Komplettlösung
FALCON

Komplettlösung – Überwachung und Diagnose von Wellenschwingungen

Produktbezeichnung: FALCON

Anwendungen

Große Maschinen wie Generatoren und Turbinen verfügen über gleitgelagerte Wellen. Die Bewegung der Welle im Lager hat sehr unterschiedliche Ursachen und wird mit berührungslosen Wegsensoren, auch als Wellenschwingungssensoren bezeichnet. Es werden sowohl der statische Wellenabstand (GAP) als auch die dynamische Bewegung erfasst. Nach ISO 10816/20816 werden Kennwerte wie Peak und S_max überwacht.

Gleichzeitig sagt die Schwingungsform und Schwingungsanteile dem Fachmann, ob die Maschine „rund läuft“. Die radiale Schwingungsamplitude und die radiale Position der Welle sind primäre Indikatoren für den mechanischen Gesamtzustand rotierender Maschinen.

Es ist möglich, viele Maschinenstörungen zu erkennen, wie z.B.: Rotorunwucht, Ausrichtungsfehler, Lagerverschleiß und Reibung. Einige Maschinentypen erzeugen Schwingungen, die durch die Messung der relativen dynamischen Bewegung der Welle in Bezug auf das feststehende Lager nicht leicht zu erkennen sind. Je nach Lagersteifigkeit können Schwingungen direkt auf die Lagergehäuse übertragen werden. Dies kann auch bei Wegamplituden auftreten, die mit Wellenmessverfahren nicht erfasst werden können. In solchen Fällen wird ein piezoelektrischer Beschleunigungsmesser oder ein elektrodynamischer Geschwindigkeitssensor eingesetzt, um die absolute Schwingstärke der Lagerschwingungen zu messen.

Die Überwachung von Wellen- und Lagerschwingungen ist in Normen spezifiziert. Die Analysesoftware ORCA ist für Fachleute entwickelt worden und wertet die Rohsignale der Sensoren tiefgehend aus und stellt diese in Expertendiagrammen wie Polardiagramm, Shaft-Center-Line oder Orbit Diagramm dar. Auch die Auswertung als FFT oder Spektrogramm wird im Standard unterstützt.

Wirbelstrom-Wegsensoren

Die Wirbelstrom-Wegsensor-Messketten PPT werde für die berührungslose Messung von Wellenschwingungen und -positionen eingesetzt. Jede Messkette besteht aus einem Sensor PPS, einem Verlängerungskabel PPE und einem Messwandler PPC. Die Wegsensoren der Serie PPT sind so konzipiert, dass sie dem Standard API 670 entsprechen. Der Spannungsausgang ist direkt proportional zum gemessenen Abstand zwischen dem metallischen Messobjekt und der Sensorfläche.

Sensor und Verlängerungskabel

Die Sensoren und Verlängerungskabel sind für eine lange Lebensdauer ausgelegt und für raue Umgebungen geeignet. Sie sind mit Panzerung und Gummischutzhüllen ausgestattet, die die Steckverbinder abdecken und das Eindringen von Öl und Schmutz verhindern. Das Verlängerungskabel entspricht dem API670-Standard.

Messwandler

Wird zusammen mit der dazugehörigen Sonde und dem Verlängerungskabel verwendet. Der Messkreis ist von der Masse isoliert. Die Gesamtlänge des Kabels zwischen Sensor und Messwandler beträgt entweder 5 m oder 9 m.

Falcon

Die Falcon Serie besteht aus 2-kanaligen Erfassungsmodulen für unterschiedliche Anwendungen, die es erlauben eine verteilte Architektur aufzubauen. Die Ankopplung eines Analyse-PCs oder einer SPS-Steuerung erfolgt mit der optionalen Kommunikationsbaugruppe Falcon.COM.

