Schwelmer Symposium Wartung und Instandhaltung optimieren Sinkende Kosten durch intelligente Sensoren am Aufzug

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1 Schwelmer Symposium 2012 Wartung und Instandhaltung optimieren Sinkende Kosten durch intelligente Sensoren am Aufzug Tim Ebeling, Henning GmbH & Co. KG 1

2 Allgemeine Instandhaltungsstrategien Reaktive Instandhaltung - Instandsetzung nach Ausfall - Unplanmäßige Verzögerungen 2

3 Allgemeine Instandhaltungsstrategien Reaktive Instandhaltung Präventive Instandhaltung - Service und Wartung innerhalb fester Intervalle (Fahrtenanzahl/Zeit) - Schienen schmieren, Öl wechseln etc. 3

4 Allgemeine Instandhaltungsstrategien Reaktive Instandhaltung Präventive Instandhaltung Zustandsorientierte Instandhaltung - Überwachung des Verschleißes - Effiziente Ausnutzung des Materialvorrates - Erhöhte Anlagenverfügbarkeit 4

5 Allgemeine Instandhaltungsstrategien Reaktive Instandhaltung Präventive Instandhaltung Zustandsorientierte Instandhaltung Proaktive Instandhaltung - Anwendungsbedingungen mit dem Ziel optimieren, die Lebensdauer der Anlage zu verlängern 5

6 Instandhaltung Wesentliche Voraussetzung: Condition Monitoring Reaktiv Instandsetzung nach Ausfall Präventiv Instandsetzung vor einem Ausfall Zustandsorientiert Proaktiv Instandsetzung vor einem Ausfall und kontinuierliche Anlagenverbesserung Abnutzungsvorrat Sollzustand durch Optimierung Sollzustand Schadensgrenze Zeit 6

7 Condition Monitoring Condition Monitoring ist die Überwachung einer Anlage während des Betriebs. Ziel ist es, durch punktuelle oder stetige Überwachung des Anlagenzustands die Effizienz zu gewährleisten. Condition Monitoring setzt sich aus drei Teilschritten zusammen: 1. Zustandserfassung 2. Zustandsvergleich mit einem Sollwert 3. Diagnose zur Verschleißermittlung 7

8 Vorteile der Condition Monitoring gestützten zustandsorientierten und proaktiven Instandhaltung Verbesserung der Ausfallsicherheit auf Basis effizienter Vorhersagen von Defekten und deren Vermeidung Minimierung der Ausfallzeiten durch Planbarkeit der Instandhaltungsmaßnahmen Maximierung der Komponentenlebensdauer, indem die Lebensdauer verkürzende Umstände vermieden werden Kostensparende, nahezu vollständige Ausnutzung des Abnutzungsvorrates der Komponenten 8

9 Condition Monitoring in der Industrie Hauptlager Getriebelager Getriebeverzahnungen Generatorlager Ausrichtfehler Unwuchten Ölpartikel u. qualität Rotorblätter auf Strukturveränderungen 9

10 Condition Monitoring an Windkraftanlagen fgv 10

11 Condition Monitoring an Windkraftanlagen 11

12 Conditon Monitoring an Aufzügen Intermittierend messende Systeme Messung der Fahrqualität nach ISO18738 & Schadenssuche Zustandsorientiert Messung und Einstellung der Seile zur Verlängerung der Seillebensdauer Zustandsorientiert Proaktiv 12

13 Conditon Monitoring an Aufzügen Kontinuierlich messende Systeme? 13

14 Pilotprojekt BASF 2004 An 11 Aufzugsanlagen wurden die Beschleunigungen und Vibrationen des Fahrkorbes die Drehzahlen der Antriebe und Treibscheiben die Zuladung in der Kabine die Öltemperaturen und die Ölzustände kontinuierlich bei jeder Fahrt überwacht. Diagnose 14

15 Datenreduktion Beispiel: RMS-Wert "", Fahrten pro Tag Pro Fahrt werden ca. 50 Kennwerte ermittelt Tageweise Mittelung run # level 0 level 1 level 2 1 0, , , , , , ,04 Mittelwerte 0,039 0,047 0,079 Std.-Abw. 0,003 0,005 0,009 RMS-Wert, gemittelt pro Monat, 30 Werte Standardabweichung RMS-Wert, gemittelt pro Tag z.b. 400 Fahrten Standardabweichung 0,08 0,06 0,04 0, Monatweise Mittelung 0,12 0,1 0,08 0,06 0,04 0, Geschoss Geschoss 15

