Welches Rationalisierungspotenzial in der Instandhaltung steckt hinter Condition Monitoring? Einblicke in Strategien und Einsatzmöglichkeiten

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1 easyfairs 07, Dortmund Welches Rationalisierungspotenzial in der Instandhaltung steckt hinter Condition Monitoring? Einblicke in Strategien und Einsatzmöglichkeiten Michael Stolze PRÜFTECHNIK Condition Monitoring GmbH, Ismaning Copyright 07 PRÜFTECHNIK Condition Monitoring - All rights reserved Themenüberblick. Ziele der Zustandsüberwachung Wohin soll die Reise gehen?. Strategien in der Instandhaltung Welchen Weg will und kann ich einschlagen? 3. Konzeptansätze der Zustandsüberwachung Off- oder Online / Kenngrößen oder Zeitsignale? 4. Maschinen- und Betriebsarten Das passende Überwachungskonzept für Ihre Maschinen Copyright 07 PRÜFTECHNIK Condition Monitoring - All rights reserved

2 . Ziele der Zustandsüberwachung Wohin soll die Reise gehen? Copyright 07 PRÜFTECHNIK Condition Monitoring - All rights reserved 3 Ziele der Zustandsüberwachung Der wachsende Kostendruck zwingt Unternehmen dazu alle Einsparpotenziale auszuschöpfen und Maßnahmen zur Effizienzsteigerung energisch umzusetzen. Produktion statt Stillstand - Vermeidung bzw. Verringerung ungeplanter Maschinenausfälle - Vermeidung ungeplanter Betriebsstillstände ( Produktionsunterbrechungen ) - Sicherung eines störungsfreien Produktionsprozesses - fortlaufende Prozessoptimierung u. Steigerung der Anlagenverfügbarkeit - optimale Ausnutzung der Maschinen- und Anlagenlebensdauer - Senkung der Instandhaltungskosten - Erhöhung / Sicherstellung der Produktqualität - Stückkostensenkung (dadurch nachhaltige Standortsicherung) Copyright 07 PRÜFTECHNIK Condition Monitoring - All rights reserved 4

3 Ziele der Zustandsüberwachung Kann mit bzw. durch Condition Monitoring das alles erreicht werden? JA, durch Condition Monitoring können - Verschleißschäden an Maschinen und Bauteilen erkannt werden - Fehler rechtzeitig diagnostiziert werden ( Frühwarnsystem ) - proaktive Maßnahmen ( z.b. Wuchten, Wellenausrichten ) eingeleitet werden - und dadurch teuere Folgeschädigungen vermieden werden - die Instandhaltungsmaßnahmen produktionsverträglich geplant werden - die erforderlichen Ersatzteile beschafft werden - nötige externe Dienstleister bzw. Fachpersonal frühzeitig bestellt werden - unerwartete Betriebsstillstände vermieden werden - die Tagesabläufe der Instandhaltung planbarer gemacht werden ( von der Reaktion hin zur Aktion ) Copyright 07 PRÜFTECHNIK Condition Monitoring - All rights reserved 5. Strategien in der Instandhaltung Welchen Weg will und kann ich einschlagen? Copyright 07 PRÜFTECHNIK Condition Monitoring - All rights reserved 6

4 Instandhaltungsstrategien ohne Zustandsüberwachung Instandhaltung nach Bedarf Reparatur nach Ausfall A fehlende / schlechte 3 Ausnutzung der Lebensdauer hohe Folgeschäden Feuerwehr-Reparatur 7*4 h / Woche hoher Ersatzteilbestand lange ungeplante Stillstände L h Vorbeugende Instandhaltung Reparatur nach Zeitplan A 3 schlechte Frist Reparatur? gute Frist wenig Folgeschäden geplante Stillstände Lebensdauer nicht genutzt L h Copyright 07 PRÜFTECHNIK CM GmbH D Ismaning, Germany Alle Rechte vorbehalten. Einige der hier gezeigten Produkte und Verfahren sind durch U.S. und Patente oder deren Anwendung im Ausland geschützt. Nachdruck und Kopiere, auch auszugsweise, nur mit schriftlicher Genehmigung der Prüftechnik AG. Instandhaltungsstrategien mit Zustandsüberwachung Vorbeugende zustandsabhängige Instandhaltung Reparatur nach Zustand A Ersatzteile, Reparatur nach Zustand 3 Zustands- Warnung Zustands- Zustands- Reparatur Ausnutzung der Lebensdauer keine Folgeschäden geplante Stillstände CM Aufwand L h Proaktive Instandhaltung Reparatur vermeiden und verzögern Ersatzteile, Reparatur nach Zustand A 3 Zustands- Warnung Erhöhung Ursachen- und Fehlerbeseitigung Zustands- Reparatur Ausnutzung der Lebensdauer keine Folgeschäden geplante Stillstände Lebensdauerverlängerung durch frühe Ursachen- und Fehlerbeseitigung CM Aufwand Copyright 07 PRÜFTECHNIK CM GmbH D Ismaning, Germany Alle Rechte vorbehalten. Einige der hier gezeigten Produkte und Verfahren sind durch U.S. und Patente oder deren Anwendung im Ausland geschützt. Nachdruck und Kopiere, auch auszugsweise, nur mit schriftlicher Genehmigung der Prüftechnik AG. L h

