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1 Von der Schwingungsdiagnose zur Prozessüberwachung. Systeme zur Zustandsüberwachung von Maschinen 102

2 Für industrielle Anwendungen Systeme zur Schwingungsüberwachung. Die optimale Lösung für jede Anforderung. Schwingungsüberwachung Condition Monitoring Maschinenschutz Prozessüberwachung Systemaufbau Produktübersicht 2

3 Die Gesamtschwingung von Maschinen nach ISO überwachen. Entstehende Schäden frühzeitig erkennen, Folgeschäden vermeiden, Standzeiten erhöhen. 4-5 Schwingungsüberwachung Zustandsorientiert überwachen. Anhand von individuellen Schwingungsmerkmalen potentielle Fehler und deren Ursachen frühzeitig erkennen. Instandhaltungsmaßnahmen planbar machen und die Restlebensdauer von Komponenten optimal nutzen. 6-7 Condition Monitoring Schwingungskenngrößen permanent in Echtzeit überwachen ermöglicht bei einem plötzlichen Anstieg dynamischer Kräfte ein schnelles Abschalten der Maschine. Durch die kurze Reaktionszeit lassen sich Schäden an Maschinenkomponenten, Werkzeug oder Werkstück vermeiden. 8-9 Maschinenschutz Prozessüberwachung ifm electronic: eigene Entwicklung und Produktion mit hohem Qualitätsstandard. Erfassen und integriertes Auswerten von Schwingungssignalen bildet die Basis für die nahtlose Integration der Online- Zustandsüberwachung in die herstellerübergreifende Automatisierungs- und Leittechnik Systemaufbau Produktübersicht 3

4 Schwingungsüberwachung. Einfach: Überwachung des Gesamtzustandes der Maschine. Standardisiert: ISO konform. Kippfuß, Unwucht Sicher: Schutz gegen Maschinenschäden. Flexibel: Einfach in die Applikation integrierbar. Zuverlässig: Erhöhung der Verfügbarkeit. Fehlausrichtung Schwingungsgeschwindigkeit überwachen. Der Schwingungsschalter VK überwacht online den Gesamtschwingungszustand von Maschinen und Anlagen nach ISO Der Sensor misst dabei die effektive Schwinggeschwindigkeit an einer nicht rotierenden Bauteiloberfläche und alarmiert bei zu hohen Maschinenschwingungen. 4

5 Entstehende Schäden frühzeitig erkennen und Folgekosten vermeiden. Warum Schwingungsüberwachung? Jede Maschine erzeugt im Betrieb Schwingungen. Aufgrund von beispielsweise Unwuchten, Fehlausrichtungen oder Resonanzen überschreiten diese Schwingungen schnell ein zulässiges Maß. Die Erhöhung der Schwingungsamplitude wirkt sich negativ auf den Maschinenzustand aus. Die Folge: unerwartete Ausfälle und geringere Standzeiten. Die Lösung mit efector octavis: Die Gesamtschwinggeschwindigkeit wird in Industriestandards benutzt, um den Zustand der Gesamtmaschine zu bewerten. ISO gibt empfohlene Schaltschwellen vor. Alle Schwingungssensoren von ifm sind ISO konform. efector octavis erkennt entstehende Schäden frühzeitig. Der vorbeugende Austausch von Komponenten reduziert Folgeschäden. Standzeiten werden durch schwingungsarmen Betrieb erhöht. Schwinggeschwindigkeit Alarm Warnung Zeit Trendverlauf der Maschinenschwingungen nach ISO Schwingungsüberwachung Schwingungssensoren einfach einstellen: Condition Monitoring Basic Schwingungstransmitter Bauform VT Einfache Transmitterfunktion, ma. Basic Schwingungsschalter Bauform VK Schaltausgang und Transmitterfunktion. Ansprechverzögerung, um Auslösung beim Anfahren zu vermeiden. Intelligenter Schwingungsschalter Bauform VN Anzeige vor Ort, integrierter Historienspeicher mit Echtzeituhr. Schwingungssensoren Bauform VSA/VSP Robuste Beschleunigungssensoren VSA oder eigensichere Sensoren VSP, Anschluss an Diagnoseelektronik VSE. Diagnoseelektronik Bauform VSE 4-kanaliges Diagnosemodul mit zusätzlichen Prozesswerteingängen, integrierter Historienspeicher, vernetzbar. Maschinenschutz Prozessüberwachung Unwucht rechtzeitig erkennen. Aufgrund von Unwuchten oder Fehlausrichtungen überschreiten Maschinenschwingungen schnell ein zulässiges Maß. Die Folge: unerwartete Ausfälle und geringere Standzeiten. Mit dem Sensor Typ VN lassen sich Schwingungen ab 120 U/min kontinuierlich erfassen, anzeigen und dokumentieren. Bis zu 4 Messstellen überwachen. Mit dem Sensor Typ VSA lassen sich Maschinenschwingungen auch an unzugänglichen Orten messen. Mit der Diagnoseelektronik Typ VSE können bis zu 4 Messstellen überwacht und dokumentiert werden. Die Ethernet-Schnittstelle bietet eine bequeme Möglichkeit der Vernetzung und Ferndiagnose. Systemaufbau Produktübersicht 5

