Komplettlösung – stationäre Maschinenüberwachung und Lagerzustandsüberwachung mit IoT Anbindung

Produktbezeichnung: AVLK

Einsatzgebiete

Die AVLK(X)-Serie umfasst alle Komponenten für eine Schwingungsüberwachung gemäß DIN ISO 10816 und Wälzlagerzustandsüberwachung nach VDI 3832. Vom Sensor bis zur Visualisierung werden alle Bausteine angeboten und können individuell miteinander kombiniert werden.

  • Lüfter, Pumpen, Kompressoren, Ventilatoren, Schneckenantriebe
  • Elektromotoren, Generatoren,  Getriebe und Kupplungen
  • rotierende Maschinen oder Vibrationsmaschinen

Anwendungen

  • Schwingstärke- und Unwuchtüberwachung (DIN ISO 10816)
  • Wälzlagerzustandsdiagnose (nach VDI 3832)
  • Überwachung von Schwingbeschleunigung, -geschwindigkeit, -weg
  • Detektion von Kratz- und Anstreifvorgängen,
  • Ordnungs- und Stoßimpuls-Kennwert-Überwachung

Systemkomponenten

  • Sensoren (Beschleunigung, Schwingstärke, Drehzahl) mit vorkonfigurierten Anschlusskabeln
  • Schwingungsüberwachungsgerät AVIBIAline
  • Optional: Prozessmesswerterfassung z.B. Lagertemperaturen
  • Optional: IoT Anbindung / Visualisierung der Messwerte lokal oder in der Cloud
  • Optional: Schaltschrank, verdrahtet, mit Netzteil
  • Konfigurationsunterstützung als integraler Bestandteil
  • Optional: Diagnosesoftware Inspect

Struktureller Aufbau

Modulare Erfassung von Schwingungen und Prozesswerten
  • AVIBIAline:  2 / 4 / 6 oder 8 Überwachungskanäle - optional mit LAN Schnittstelle
  • Zusätzlich falls gefordert –Erfassung von Prozessmesswerten (jeweils 2-kanalig)
Autarke Überwachungsfunktion
  • mittels Relais/Digitalausgang
Schnittstellen zu Kunden SPS
  • AVLK: 4,20 mA Ausgang (pro Kanal)
  • AVLKX: Modbus RTU/TCP  plus 4,20 mA Ausgang (pro Kanal)
Visualisierung und Alarmierung
  • mittels WebHMI Gerät mit LAN/WLAN/Cloud Schnittstelle
  • Konfiguration über USB Schnittstelle (Online/Offline)


Sensoren

Zur Schwingungsüberwachung werden in der Regel Beschleunigungssensoren eingesetzt. Diese sind hochverfügbar, langlebig und preiswert. Für langsame Maschinen mit niedrigen Frequenzen eignen sich Schwinggeschwindigkeitssensoren besser. AVIBIA bietet ein gutes Sortiment und berät bei der Auswahl. Häufig kommt der Industriesensor AV102/AV103 zum Einsatz, da dieser äußerst robust ist.


Schwingungsüberwachungsgerät AVIBIAline

Mit AVIBIAline kann die Maschinenüberwachung nach der DIN ISO 10816 ganz einfach umgesetzt werden. Die 4 Zonen Anzeige des Gerätes spiegelt entsprechend der Norm, den Zustand der Maschine wider. Die Normenreihe DIN ISO 10816/20816 definiert Grenzwerte für verschiedene Gruppen von rotierenden Maschinen, wie z.B. Elektromotoren, Pumpen oder Lüfter, die Messmethoden und aufzunehmenden Schwingungskennwerte.

Aus den Sensorsignalen formt AVIBIAline Schwingbeschleunigung, -geschwindigkeit oder -weg. Breitbandkennwerte mit frei einstellbaren Filtergrenzen können genauso überwacht werden wie Ordnungskennwerte. Für die Crasherkennung eignet sich die Stoßüberwachung, welche zuverlässig innerhalb von max. 700 µs eine Meldung über den Digitalausgang absetzt.