5 dbsv ma= ALARM -5dB=Warn WARN Delay Time in sceonds short open Power VIB 5.756I mm/s (=00% =ma) %= ALARM %= WARN Delay Time in sceonds short open Power VIB I Hz Machine Condition Monitoring MUX VIB MASTER No. STRING No. MUX No. SENSOR No. SENSOR SYSTEM More Warn SIGNAL Master No. String No. Mux Mux Mux No. Sensor No. Mux Mux Mux Mux Master Mux Mux Mux Mux MASTER No. STRING No. RESET MUX No. RS 3 C MASTER No. Error STRING No. MUX Rx No. OK SENSOR No. SENSOR SYSTEM OK Tx OK More Warn SIGNAL CONFIRM DIAGNOSE VIBRONET MASTER VIB Master No. String No. Mux Mux Mux No. Sensor No. Mux Mux Mux Mux Master Mux Mux Mux Mux MUX VIB RESET Error OK CONFIRM VIBRONET MASTER VIB MASTER No. STRING No. RS 3 C Rx OK Tx OK DIAGNOSE MUX No. No ENT mm /s RMS M Motor 59 Route Main 3. Konzeptansätze der Zustandsüberwachung Off- oder Online / Kenngrößen oder Zeitsignale? Copyright 07 PRÜFTECHNIK Condition Monitoring - All rights reserved 9 Level Level Strategie Ursachenerkennung der Zustandsverschlechterung Überwachung des globales Zustandes Level Level VIBSCANNER View Info Skip Help VIBRONET VIBRONET VIBRONET SIGNALMASTER VIBREX? Motor Lüfter Pumpe Unwucht Fehlausrichtung Wälzlagerschaden Copyright 07 PRÜFTECHNIK CM GmbH D Ismaning, Germany Alle Rechte vorbehalten. Einige der hier gezeigten Produkte und Verfahren sind durch U.S. und Patente oder deren Anwendung im Ausland geschützt. Nachdruck und Kopiere, auch auszugsweise, nur mit schriftlicher Genehmigung der Prüftechnik AG.

6 v mm/s Warning rms v [mm/s] f [Hz] Zustandsüberwachung und Fehlerdiagnose Kenngrößen - Trend zur Zustandsüberwachung Level Signalanalyse nach Grenzwertüberschreitung zur Fehlerdiagnose Level flächendeckend: lange Zeiträume: unterwiesenes Personal: Maschinen-Park gesamter Maschinenlebensdauerzyklus Techniker, Produktionspersonal punktuell: einmalig: Spezialist: bei erhöhtem Kenngrößen-Pegel im Fall von Ereignissen Schwingungsspezialist, Service-Firmen Maschinenüberwachung Schwingungsbelastung Wälzlagerzustand Kenngrößen v rms Schwingstärke gemäß ISO s max Schwingweg gemäß ISO 799 a rms, a 0/p Schwingbeschleunigung db m, db c Stoßimpulse zur Wälzlagerbeurteilung T Temperatur n Drehzahl Kavitation db cav Datum Fehlerlokalisierung Unwuchten, Ausrichtfehler, Getriebeschäden Turbulenzen, Feldfehler, Lagerdiagnose u. a. Signalanalyse Amplitudenspektren Hüllkurvenspektren Zeitsignale Ordnungsanalyse / Bodediagramm Cepstrum Modalanalyse Copyright 07 PRÜFTECHNIK CM GmbH D Ismaning, Germany Alle Rechte vorbehalten. Einige der hier gezeigten Produkte und Verfahren sind durch U.S. und Patente oder deren Anwendung im Ausland geschützt. Nachdruck und Kopiere, auch auszugsweise, nur mit schriftlicher Genehmigung der Prüftechnik AG. Effiziente CM-Strategie: Level / Level spectrum blower IDE Maschinenzustand Trenddiagnose Level v TRENDGRAPH blower IDE Warnung Referenz Spektrum Maschinenfehler Signalanalyse Level Lebensdauerkurve Spektrum spectrum blower IDE v Unwucht. RPM v ( 0 Hz Hz ) Copyright 07 PRÜFTECHNIK CM GmbH D Ismaning, Germany Alle Rechte vorbehalten. Einige der hier gezeigten Produkte und Verfahren sind durch U.S. und Patente oder deren Anwendung im Ausland geschützt. Nachdruck und Kopiere, auch auszugsweise, nur mit schriftlicher Genehmigung der Prüftechnik AG.