6 Condition Monitoring. Kippfuß, Unwucht Fehlausrichtung Sicher: Permanente Zustandsüberwachung von Engpassmaschinen. Vorausschauend: Maschinendiagnose zur Schadensfrüherkennung und Vermeidung von ernsthaften Folgeschäden. Wälzlager Getriebe Zahneingriff, Zahnfehler Pumpe Exzentrizität, Kavitation Optimieren: Instandhaltungsmaßnahmen planbar machen. Langlebig: Restlebensdauer von Komponenten optimal nutzen. Schwingungsdiagnose an einem Mischwerk. Ungeplante Stillstände an Engpassmaschinen verursachen enorme Kosten. Die permanente Zustandsüberwachung der gesamten Anlage ermöglicht es, vorausschauend zu handeln und den Prozess zu optimieren. Kostenbewusst: TCO (Total Cost of Ownership)- Konzepte. Zählen: Zählerfunktion für kennzahlgesteuerte Produktion. Maschinenschutz und Fernwartung. Die Überwachung von Windkraftgetrieben, Generatoren und Rotorlagern bezüglich Verschleiß und Belastung ermöglicht dem Betreiber eine effiziente Instandhaltung. Alarmausgänge dienen dem Schutz der Anlage und zur Fernwartung. 6

7 Verfügbarkeit erhöhen, Instandhaltungskosten senken und Qualität sichern. Warum Condition Monitoring? Zustandsorientierte Überwachung ermöglicht die frühzeitige Erkennung von entstehenden Maschinenschäden. Instandhaltungsmaßnahmen werden dadurch planbar und die Restlebensdauer von wichtigen Komponenten werden optimal genutzt. Die automatiserte Qualitätsüberwachung erkennt Abweichungen, noch bevor Ausschuss entsteht. Zähler können zur Ermittlung von Produktions-Kenngrößen (Betriebsstunden, Produktionsstunden, Gut-/ Schlechtteile, Ausschussrate ) und Einflussfaktoren auf die Komponentenlebensdauer (Stöße, Temperatur, Leistung, Drehzahl ) verwendet werden. Die Lösung mit efector octavis efector octavis ist eine Schwingungsüberwachung, bei der nicht nur Schwingungsdaten erfasst, sondern auch Signalanalyse und Maschinendiagnose bereits an der Maschine durchgeführt werden. Der Maschinenzustand wird am Messort ermittelt und über Alarme oder als Zustandswerte an die Steuerungs- bzw. Leitebene übergeben. Zusätzlich wird der Trendverlauf für jedes Diagnosemerkmal im integrierten Historienspeicher abgelegt. Ausfallwahrscheinlichkeit Condition Monitoring Zeit Schwingungsüberwachung Condition Monitoring Intelligenter Schwingungsschalter Bauform VN Anzeige vor Ort, Datenlogging zwecks Dokumentation für Schwingungen ab 120 U/min. Schwingungssensoren Bauform VSA Kleine Bauform, für den Anschluss an Diagnoseelektronik VSE, optimal für schwer zugängliche Montageorte. Kabelanschlusslängen bis 250 m. Eigensicherer Schwingungssensor Bauform VSP In Chemie und Bergbau lassen sich Signale auch über lange Strecken übertragen. Verwendung der Standardauswertegeräte im Nicht- ATEX-Bereich über eine Barriere. Diagnoseelektronik Bauform VSE 4-kanaliges Diagnosemodul mit zusätzlichen Prozesswerteingängen, integrierter Historienspeicher, vernetzbar. Maschinenschutz Prozessüberwachung Mehr Informationen zu Systemen für die Zustandsüberwachung von Maschinen: ifm-systeme für die Zustandsüberwachung von Maschinen: Ölpartikelzähler, Öl-Feuchte-Sensoren, Drehgeber, Drehzahlsensoren, Temperatur- und Drucksensoren sowie Druckluftzähler runden das Programm für Condition Monitoring ab. Ergänzend bietet ifm Software-Tools zur Konfiguration, Visualisierung und Datenaufzeichnung an. Systemaufbau Produktübersicht 7