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.


Überwachungsformen


Maschinen Schwingungsüberwachung nach DIN ISO 10816

Charakteristisch für alle Normenteile ist das Ausweisen des Schwingungszustandes durch die vier Bewertungszonen A, B, C und D. Lesen Sie den Zustand Ihrer Maschinen sofort an der Gerätefront ab.


Unwucht Überwachung

Unwucht bedingte Schwingungen werden zuverlässig herausgefiltert und das bei variablen Drehzahlen. Ordnungskennwerte zeigen die Schwingungen bei Drehzahl-Vielfachen an.


Wälzlagerzustandsüberwachung

Die AVIBIAline Geräte ermöglichen die Analyse von Lagerschäden und berechnen aus den Beschleunigungssignalen Wälzlagerkennwerte wie den 1/k(t) und BCU/BCC Wert. Diese einheitenlosen Kennwerte bewerten den Lagerzustand von Wälzlagern und ermöglichen in Verbindung mit einer Langzeit-Trendanalyse die Wälzlagerzustandsüberwachung.



Visualisierung, Trends und IoT Anbindung

Zusammen mit den Schwingungswerten können Prozessmesswerte erfasst werden. Zum Einsatz kommt das WebHMI Gerät. WebHMI ist zentraler Baustein zur Ankopplung der Schwingungs- und Prozessmesswerte zur Datenspeicherung, Monitoring und Visualisierung. WebHMI bietet verschiedene Möglichkeiten der Cloudanbindung. WebHMI kann nur mit der AVIBIAline X-Serie verbunden werden.


Visualisierung

WebHMI bietet den Funktionsumfang wie ein SCADA System und ist sehr einfach zu bedienen. Visualisierungsschaubilder können innerhalb von kurzer Zeit erstellt und dynamisiert werden. Der Aufruf der Schaubilder erfolgt über den Browser, mobil oder stationär.


Trending und Monitoring

Gleichzeitig arbeitet webHMI als Datenlogger. Die Speicherkarte kann Daten über Jahre sammeln. Trends können mit aktuellen und historischen Daten sehr leicht erstellt und aufgerufen werden.



IoT Anbindung

WebHMI beinhaltet zur Kommunikation mit externen Cloudanwendungen das MQTT Protokoll. Eine Anbindung über Modbus TCP ist ebenfalls möglich. Die Cloudplattform Level2 ermöglicht es Anwendern mehrere dezentral verteilte WebHMI Geräte zentral zu verwalten und aufzurufen. Level2 wird optional angeboten.


Prozessmesswerterfassung

Zur Anbindung von Prozessmesswerten kommen werden dezentrale WebIO Module eingesetzt. Mit WebIO werden modellabhängig 0/4-20mA, 0-10V-Einheitssignale, Pt100(0) Thermometer erfasst, und nach Modbus TCP umgesetzt. Die Konfiguration erfolgt direkt über die Weboberfläche mit dem Browser.

Typ

Analogeingang

Digitaleingang

Digitalausgang

Relais DO

AV-SYNAPSE

-

8

8

(8)

AV-WIO-D1

-

2

2

-

AV-WIO-D2

-

12

-

6

AV-WIO-D3

 

12

12

-

AV-WIO-A1

2 x 0–10 V

-

-

-

AV-WIO-A2

2 x = / 4–20 mA

-

-

-

Die mit dem WebIO gemessenen Prozesswerte werden im WebHMI zusammen mit den Schwingungswerten dargestellt, überwacht, gespeichert und visualisiert.


Schaltschrank


Standardversionen oder Individualanfertigung

Komplett wird eine Schwingungsüberwachung häufig erst dann, wenn alle Komponenten auch professionell in einen Schaltschrank eingebaut werden. AVIBIA bietet diese Dienstleistung, einschließlich Planung, Dokumentation und CE-Zertifizierung an. Alle benötigten Zusatz-Komponenten von der Klemme bis zum Netzteil und Ethernet Switch werden als Komplettlösung geplant. Es sind einfach Standardlösungen im Kunststoff-, Stahlblech- oder Edelstahlgehäusen, genauso wie individuelle Lösungen verfügbar.


