Berührungslose Torsionsschwingungsmessung an Rotoren mit Langzeitüberwachung

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Catharina Schräder
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1 Berührungslose Torsionsschwingungsmessung an Rotoren mit Langzeitüberwachung Otto Gansner PI Electronics AG 5405 Baden-Dättwil

2 PI Electronics AG Baden-Dättwil, ABB-Forschungszentrum Areal NI Alliance Partner seit 15 Jahren 11 Mitarbeiter Systemintegration Elektronik-Entwicklung EMV-Beratung Durchführen von Messaufträgen

3 ABB Turbo Systems AG ABB Turbo Systems ist Weltmarktführer für Abgasturbolader (Leistungsbereich oberhalb 500 kw) Mehr als ABB Turbolader auf Schiffen, Kraftwerken, Lokomotiven, etc. in Betrieb

4 Inhalt Vortrag Messobjekt Anforderungen Messmethoden Typischer Messaufbau Auswertung LabVIEW intern Linux

5 Messobjekt (Turbolader Rotor) Abgasturbolader höhere Motorenleistung und besserer Wirkungsgrad Motor kann Schwingungen anregen am Turbolader Länger anhaltende Schwingungen können zu Bauteilschäden führen 1 Verdichter 2 Turbine 3 Abgasenergie 4 Vorverdichtung

6 Anforderungen Mobiles System (Laptop) für Langzeitüberwachung Kostenoptimierte Lösung Einsatz von handelsüblichen Messmitteln Schnelle Inbetriebnahme vor Ort Kleiner Installationsaufwand (Bauteil/Messtechnik) Abspeicherung aller nötigen Daten (reduziert) Einfache Handhabung der Software (keine aufwendige Schulung nötig)

7 Messmethode (Dehnmessstreifen) Hohe Messgenauigkeit Erschwerte Montage Aufwendig Problematisch bei hohen Temperaturen DMS Elektronik Rotierend Elektronik Signalwandlung Stehend

8 Messmethode (Frequenzmodulation) Überlagerung Drehzahlpulse mit Torsionsschwingungen keine Torsionsschwingung Rotierend Drehzahl mit Torsionsschwingung Sensor Stehend

sein Timing-Verfahren Counter Messtechnik Fehlpulsinterpretation Genauere

9 Messmethode (Frequenzmodulation) Seitenband-Verfahren Analoge Messtechnik Anti-Aliasing Filter nötig Ungenauer Torsionseigenfrequenz muss bekannt sein Timing-Verfahren Counter Messtechnik Fehlpulsinterpretation Genauere Auflösung Amplitudenkorrektur Überabtastung wird angestrebt Rotordrehzahl Amplitude

10 Sensorik am Messobjekt Keine teure Instrumentation nötig Keine Bearbeitung der Maschinenbauteile nötig Berührungsfreie Installation HF Geber (kapazitiv, optisch, )

11 Systemaufbau Online Auswertung LabVIEW PCI ExpressCard Box mit NI PCI 6602 Karte Laptop Langzeitauswertung (bis zu einem Jahr)

12 Torsionsamplitude Auswertung eines Messlaufes Torsionsanregung erfolgt durch Motor Resonanzbereiche sind ungünstig für einen Dauerbetrieb des Turboladers Resonanzen Turboladerdrehzahl Motorendrehzahl

13 LabVIEW intern (1) Verwendung DAQCard mit DAQmx Sehr kompaktes System Nicht geeignet für Langzeitüberwachung Störanfällige Messtechnik Keine Interrupt Steuerung möglich, da nahtlose Übertragung gefordert

14 LabVIEW intern (2) Verwendung NI-PCI-6602 mit DAQmx Sehr tiefe Ressourcenauslastung Schnelle Übertragung mit DMA (Direct Memory Access) Filterung Störpulse durch Software nötig

15 LINUX Messsystem lässt sich vollumfänglich unter LINUX SUSE 11.0 betreiben (DAQmx8.1) Kostengünstige Variante für weitere Installationen Stabiles Betriebssystem; minimale Virengefahr Benützerumgebung lässt sich individuell anpassen Source Code lässt sich mit Einschränkungen zwischen LINUX und WINDOWS portieren Definition LabVIEW Fonts beachten bei Portierungen auf neues Betriebssystem.

16 WINDOWS LINUX (MAX) Konfiguration Hardware unterschiedlich Kein Measurement & Automation Explorer unter Linux

17 WINDOWS LINUX (Testpanel) Aufruf Testpanel: zwei Wege ein Ziel

18 Schlussbemerkung Fazit: Kundenorientierte Lösungen lassen sich mit LabVIEW unter WINDOWS oder LINUX realisieren Danke für Ihre Aufmerksamkeit Für weiterführende Informationen besuchen Sie unseren Stand an der Ausstellung.

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