8 Maschinenschutz und Prozessüberwachung. Dynamisch: Überwachung von dynamischen Kräften z. B. beim Fräsen. Schnell: Reaktionszeiten von 1 ms. Schutz von Maschinenkomponenten Sicher: Schutz der Maschine, Werkzeuge und Werkstücke vor teueren Folgeschäden. Präventiv: Frühzeitige Zustandsüberwachung vermeidet ungeplante Ausfälle. Inklusiv: Kalibierfrei durch integrierten Selbsttest. Bildquelle: DMG / MORI SEIKI Werkstückschutz Werkzeugschutz Ungewöhnliche Vibrationen erkennen. Der mikromechanische Beschleunigungssensor Typ VSA ist in das Gehäuse der Spindel eingeschraubt und erfasst selbst feinste Änderungen des Vibrationsverhaltens bzw. Unwucht. Der Sensor hält auch schnellen Bewegungen oder hohen Kräften störungsfrei stand. T3 T2 T1 8

9 Ausschuss und Folgeschäden verringern. Warum Maschinenschutz und Prozessüberwachung? Fehlerhafte Einstellungen oder falsche Werkzeuge können zu Crash-Situationen zwischen Bauteilen und Werkzeugspindel führen. Das Ergebnis sind hohe Folge- Die permanente Echtzeitüberwachung von Schwingungskenngrößen sowie die integrierte Alarmschnittstelle (Schaltkontakte / Analogsignale) sorgen für eine Erkennung von Abweichungen innerhalb einer Millisekunde! dynamische Kräfte Crash-Verlauf ohne Alarm Alarm Warnung kosten. Die Lösung mit efector octavis: Durch ein frühzeitiges Erkennen des dynamischen Kraftanstiegs wird die Energie aus dem Bearbeitungsvorgang abgeschaltet. Ausschuss und Folgeschäden werden verringert. Unterschiedliche Alarmausgänge ermöglichen auch eine gestufte und differenzierte Alarmierung auf PLC-Ebene. Die Alarmschwellen können online an den Prozess angepasst werden. Die Integration in die Maschinensteuerung kann analog / binär / über TCP/IP oder über Feldbus- Modul erfolgen. 1 ms Maschinenschutz: Spindelkollision erkennbar in 1 ms Zeit Schwingungsüberwachung Alarm Condition Monitoring Zeit Trendbetrachtung in einem Stanzprozess Schwingungssensoren Bauform VSA Störungsfreier Betrieb auch bei schnellen Bewegungen oder Einwirkung von hohen Kräften. Integrierter Selbsttest für permanente Sicherheit. Diagnoseelektronik Bauform VSE Frequenzselektive Überwachung, Vernetzbarkeit, Historienspeicher mit Echtzeituhr, Zählerfunktion. Prozesszyklus Alarm Warnung Maschinenschutz Prozessüberwachung Adaptive Grenzwertbetrachtung Alarm Warnung Folgeschäden an Werkzeugmaschinen verhindern. Veränderungen in den Schnittkräften, etwa durch stumpfe Bohrer oder Spänestau, werden über das veränderte Schwingungsverhalten erkannt. Jedem Werkzeug können individuelle Toleranzgrenzen zugeordnet werden, z. B. eine Warn- und eine Abschaltschwelle. Damit werden Beschädigungen am Werkstück zuverlässig verhindert. Systemaufbau Produktübersicht 9

10 Für industrielle Anwendungen Systeme zur Schwingungsüberwachung. Das passende Produkt für Ihre Applikation. efector octavis Typ VT / VK Basic Schwingungsschalter und -transmitter efector octavis Typ VN Intelligente Schwingungsschalter und -transmitter efector octavis Typ VSA / VSP / VSE Diagnosesysteme Softwarelösungen und Zubehör 10

