatlekérdezést hajt végre, az adatrögzítés pedig a felprogramo-zás által definiált módon történik. Ezen túl a VM100 többféle analízis-funkcióval is rendelkezik, így a felhasználó nemcsak egy-egy probléma keletkezéséről szerez tudomást, hanem lehetősége is van a problémás berendezés élő, ill. tárolt adatai alapján gépdiagnosztikát végezni. Ehhez nagy felbontású spektrumok, időjelek, kétcsatornás mérések (pl. orbit-görbék), valamint rezgésvektorok jeleníthetők meg (20. ábra).

e

20a fo Főb– K– 1– 4– K– G– K– 6– S– 8– 1

Orbitgörb

. ábra VM100 gépfigyelő–rezgésanalizáló rendszer, valamint lyamatáttekintő és diagnosztikai képernyői (Forrás: VMI, PIM)

b tulajdonságai: isméretű folyamatos figyelőrendszer; 6 programozható érzékelőcsatorna (beépített érzékelőtáplálással); fordulatszám-érzékelő csatorna; ommunikáció RS485-ön keresztül; yors csatornalekérdezés; étcsatornás szimultán mérések; 400 vonalas spektrumfelbontás; okoldalú analízisfunkciók; 5…265 V AC táplálás; 6 db egység fűzhető össze → 256 érzékelőcsatorna.

CSI 4500R folyamatos gépfigyelő–rezgésanalizáló és adatgyűjtő rendszer

A CSI 4500R folyamatos gépfigyelő–rezgésanalizáló és adatgyűjtő rendszert többcsatornás gyors- és folyamatos figyelést, valamint ese-ményvezérelt adatgyűjtést és magas szintű analízist igénylő alkalmazá-sok megvalósítására fejlesztették ki.

A rendszer szupergyors adatlekérdezést hajt végre (szinte másod-percenként kérdezi le az összes csatornát). Az adatrögzítés esemény-vezérelten történik – semmi nem kerülheti el a rendszer és a felhasználó figyelmét. Ezen túl a CSI 4500R többféle analízisfunkcióval is rendelke-zik, így a felhasználó nemcsak egy-egy probléma keletkezéséről értesül, hanem felvilágosítást is kap annak természetéről (21. ábra).

21. ábra CSI 4500R folyamatos gépfigyelő–rezgésanalizáló rendszer Főbb tulajdonságai: – Gyors, folyamatos figyelőrendszer; – 32 programozható érzékelőcsatorna; – 16 csatorna fordulatszám-jeladóhoz; – 16 programozható be/kimeneti csatorna; – 110/220 VAC vagy 24 VDC táplálás; – Kommunikáció Etherneten keresztül; – Gyors csatornalekérdezés (32 csatorna/másodperc); – Kétcsatornás szimultán spektrummérések; – 6400 vonalas spektrumfelbontás; – Eseményvezérelt automatikus adatrögzítés;

– Nagy felbontású (16 bit) digitalizálás; – Nagy teljesítményű analízisfunkciók; – Magas szintű csapágy- és fogaskerék-analízis PeakVue™-tech-

nológiával; – 16 egység összekapcsolható (= 512 érzékelőcsatorna).

Várható trendek, fejlesztések

Kéziműszerek – érzékelőtípusok fogadása (rezgés, hőmérséklet, fordulatszám, vil-

lamos jelek mérése egyben); – méretcsökkenés (mobiltelefon); – vízálló, hőálló, robbanásbiztos kivitel; – többoldalú funkcionalitás (rezgésmérés, egyensúlyozás, speciális

analízisek – pl. villanymotor); – szakértői képességek beintegrálása (lásd gépszakértői adatgyűjtő

kéziműszerek).

Telepített eszközök – kisebb, olcsóbb egyedi védelmek; – rezgésvédelem beintegrálása a gépekbe már a gyártónál; – védelmi rendszerek analízisképességgel; – folyamatos diagnosztikai rendszerek védelmi képességgel (meg-

bízhatóság, gyorsaság).

Szoftverek – távdiagnosztika (interneten keresztül); – több technológiát átfogó szakértői rendszerek.

Irodalomjegyzék

1. Dr. Dömötör Ferenc: Gondolatok a magyarországi rezgésdiagnosztika fejlődéséről (a GTE X. Országos Karbantartási Konferenciáján, Nyíregyházán 2000 júniusában elhangzott előadás rövidített szövege) In: Műszaki Információ – Üzemfenntartás, karbantartás OMIKK Kiadvány, 2000/8.

2. CSI, Knoxville, Tennesse, U.S.A., prospektusok, termékleírások, kézikönyvek. 3. Sensonics Ltd, Hertfordshire, England, prospektusok, termékleírások, kézikönyvek. 4. VMI AB, Norrköpping, Sweden, prospektusok, termékleírások, kézikönyvek. 5. PIM Professzionális Ipari Méréstechnika Kft., Budapest, prospektusok, termékle-

írások. 6. PIM Professzionális Ipari Méréstechnika Kft., Budapest, Rezgésdiagnosztikai alap-

tanfolyam (oktatási jegyzet), 4. kiadás, 2004.