7 VIBSCANNER Motor 59 Route View Info Skip Help Main Komponenten einer effektiven CMS-Anwendung Punkte: Outsourcing von Instandhaltungsleistungen Outsourcing CMS Tiefendiagnose Kundenanforderungen an CMS Nutzerqualifikation für e / Trends und Signale / Spektren Personalkapazität für Durchführung CMS unterstützt von CM - Service Firmen Abschaltkosten Reparaturkosten Schadensarten Umgebungsbedingungen CMS- Nutzer Maschinenpark Maschinenklassen CM - Strategie und technische Lösung Messgeräte, -verfahren, -einstellungen Eigenschaften: Copyright 07 PRÜFTECHNIK Condition Monitoring - All rights reserved 3 4. Maschinen- und Betriebsarten Das passende Überwachungskonzept für Ihre Maschinen Copyright 07 PRÜFTECHNIK Condition Monitoring - All rights reserved 4

8 Maschinenart Standardmaschine mit konstantem Betriebspunkt: Standardaggregate (Motoren, Ventilatoren, Pumpen, Walzenlagerungen) konstante Drehzahl und konstante Last konstantes Schwingungsverhalten des Aggregats Copyright 07 PRÜFTECHNIK Condition Monitoring - All rights reserved 5 Maschinenart Standardmaschine mit variablem Betriebspunkt: Standardaggregate (Motoren, Ventilatoren, Pumpen, Walzenlagerungen) variable Drehzahl und / oder variable Last (Schaufelverstellung, Fördermenge, Bandbeladung) Schwingungsverhalten des Aggregats ist abhängig vom Betriebspunkt Copyright 07 PRÜFTECHNIK Condition Monitoring - All rights reserved 6

9 Lüfter in Klimaanlage mit variabler Drehzahl VIBNODE-Anwendung: Ventilator Typische Messstellen Antrieb / Welle: AS: horizontal, jeweils axial & radial NS: horizontal radial Kupplungsflansch: Drehzahlmessung, berührungslos Externer Experte Interner Experte PLS Ethernet (Modbus TCP, HTTP) Router/ Modem Copyright 07 PRÜFTECHNIK Condition Monitoring - All rights reserved 7 Maschinenart 3 Spezialmaschine mit frequenzselektiver Überwachung: Spezialaggregate (Getriebe, Verdichter, komplexe Antriebe) ggf. zusätzlich variabler Betriebspunkt Überlagerung von Wälzlager-Laufgeräuschen und Zahneingriffsschwingungen Copyright 07 PRÜFTECHNIK Condition Monitoring - All rights reserved 8

10 Maschinenart 4 Sondermaschinen mit Triggerbedingungen: Sonderaggregate (Sondergetriebe, Aggregate mit zyklischen Bewegungsabläufen) ggf. zusätzlich variabler Betriebspunkt Schwingungsverhalten ändert sich innerhalb des zyklischen Bewegungsablaufes und / oder Schwingungsverhalten ist abhängig von bestimmten Maschinenzuständen (z.b. Prüfmodus) Bsp.: Transferpresse in der Automobilindustrie Messung in Abhängigkeit von Triggersignalen! - Antrieb Hauptwelle - Leistung 3x 600 kw - Drehzahl Motoren U/min - Hubzahl / min - FU gesteuert - Drehzahlabfall beim Pressen: bis ca. 5% je 0,5 sec Copyright 07 PRÜFTECHNIK Condition Monitoring - All rights reserved 9 Überwachungskonzept 4 Sondermaschinen mit Triggerbedingungen: Sonderaggregate (Sondergetriebe, Aggregate mit zyklischen Bewegungsabläufen) ggf. zusätzlich variabler Betriebspunkt Schwingungsverhalten ändert sich innerhalb des zyklischen Bewegungsablaufes und / oder Schwingungsverhalten ist abhängig von bestimmten Maschinenzuständen (z.b. Prüfmodus) Beschickung Stempel Stempel Leeren Copyright 07 PRÜFTECHNIK Condition Monitoring - All rights reserved