Konfigurationsunterstützung durch AVIBIA

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.

Um die Inbetriebnahme für unsere Kunden so einfach wie möglich zu gestalten, bieten wir die Vorkonfiguration der Geräte an. Per Onlinetraining kann die Inbetriebnahme auch zusammen mit uns erfolgen. Meist reicht eine Stunde – je nachdem wie komplex eine Anwendung ist – aus um die Konfiguration abzuschließen, oder die Bediener in die Lage zu versetzen das selber zu erledigen.


Diagnosesoftware Inspect

Mit den AVIBIAline X – Geräten können Rohsignal Datensätze über die LAN Schnittstelle aufgezeichnet und später Offline mit der Software Analyser untersucht oder in ein anderes Format exportiert werden. Die Diagnosesoftware ist als Packet mit FFT-Spektrum, Zeitsignalplot und Hüllkurvenanalyse lieferbar.



Bestellbezeichnungen

AVLK-X-Ax-Bx-Cx-Dx-Ex-Fx-Gx-Hx

  • AVLK-Serie: 4–20 mA Schnittstelle
  • AVLK-X Serie: 4–20 mA und Modbus Schnittstelle
Überwachungsgerät AVIBIAlineSensorSchaltschrank mit Sichtfenster
ABCDEFGHK
Eingänge

Auswertung

TypAnzahlKabelgangKabellängeSchaltschrankAusführungEingangsspannung
 
  • 2
  • 4
  • 8
 
 
  • 1: nur ISO10816
  • 2: nur Wälzlagerdiagnose
  • 3: ISO10816 und Wälzlagerdiagnose
 
 
  • 1: IEPE Beschleunigung
  • 2: Schwinggeschwindigkeit
 
 
  • 1
  • 2
  • 4
  • 8
 
 
  • 1: axial
  • 2: radial
 
 
  • 1: 5 m
  • 2: 10 m
  • 3: x m
  • 9: kein Kabel
 
 
  • 1: kein Schaltschrank
  • 2: mit Schaltschrank
 
 
  • 1: Stahlblechschrank
  • 2: Kunststoffgehäuse
  • 3: Edelstahlgehäus
 
 
  • 1: 110-230 V AC
  • 2: 24 V DC
 

Konfigurationsbeispiel: AVLK-X-A4-B1-C1-D4-E1-F2-G2-H2-K1 – AVIBIAline X-Serie mit 4 Eingangskanälen zur Überwachung nach ISO 10816, mit vier axialen IEPE Sensoren und 10 m Kabel eingebaut in einem Kunststoff-Schaltschrank und 230VAC Einspeisung.



Technische Spezifikationen

Beschleunigungssensoren AV-102 (radial) / AV-103 (axial)

Messtechnische Eigenschaften

 

Empfindlichkeit(±10%)

100 mV/g

Messbereich

±80 g

Linearität

1 %

Frequenzgang (±10%)

0,7–10.000 Hz

Frequenzgang (±3 dB)

0,4–15.000 Hz

Resonanzfrequenz AV102/AV103

26/30 kHz

Querempfindlichkeit

≤ 5 %

Elektrische Eigenschaften

 

Bias-Spannung

10,5–13,5 V DC, typisch: 12 V DC

Konstantstrom

2–20 mA, typisch 4 mA

Speisespannung

18–30 V DC, typisch: 24 V DC

Einschwingzeit

≤ 2 sec

Elektrisches Rauschen  10 Hz

14 µg/√Hz

Elektrisches Rauschen 100 Hz

5 µg/√Hz

Elektrisches Rauschen 1.000 Hz

3 µg/√Hz

Ausgangsimpedanz

< 100 Ω

Isolationswiderstand

> 108 Ω

Mechanische Eigenschaften

 