16 Beispiel 1 Maßnahme an Anlage G728 Fahrkorbführungen ausgewechselt am Schwingungskennwerte A95 X-Beschl. A95 Y-Beschl. 1 16

17 Beispiel Maßnahme an Anlage A818 Kabinentürführungen verschmutzt am Instandgesetzt am Türkennwerte Max. Spanne Tür öffnen Max. Spanne RMS Tür öffnen RMS

18 Erkenntnisse 18

19 Beschleunigungsanalyse Vertikale Beschleunigung Fahrabschnitte Tür öffnen 19

20 Beschleunigungsanalyse Fahrabschnitte Tür öffnen Tür öffnen Frequency analysis Jerk maximum Frequency analysis Jerk maximum Creep speed Frequency analysis RMS Av. acceleration Peak analysis Av. deceleration Duration RMS Peak analysis Peak analysis Speed Peak analysis Peak analysis Actual load 18 Parameter pro Aufzugsfahrt 20

21 Statistische Untersuchung - Beispiel Fahrt von der ersten in die sechste Etage Tür öffnen Frequency analysis Jerk maximum Frequency analysis Jerk maximum Creep speed Frequency analysis RMS Av. acceleration Peak analysis Av. deceleration Duration RMS Peak analysis Peak analysis Speed Peak analysis Peak analysis Actual load Tägliche Statistiken 1. Etage 2. Etage 3. Etage 4. Etage 5. Etage 6. Etage Tür öffnen Tür öffnen Tür öffnen Tür öffnen Tür öffnen Tür öffnen 21

22 Statistische Zusammenfassung Daily statistics Tägliche Statistik EG Tür öffnen Etage Tür öffnen 6. Etage Tür öffnen Trend Analyse Grenzwert Analyse Ursachenanalyse Für relativ schnelle Verschleißvorgänge Monthly statistics Monatliche Statistik EG Tür öffnen 22 Etage Tür öffnen 6. Etage Tür öffnen Trend Analyse Grenzwert Analyse Ursachenanalyse Für relativ langsame Verschleißvorgänge

23 Trend Analyse DIN Instandhaltung 100% Inbetriebnahme Abnutzungsvorrat Schadensgrenze 0 % Zeit Benutze Methoden linear predictive coding ARMA (AutoRegressive-Moving Average) Kolmogorow-Smirnow-Test Autocorrelation Vorteil: automatisierter Vorgang 23

24 Grenzwert Analyse Maßnahme an Anlage G728 Fahrkorbführungen ausgewechselt am Grenzwert Nachteil: Benutzerdefiniert, setzt Erfahrung voraus Lösung: Selbstjustage nach N Fahrten und Bewertung 24

25 Alarm Alarm Alarm Alarm Alarm Alarm Ursachenanalyse EG 1. Etage 2. Etage 3. Etage 4. Etage 5. Etage Tür öffnen Tür öffnen Tür öffnen Tür öffnen Tür öffnen Tür öffnen Logische Operationen, wie: Alarm bei jedem Tür öffnen Prozess Alarm bei 1. & 4. Etage Alarm bei jeder Konstanten Fahrt Problem mit der Kabinentür Probleme mit der Schachttür 1. & 4. Etage Probleme mit Getriebe, Motor, Lagerung etc. 25

26 Weitere Auswertungsdimension n-te Etage n-te Etage Zur Vereinfachung wurde bisher eine Dimension unterschlagen. Die Auswertung muss aber zwingend über verschiedene Beladungsklassen erfolgen. Tür öffnen 1. Beladungsklasse n-te Beladungsklasse 1. Beladungsklasse n-te Beladungsklasse 1. Beladungsklasse n-te Beladungsklasse 1. Beladungsklasse n-te Beladungsklasse 1. Beladungsklasse n-te Beladungsklasse Tür öffnen 1. Beladungsklasse n-te Beladungsklasse 26

27 Anwendungsbereich Aufzüge in Produktionsbereichen und öffentlichen Bereichen Erhöhung der Verfügbarkeit Geplante und kürzere Ausfallzeiten Bessere Ausnutzung des Verschleißvorrates Verlängerung des Wartungsintervalls 27

28 Zusammenfassung Zustandsorientierte und proaktive Instandhaltung verfügt über ein großes Potential im Aufzugbau Diese Instandhaltungsstrategien können den Aufzug ausfallsicherer und ökonomischer im Betrieb machen Unverzichtbares Werkzeug dafür ist das Condition Monitoring Ein Feldtest ist Anfang 2013 in Deutschland und Schweden geplant 28