Berechnung und Bewertung von Maschinen- und Anlageparametern mit intelligenten imeax Messmodulen

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1 Berechnung und Bewertung von Maschinen- und Anlageparametern mit intelligenten imeax Messmodulen White Paper von Dipl.-Ing.-Peter Grund Intelligente Zustandsüberwachung (Condition Monitoring) bedeutet im Rahmen einer Langzeitmessung unterschiedliche Maschinenparameter in Echtzeit zu erfassen, überwachen und bewerten. Hierzu sind intelligente Messklemmen erforderlich. Diese konditionieren die Sensor- bzw. Strom- oder Spannungssignale, digitalisieren diese und ermöglichen eine intelligente Erfassung, Analyse und Überwachung direkt gemessener oder in Echtzeit berechneter Signale. Die Beurteilung erfasster Messdaten oder abgeleiteter Messgrößen sowie die Überwachung auf Grenzwerte oder vorgegebene Kennlinien dienen dem frühzeitigen Erkennen von Anomalien in Prozessen, an Anlagen und Maschinen. Folgendes Beispiel zeigt eine exemplarische Messung an einem Ventil. Drei Messsignale werden erfasst und zueinander in Beziehung gesetzt. Der normale Betrieb Zustand des Ventils wird durch Grenzwerte beschrieben. Eine Abweichung stellt eine Störung bzw. eine nicht Einhaltung der Spezifikation dar. Meldung eines kritischen Zustands per FAX, SMS oder Protokolldatei (automatisch) die alle Ereignisse zusammengefasst Messreport im.pdf Format fasst Messergebnisse und Wertungen zusammen Geforderte Geräteeigenschaften: Kleine, robuste Bauform Hutschienenmontage Intelligente DC Spannungsversorgung mit USV Automatischer Selbststartbetrieb Lokale Datenspeicherung in der Messklemme PC-loser Betrieb als Black Box Vollständige Rückwirkungsfreiheit Leichte Konfiguration ohne Programmierung Das Mess- und Analyseergebnis wird in einem Protokoll festgehalten. Ein spezifischer Messdatenreport mit Ergebnisbeurteilung wird automatisch erzeugt. Messanforderung: Messung von zwei Drucksignalen und einer Temperatur Differenzdruckberechnung Grenzwertüberwachung des errechneten Differenzdrucks Gleichzeitige Erfassung der Temperatur am Messort Grenzwertüberwachung der Temperatur am Messort Basismodul B 1000 Hochauflösendes Universalmessmodul A 4108 DI Modul D 1116 Dauerüberwachung aller Signale über 3 Monate im Ringspeicher Berlin +49 (0) Frankfurt +49 (0) Schweiz +41 (0)

2 Messmodulkonfiguration Mit einer leistungsfähigen Konfigurationssoftware lässt sich imeax vollständig und menügeführt über einen PC konfigurieren. Einmal konfiguriert arbeiten die Messmodule autark und starten auch nach einem Stromausfall selbstständig wieder auf (Automatischer Selbststart). Definition der Rechenanweisung und Grenzwertüberwachung In der Funktion Online Famos der imeax Bedien- und Konfigurationssoftware erfolgt nun die mathematische Messdatenanalyse online und in Echtzeit: Nachfolgend wird beschrieben wie die imeax Module für diese Aufgabe konfiguriert werden. Messkanalparametrierung Die Definition von Rechenanweisungen und Algorithmen erfolgt klarschriftlich ohne Programmieraufwand Jeder Kanal ist individuell mit seinen spezifischen Mess- und Trigger Kriterien konfigurierbar Der Kanal P_in wird mit Kanal P_out subtrahiert. Die Differenz bildet den neuen virtuellen Kanal P_diff (Differenzdruck). An den analogen Eingängen In01 bis In03 des imeax Moduls werden die zu messenden Signale angeschlossen. Die Messkanäle werden in der Gerätekonfiguration aktiviert (Status) und Kanalnamen vergeben (z.b. P_in, P_out und Temp_AX1). Für jedes Signal (oder für eine Signalgruppe gemeinsam) werden Abtastzeit, Messdauer und Messbereich festgelegt. Mit RecordEvent wird ein Ereignis definiert und in einem virtuellen Kanal mit dem systeminternen Namen Ofa_Events gespeichert. Geschachtelt ist eine weitere Funktion Greater. Im Klartext heißt eine Operationszeile (2. Zeile im Abschnitt Ereignisprotokoll): Ist der Differenzdruck (P_diff) größer als 1,5 (bar), ist dies ein Ereignis, dass zeitrichtig mit der Bemerkung Druckdifferenz kritisch!!.. im Ereignisprotokoll Ofa_Events vermerkt wird. Jedem Messkanal wird zur einfacheren Identifikation ein Kommentar zugeordnet, der sich in allen Darstellungen und Protokollen wieder findet. Berlin +49 (0) Frankfurt +49 (0) Schweiz +41 (0)

