Seneste nyt om:

Seminarer • konferencer
kurser • messer
Send til en ven   Udskriv23/6 2011 kl. 16:31
Send til en ven

Lyd afslører maskiners heldbredstilstand

Nyudviklet metode fra den danske virksomhed OrtoSense og teknologi fra CIM Industrial Systems gør det muligt at lytte sig frem til skader i maskiner.

Ingeniører har gennem ganske mange år forsøgt at måle sig frem til, hvornår eksempelvis et hovedleje på en vindmølle begynder at fungere dårligt. Ideen har været at lytte sig frem med måleudstyr. Værktøjet har traditionelt været interferensanalyser, men man har savnet præcision nok til at få et effektivt overvågningssystem. Nu er der udviklet en teknologi, der sætter os i stand til at høre ligeså godt med maskiner, som vi kan med vores ører.

- Det menneskelige øre opfatter svingninger og ikke blot frekvenser. Det er den viden, der ligger til baggrund for det nye lytte system. Ved at sammenligne svingningernes frekvens opnås en langt større nøjagtighed, og det er muligt at skille signalerne ad, så man kan opdage uhensigtsmæssige forandringer i lydbilledet langt tidligere end med traditionelle frekvensanalyser, siger direktør Allan Henneberg, CIM Industrial Systems.


Udviklingen af metoden har været 15 år undervejs. De seneste fire år er der imidlertid kommet mere skub i sagerne, og nu er testfaser gennemført, og der er taget patent på analysealgoritmerne i en lang række lande.

Robust måleudstyr

Første skridt har været at fremstille måleudstyr og software, så data kan indsamles og behandles så enkelt som overhovedet muligt. Hertil har OrtoSense allieret sig med software- og ingeniørhuset CIM Industrial Systems, der er kendt som en særdeles innovativ specialist i anvendelsen af National Instruments udviklingssoftware LabView.

- Vores mål var at få fremstillet en robust løsning, der samtidig kan håndtere omfattende datamængder. Sammen med CIM har vi valgt at basere dataopsamlingen på en Compact Rio fra National Instrument. Det er en særdeles hurtig og robust FPGA. Med enkelt håndbåret måleudstyr er det muligt for en tekniker at indsamle information om, hvordan eksempelvis en vindmølle har det, siger Allan Henneberg-

- I praksis monteres 6 sensorer i form af acceleratormetre på hvert sit målepunkt. Det kan være hovedlejet, planetgearet, to på generator og to på de øvrige gear. Sensoren sider på en kraftig magnet og skal blot påsættes. Desuden måler vi den producerede strøm ved at sætte en klemme omkring hovedkablet. Det hele monteres på under en time inklusiv transporten i møllen, forklarer Carsten Ottosen fra virksomheden OrtoSence i Birkerød.

- Er der tale om store kostbare anlæg vælges typisk en fast installation, så overvågningen er kontinuerlig. Men vi har også set, at man eksempelvis før overtagelsen af en vindmøllepark har valgt at måle vindmøllerne igennem med et mobilt anlæg for at kende tilstanden på møllerne. I de tilfælde lejes udstyret blot hos os, fortsætter Carsten Ottosen.

Klar til SCADA

De registrerede data behandles af OrtoSense, der derefter kan levere dem videre til kundens eksisterende SCADA-system.

- CIM Industrial Systems har udviklet et SCADA-system, som kan tage de data, som har været gennem vores algoritme og anvende dem til at vise kurver for vibrationerne på anlægget. Ved at sammenligne signalet fra et fejlfrit anlæg kan vi lægge alarmer på, så der udsendes en advarsel, når en given grænseværdi overskrides og en egentlig alarm, når det ser mere kritisk ud. Det væsentlige er, at vi har behandlet signalet, så det er blevet langt mere præcist at arbejde med, understreger Carsten Ottosen.
Metoden er afprøvet på en række forskellige maskiner og også som udgangstest af færdigproducerede maskiner eller komponenter fra en produktionslinje. Overalt har den bevist sin effektivitet.

- Et sted valgte virksomheden at anvende vores metode til udgangskontrol, og det gjorde reelt en del mennesker overflødige. Men det vigtigste er, at der ligger store besparelser på vedligehold af anlæg gemt i denne meget enkle metode, erklærer Carsten Ottosen.

Støj afslører skader

Støj og vibrationer fra gear og lejer er ofte et tegn på skader. Gear og lejer som er i orden, vil ikke være påvirket af abrupte kræfter, og lyden fra dem vil være en kontinuerlig enslydende susen. Kugler eller ruller i lejer vil rotere gnidningsfrit, og tandhjul i gear vil gribe ind i hinanden glidende.

Når der opstår skader vil der komme abrupte kræfter pga. ujævne kugler eller ruller i lejer, som går ujævnt, når de drejer rundt, eller hvis tænderne i tandhjulene i et gear ikke glider glat ind i hinanden under indgreb, men slår til hinanden pga. at tænderne er blevet deforme. Disse kræfter eller slag vil afstedkomme resonanssvingninger hos de emner, som påvirkes af kræfterne. Dette giver vibrationer som ofte er tydelige at høre.

To forskellige metoder: APPA og FFT Traditionelt har man brugt frekvensanalyse i form af Fourier transformation (FFT) til at analysere signalerne. FFT har imidlertid nogle svagheder, bl.a. er resultatet stærkt afhængig af omdrejningstal, og dæmpede resonansfrekvenser fremgår ikke særlig markant i et frekvensspektrum, og specielt ikke når signalerne er periodiske, som der er ved roterende maskiner.

Endvidere er energien i en puls (en dæmpet resonansfrekvens) spredt ud over hele spektret, hvilket betyder at selve resonansfrekvensens amplitude er reduceret.

Derfor er der udviklet og patenteret en oscillationsanalyse (svingningsanalyse), som
bestemmer resonansfrekvenserne med meget større nøjagtighed og energi. Desuden er den meget lidt følsom over for ændringer i rotationshastigheden. Principielt er der ikke væsentlige resonansfrekvenser i vibrationerne fra gear eller lejer, som er i orden.

Når der begynder at opstå slag i form af abrupte kræfter, kommer der resonansfrekvenser. Jo større kræfter jo større resonansfrekvenser. Størrelsen af resonansfrekvensernes amplituder er således et udtryk for kræfternes størrelse.

Derfor har OrtoSense udviklet og patenteret en analyse bl.a. baseret på interferensanalyse kaldet Auditory Perceptual Pulse Analysis (APPA), som ikke har samme svagheder som FFT. Endvidere ligger analysen meget tættere op af ørets måde at opfatte lyd på end FFT.

Relaterede nyheder

Forrige12345678910111213141516
17181920Næste

Elektronik & Data • Odsgard A/S • Stationsparken 25 • 2600 Glostrup • Tlf: +45 4345 1063