• Falcon.MMS-412 ist die Kommunikationsbaugruppe zum Anschluss von bis zu 16 Falcon Modulen mit ModBusTCP Schnittstelle zur SPS und parallel LAN zum Anschluss eines Analyse-PC
• Falcon.VlB erfasst und überwacht absolute Lager- und relative  Wellenschwingung an Turbinen, Generatoren, Verdichtern u.v.m. nach DIN 10816
• Falcon.BCU für die Lagerschadensanalyse mit Berechnung des BCU Wertes
• Falcon.EW speziell für die Erfassung und Verarbeitung von Wickelkopfschwingungen -die mit faseroptischen Beschleunigungssensoren erfasst  werden

Jedes Erfassungsmodul kann die Drehzahl erfassen und eine Analyse harmonischer Schwingungsanteile und dazugehöriger Kennwerte direkt Online ausführen. Die synchronen, dynamischen Eingänge sind zum Anschluss von IEPE Beschleunigungssensoren als auch von Wellenschwingungssensoren oder allgemeinen dynamischen Sensoren geeignet. Die Falcon Serie verfügt über einen internen Datenspeicher (integrierte microSD-Karte), der event-getriggert (im Schadensfall) Messwerte hochaufgelöst abspeichert und so eine Offline-Analyse ermöglicht. Das Modul kann über analoge Ausgänge, sowohl 4–20 mA als auch Digitalausgang, einfach an ein Automatisierungssystem angeschlossen werden.

Für die Analyse von Rohsignalen befinden sich „Buffered Outputs", ausgeführt als BNC Buchsen, auf der Gerätefront. Zusätzlich stellt jedes Falcon Erfassungsmodul die Messwerte und Status über Modbus zur Verfügung. Die Konfiguration des Falcon Systems erfolgt über USB. Tiefergehende schwingungstechnische Analyse wie FFT, Orbit und Wasserfalldiagramme sind mit der optional lieferbaren Orca Analysesoftware möglich.

ORCA Software

Das CMS-500 Orca Condition Monitoring Softwarepaket besteht aus einem Datenserver und Client(s). Der Datenserver ermöglicht es, die von den Datenerfassungssystemen PMS-300 Rhino und PMM-300 übertragenen Daten in einer Datenbank aufzuzeichnen. Der Datenserver wird automatisch aus den angeschlossenen Datenerfassungsmodulen konfiguriert. Der Server ist in der Lage, Roh- und Trenddaten in verschiedenen Tabellen aufzuzeichnen, was eine effektive Datenreduktion und -auflösung ermöglicht. Im Ereignisfall (Alarm oder Warnung) werden nachträgliche Rohdaten permanent in der Datenbank gespeichert. Rohdaten können auch mithilfe von Schedulern erfasst werden.

Mit dem Data Client werden die in der Datenbank gespeicherten Daten visualisiert. Die Client-Software greift über das TCP/IP-Protokoll auf die Datenbank zu. Die Software bietet einen effektiven Überblick über den Zustand der Anlage und Maschine.

ORCA ermöglicht die Online-Überwachung und zeigt gleichzeitig die Entwicklung der Maschine durch Visualisierung von Trends und die Erstellung von Diagnosen mit spezifischen Darstellungen der Rohdaten. Die verfügbaren Diagnose-Ansichten sind abhängig vom Erfassungsmodus, der in den Erfassungsmodulen PMS-300 Rhino oder PMM-300 eingestellt ist. Beispielsweise sind FFT, Wellenmittelpunkt (Shaft Center Line) und Orbits verfügbar, wenn das Erfassungsmodul für Wellenschwingungen konfiguriert ist.

CMS-500 Orca bietet eine große Auswahl an Diagnosemöglichkeiten für Wellen- und Lagerschwingungen, Luftspalt, Laufschaufelspiel, Wickelkopfschwingung, Rotor, Statorkern und Magnetflussüberwachung. Die Software ermöglicht die Kreuzverknüpfung von Daten zum Vergleich der Schwingungspegel verschiedener Anläufe oder zur Korrelation der Schwingungspegel in Abhängigkeit von Prozessparametern (Leistung, Geschwindigkeit u.v.m.).