3 Dauerüberwachung aller Signale über 3 Monate im Ringspeicher Für den autarken Langzeitbetrieb empfiehlt sich eine Konfiguration des Ringspeichers, der stets eine definierbare Aufzeichnungsdauer enthält. Hierzu folgende Einstellung: Mit der imeax Bedien- und Konfigurationssoftware werden im Menü Speicherung und Anzeige die physikalischen und virtuellen Kanäle ausgewählt, die gespeichert werden sollen. Für den Black Box Betrieb der imeax-module ist die Speicherung auf dem Wechselspeicher des Basismoduls vorgesehen. Bei angeschlossenem PC können die Messdaten der gewählten Kanäle auch auf der PC-Festplatte und dort, wenn gewünscht, in einem Ringspeicher abgelegt werden. Im Konfigurationsfenster Global bestimmt man das Speicherintervall für die Datenspeicherung im Gerät. Nach Ablauf der eingestellten Zeit wird ein Datensatz abgeschlossen und eine neue Datei angelegt. Die Messung als solche wird dadurch nicht unterbrochen. Weiterhin wird die Anzahl der Speicherintervalle angegeben. Diese Anzahl multipliziert mit der Dauer des Intervalls ergibt die maximale Speichertiefe. Beim Überschreiten der Anzahl der Intervalle wird das älteste Intervallverzeichnis gelöscht. (Ringspeicher) Auf der Speicherkarte des imeax-messmoduls werden gemäß der nebenstehenden Einstellung Messdaten der letzten 3 Monate (90 x 1d) gespeichert. Berlin +49 (0) Frankfurt +49 (0) Schweiz +41 (0)

4 Konfiguration einer Ereignisnachricht über Ethernet TCP/IP Meldung eines kritischen Zustands per . Bei Grenzwertverletzungen meldet sich das imeax automatisch und verschickt Messdaten, Statusmeldungen oder Alarme per SMS, oder FAX. Konfiguration der Messdatendarstellung (Kurvenfensters online oder offline) Die Darstellung der Messdaten und Ergebnisse kann wahlweise während der Messung oder im Black Box Betrieb nach der Messung erfolgen. Alle Daten können per Mausklick zur Anzeige gebracht werden. Kurvenfenster öffnen automatisch in der richtigen Skalierung. Skalierung und Anzeigeart können bei laufender Messung verändert werden. In diesem Kurvenfenster werden die gemessenen Originaldaten P_in und P_out in ihrem Verlauf über die Zeit dargestellt. Das Ereignisprotokoll Ofa_Events erscheint hier als zeitrichtige Markierungen mit dem in der Konfiguration festgelegten Ereignistext. Meldetexte können frei definiert werden Messkurve der Originaldaten mit automatisch gesetzter zeitrichtiger Ereignisinformation Das Ereignisprotokoll kann auch als Tabelle dargestellt werden. Protokollfenster Berlin +49 (0) Frankfurt +49 (0) Schweiz +41 (0)