11 Analogausgang Schaltausgang Integrierte Anzeige Historienfunktion Vernetzbarkeit Signaleingänge z. B. Temperatur Diagnose Zähler Schwingungsschalter- und transmitter zur permanenten Überwachung des Gesamtschwingungszustands von Maschinen und Anlagen nach ISO Die Sensoren messen dabei die effektive Schwinggeschwindigkeit an einer nicht rotierenden Bauteiloberfläche. VT VK VK Schwingungsüberwachung Der kompakte Schwingungssensor vom Typ VN überwacht den Gesamtschwingungszustand von Maschinen und Anlagen nach ISO und zeichnet sich durch eine einfache Parametrierung und Vor-Ort-Anzeige aus. Eine Konfigurationssoftware ist nicht notwendig. Condition Monitoring Umfangreiche Schwingungsdiagnose mittels kompakter Sensoren und separater Auswerteeinheit. Historienspeicher, Echtzeituhr und Zählerfunktionen erlauben eine detaillierte Überwachung und Analyse. Die Ethernet TCP/IP Schnittstelle gestattet die Anbindung an übergeordnete Systeme. Maschinenschutz Prozessüberwachung OPC höchste Flexibilität bei geringstem Implementierungsaufwand. OPC ist der Standard zur herstellerunabhängigen Kommunikation in der Automatisierungstechnik und wird dort eingesetzt, wo Sensoren, Regler und Steuerungen verschiedener Hersteller ein gemeinsames, flexibles Netzwerk bilden. ifm OPC-Server unterstützt dabei die beiden meist genutzten OPC-Varianten, OPC DA (Data Access) als auch OPC XML DA. Als Zubehör bietet ifm electronic ein umfangreiches Sortiment an Anschlusskabeln für verschiedene Umgebungsbedingungen an. Systemaufbau Produktübersicht 11

12 Nahtlose Integration. Leitebene Optionale Datenerfassung MES SCADA CMMS Bedien- und Parametriersoftware VES003 OPC Server Software VOS001 Vom einfachen Schalter bis zur Tiefendiagnose. ifm-systeme für die Zustandsüberwachung von Maschinen zeichnen sich durch ihre Einfachheit und Durchgängigkeit aus. Durch die integrierte Intelligenz zur dynamischen Signalauswertung reduzieren sich Anforderungen an Bandbreite und Algorithmik auf der Leitebene. Die Sensoren sind leicht nachrüstbar und bedeuten eine geringe Investition pro Maschine. CMS Condition Monitoring Systeme Online Diagnose Feldbus- Gateway SPS Bedien- und Parametriersoftware VES003 Crossover- Kabel E30112 Diagnoseelektronik VSExx Diagnoseelektronik VSExx Zener Barrier Schwingungsschalter VKxxx ATEX Beschleunigungssensoren VSAxx Temperatursensor TRxxx Druckluftverbrauchszähler SDxxx Schwingungstransmitter VTVxx Schwingungsschalter VNxxx Schwingungsschalter VSPxxx