Maximale Schockbelastung

5.000 g

Befestigungsgewinde

M6

Gewicht AV102/AV103

92/61 g

Versiegelungsverfahren

Laserschweißen

Schutzklasse

IP68

Gehäusematerial

Edelstahl 316L

Anschlussstecker

2-polig Mil-C-5015

Anschlussrichtung

AVRH102: radial

AVRH103: axial

Betriebstemperatur

-40 bis 120 °C

Montagedrehmoment

2,7–6,8 Nm (Gewinde M6)

Zertifikate

CE


Technische Spezifikationen

AVIBIAline Gerät

Eingänge Schwingungssensoren

Messbereich

±10 V, IEPE Versorgung zuschaltbar

Abtastung / Zykluszeit

24 Bit, 40.000 Hz / 8 ms

Anzahl Messkanäle

1, 2, 4, 6, 8

Verstärkungen (umschaltbar)

1 und 25

Messfehler

< 4 %

Triggereingang

Kanalzahl / Funktion

AVL: 2 (Eingang für Drehzahl (1x), Prozesstrigger (1x))

AVLX: 4 (Eingang für Drehzahl (3x), Prozesstrigger (1x))

Signalverarbeitung / Messgrößen

Schwingbeschleunigung, Geschwindigkeit/Schwingstärke,  Weg

Kennwerte

Effektiv-, Spitzen-, Spitze-Spitze-Wert mit Bandpassfilterung

 

Ordnungsfilterung, Modus für Stoß- und Kratzerkennung

Lagerschadenskennwerte (VDI 3832)

Bezogener Effektiv-/Spitzenwert, 1/k(t), BCU/BCC-Wert

Digitalausgang konfigurierbar

AVL-Serie: 3x

AVLX-Serie: 1x

Ausgang High / Low / Anzahl

24 V, 100 mA / Hochohmig

Reaktionszeit Kennwerte

12–20 ms / 0,7 ms (bei Stoßkennwerten)

Stromschleifenausgang (isoliert)

4–20 mA

Anzahl

1, 2, 4, 6, 8

Relaisausgang

Nur AVL Serie

Typ / Schaltspannung/ Schaltstrom

Wechselkontakt / 60 V / 2 A

Anzahl / Reaktionszeit

1/12–20 ms

Schnittstellen

AVL/AVLX

USB 2.0

AVLX

ModBus RTU/TCP /CanOPEN

Umgebungsbedingungen / Maße

Spannung / Stromaufnahme

24 V ± 20 % / max. 500 mA

Schutzgrad / Umgebungstemperatur

IP20 / -20–60 ºC

Relative Luftfeuchte, keine Betauung

5–95 %

Gehäusematerial / Masse

Polyamid / 250 g (bis VLE4) / 380 g (ab VLE6)

Abmessungen B x H x T

45 x 99 x 114,5 mm (bis VLE4) / 67,5 x 99 x 114,5 mm (ab VLE6)

Befestigung

Tragschiene TS3


Technische Spezifikationen

Schaltschrankvarianten


AVLK mit 4-Kanal AVIBIAline im Kunststoffschaltschrank

  • 1x Polycarbonat-Gehäuse mit transparentem Deckel / BHT: 182 x 180 x 165 mm
  • mit Montageplatte und Außenbefestigung, Netzteil, Klemmen für Einspeisung
  • Verschraubungen für Zuleitung, Signalauskopplung und Sensoren
  • verdrahtet, geprüft, mit E-Plan und Dokumentation


AVLK mit 4-Kanal AVIBIAline im Stahlblechschaltschrank (optional auch Edelstahlgehäuse)

  • 1x Stahlblech-Gehäuse mit Sichtfenster, BHT:  200 x 300 x 155 mm
  • mit Montageplatte und Außenbefestigung, Netzteil, Klemmen für Einspeisung
  • Verschraubungen für Zuleitung, Signalauskopplung und Sensoren
  • verdrahtet, geprüft, mit E-Plan und Dokumentation

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