5 In diesem Kurvenfenster wird der in Echtzeit berechnete Differenzdruck P_diff dargestellt. Auch diesem Fenster wird das Ereignisprotokoll als Markierungen zugesteuert. Reportgenerierung Alle oben gezeigten Kurvendarstellungen werden im Reportgenerator einem vorbereitetem Messreport zugesteuert, der sofort ausgedruckt werden kann. Darstellung der in Echtzeit verrechneten Daten mit zeitrichtig verarbeiteter Ereignisinformation Manuelle, halb- oder vollautomatische Generierung von Messreports Berlin +49 (0) Frankfurt +49 (0) Schweiz +41 (0)

6 Weitere Informationen erhalten Sie unter: imc Meßsysteme GmbH Voltastr. 5 D Berlin Telefon: +49 (0) Fax: +49 (0) hotline@imc-berlin.de Internet: Seit über 20 Jahren entwickelt, fertigt und vertreibt die imc Meßsysteme GmbH weltweit Hard- und Softwarelösungen im Bereich der physikalischen Messtechnik. Ob im Fahrzeug, an Prüfständen oder beim Überwachen von Anlagen und Maschinen Messdatenerfassung mit imc-systemen gilt als produktiv, leicht ausführbar und rentabel. Dabei kommen in Entwicklung, Forschung, Versuch und Inbetriebnahme sowohl schlüsselfertige imc- Messsystemlösungen als auch standardisierte Messgeräte und Softwareprodukte zum Einsatz. imc-geräte arbeiten in mechanischen und mechatronischen Anwendungen bis 100kHz pro Kanal mit nahezu allen gängigen Sensoren zur Erfassung physikalischer Messgrößen wie z.b. Drücke, Kräfte, Drehzahlen, Vibrationen, Geräusche, Temperaturen, Spannungen oder Ströme. Das Spektrum der imc-messtechnik reicht von der einfachen Messdatenaufzeichnung über integrierte Echtzeitberechnungen bis hin zur Einbindung von Modellen und vollständigen Automatisierung von Prüfständen. Am Hauptsitz Berlin beschäftigt das 1988 gegründete Unternehmen rund 160 Mitarbeiter, die das Produktportfolio stetig weiterentwickeln. International werden imc-produkte durch rund 25 Partnerunternehmen vertrieben. imc Test & Measurement GmbH Max-Planck-Str. 22 b D Friedrichsdorf/Ts. Telefon: +49 (0) Fax: +49 (0) hotline@imc-frankfurt.de Internet: Die imc Test & Measurement GmbH ist ein Systemhaus, das Produkte und Dienstleistungen für messtechnische Anwendungen anbietet. Unser Team besteht aus ca. 40 praxiserprobten Experten mit überwiegend ingenieur- oder naturwissenschaftlichen Abschlüssen realisiert produktive, kundenorientierte und anwendungsspezifische Lösungen rund um das Thema elektrisches Messen physikalischer Größen. Die imc Test & Measurement GmbH vermarktet die anerkannt innovativen und leistungsstarken Hard- und Softwareprodukte unseres strategischen Partners imc Meßsysteme GmbH, Berlin. Wir ergänzen diese Produkte mit umfangreichen Ingenieurdienstleistungen. Diese reichen von der Konzeption über die Beratung und den Verkauf mit Preund After-Sales-Service bis zu kunden- und anwendungsspezifischen Erweiterungen, Systemintegration, Inbetriebnahme, Schulung sowie Vermietung von Messsystemen und Personal u.v.m Nutzungshinweise: Dieses Dokument ist urheberrechtlich geschützt. Alle Rechte sind vorbehalten. Dier Bericht darf ohne Genehmigung weder bearbeitet, abgewandelt noch in anderer Weise verändert werden. Ausdrücklich gestattet ist das Veröffentlichen und Vervielfältigen des Dokuments. Bei Veröffentlichung bitten wir darum, dass der Name des Autors, des Unternehmens und eine Verlinkung zur Homepage genannt werden. Trotz inhaltlicher sorgfältiger Ausarbeitung, kann dieser Bericht Fehler enthalten. Sollten Ihnen unzutreffende Informationen auffallen, bitten wir um einen entsprechenden Hinweis an: marketing@imc-berlin.de. Eine Haftung für die Richtigkeit der Informationen wird grundsätzlich ausgeschlossen. Berlin +49 (0) Frankfurt +49 (0) Schweiz +41 (0)