13 Systeme zur Schwingungsüberwachung Sie haben die Wahl. Basic Schwingungsschalter und -transmitter Ausführung Schwingungstransmitter nach ISO 10816; Messbereich veff (RMS): mm/s; Analogausgang ma; V4A; IP 69K; M12-Steckverbindung Schwingungswächter nach ISO 10816; Messbereich veff (RMS): / 0 50 mm/s; 1 Schaltausgang und Ansprechverzögerung (1 60 s) über Stellring einstellbar; 1 Analogausgang ma; M12-Steckverbindung Bestell-Nr. VTV122 VKV021 VKV022 Intelligente Schwingungsschalter und -transmitter Ausführung Bestell-Nr. Schwingungssensor; Messbereich mm/s; Frequenzbereich 2/ Hz, (umschaltbar); v-peak oder v-rms; 2 Schaltausgänge oder 1 Schaltausgang und 1 Stromausgang ma; 1 Analogeingang ma; Historienspeicher mit Echtzeituhr; Datenschnittstelle USB (M8 x 1); 4-stellige alphanumerische Anzeige; M12-Steckverbindung VNB001 Beschleunigungssensoren Ausführung Beschleunigungssensor für den Anschluss an externe Diagnoseelektronik VSE; Messbereich ± 25 g u Hz; Gewinde M8 x 1,25; 90 -Konus; bis 125 C; IP 69K; M12-Steckverbindung Beschleunigungssensor für den Anschluss an externe Diagnoseelektronik VSE; Messbereich ± 25 g u Hz; Gewinde M16 x 1,5; Temperatur bis 85 C; IP 67; Kabellänge 0,6 m Beschleunigungssensor für den Anschluss an externe Diagnoseelektronik VSE; Messbereich ± 25 g u Hz; Bauhöhe 13,6 mm; Befestigungsloch 5,5 mm; Temperatur bis 80 C; IP 67; Kabellänge 3 m / 10 m Beschleunigungssensor für den Einsatz im Ex-Bereich; Gruppe II Kategorie 1D/1G; Anschluss an Diagnoseelektronik VSE über Sicherheitsbarriere; Kabellänge 10 m Bestell-Nr. VSA001 VSA002 VSA004 VSA005 VSP01A VSP02A Diagnosesysteme Ausführung Diagnoseelektronik für Beschleunigungssensoren Typ VSA / VSP; Schaltschrankmontage; frequenzselektive Maschinenüberwachung von bis zu 4 Messstellen; Ethernet- Schnittstelle TCP/IP; integrierter Historienspeicher mit Echtzeituhr; 2 Schaltausgänge oder 1 Schalt- und 1 Analogausgang; Zählerfunktion Diagnoseelektronik für Beschleunigungssensoren Typ VSA / VSP; Schaltschrankmontage; frequenzselektive Maschinenüberwachung von bis zu 4 Messstellen; Ethernet- Schnittstelle TCP/IP; integrierter Historienspeicher mit Echtzeituhr; 2 Schaltausgänge oder 1 Schalt- und 1 Analogausgang; 8 weitere frei konfigurierbare I/O; Zählerfunktionen Bestell-Nr. VSE002 VSE100 Softwarelösungen Zubehör Ausführung Bestell-Nr. Ausführung Bestell-Nr. efector octavis OPC-Server Software für Verbindungen Bediensoftware für Typ VSE zum Konfigurieren, Messdaten erfassen, Historiendaten auslesen USB/M8-Kabel und Historiensoftware für Typ VN VOS001 bis VOS005 VES003 E30136 Peekadapter für Typ VSA001 Schutzkappe für Typ VK gekreuztes Patchkabel für Typ VSE / VSA Adapter UNF/M5 für Typ VN Kabeldose, M12, gerade, 5-polig, 2 m PUR Kabeldose, M12, gerade, 5-polig, 5 m PUR Kabeldose, M12, geschirmt, gerade, 5-polig, 30 m PUR E30132 E30094 E30112 E30137 EVC070 EVC071 E12008

14 ifm-service-telefon Kostenfrei direkt zu Ihrem ifm-service-center Übersicht ifm- Produktprogramm: Über 70 Standorte weltweit auf einen Blick unter Positionssensoren Deutschland ifm electronic gmbh Vertrieb Deutschland Niederlassung Nord Hildesheim Tel / Fax / ifm electronic gmbh Vertrieb Deutschland Niederlassung Mitte-West Lüdenscheid Tel / Fax / ifm electronic gmbh Vertrieb Deutschland Niederlassung Baden-Württ Kirchheim Tel / Fax / ifm electronic gmbh Vertrieb Deutschland Niederlassung Ost Tautenhain Tel / Fax / ifm electronic gmbh Vertrieb Deutschland Niederlassung West Essen Tel / Fax / ifm electronic gmbh Vertrieb Deutschland Niederlassung Süd-West Heppenheim Tel / Fax / ifm electronic gmbh Vertrieb Deutschland Niederlassung Bayern Puchheim Tel / Fax 0 89 / info@ifm.com Sensoren für Motion Control Industrielle Bildverarbeitung Sicherheitstechnik Prozesssensoren Industrielle Kommunikation Identifikationssysteme Systeme zur Zustandsüberwachung von Maschinen Systeme für mobile Arbeitsmaschinen Verbindungstechnik Zubehör ifm article no Technische Änderungen behalten wir uns ohne vorherige Ankündigung vor. Gedruckt in Deutschland auf chlorfrei gebleichtem Papier. 09/13

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