Applikationen für Diagnoseelektroniken
Die folgenden Applikationsbeispiele beschreiben den Einsatz von Diagnoseelektroniken in Anlagen, die in den unterschiedlichen Branchen unverzichtbar sind. Von Werkzeugmaschinen über Dekanter und Kompressoren bis hin zu Regalbediengeräten, Schwingförderern und Abfüllanlagen – diese Maschinen müssen unter intensiven Betriebsbedingungen zuverlässig und effizient arbeiten.
Um teure Ausfälle und Qualitätsverluste zu vermeiden, spielt Condition Monitoring eine zentrale Rolle. Hierbei ermöglicht die Diagnoseelektronik VSE durch ihre hochauflösenden Schwingungssensoren eine präzise Überwachung der Maschinenzustände, was zu einer signifikanten Reduktion von ungeplanten Stillständen und Folgeschäden führt.
Werkzeugmaschine
Bei der spanenden Bearbeitung von Metallblöcken entstehen hohe Prozesskräfte, gleichzeitig müssen die Maschinen eine hohe Bearbeitungsgeschwindigkeit verrichten und eine gleichbleibend hohe Qualität produzieren. Entstehende Schäden haben eine unmittelbare Auswirkung auf den Zustand der Maschinenkomponenten, den Werkzeugen, sowie auf die Produktqualität.
Die Schwingungssensoren vom Typ VSA oder VSM in Kombination mit der Diagnoseelektronik Typ VSE können diese Schädigungen frühzeitig erkenn und in kürzester Zeit kommunizieren.
Die dynamische Überwachung von unterschiedlichen Bedingungen ermöglicht ein sicheres Condition Monitoring von Prozess und Maschine. Erhöhte Unwucht, Verschleiß am Werkzeug, die Lager der Hauptspindel und plötzliche Stöße aufgrund eines Crashs können sicher überwacht werden und teure Folgeschäden vermieden werden. Durch eine schnelle Reaktionszeit (1 ms) kann die Diagnoseelektronik VSE einen sicheren Maschinenschutz gewährleisten. Die flexible Integration mit gängigen Feldbusschnittstellen ermöglicht eine nahtlose Interaktion zwischen Diagnoseelektronik und Maschinensteuerung. Die Diagnoseelektronik ist konzipiert für eine vollumfängliche Zustandsüberwachung, Prozessüberwachung und dem sicheren Maschinenschutz einer Werkzeugmaschine.
Dekanterzentrifuge
Bei Dekantern handelt es sich um Zentrifugen, welche speziell für die Sedimentation und Trennung von festen Partikeln oder Trübstoffen aus einer Flüssigkeit konzipiert sind. Dekanter finden sich in eine Vielzahl von Industriezweigen wieder, darunter fallen vor allem Abwasserbehandlung, Lebensmittel- und Getränkeindustrie, Chemie- und Pharmabranche und auch in der Schwerindustrie (Öl- und Gas sowie Bergbau und Mineralindustrie).
Ein Dekanter hat viele unterschiedliche Schwingungsfrequenzen (Unwucht, Lager, Getriebe, Flüssigkeitsschwingung, Prozessschwingungen und Maschinenresonanzen), welche von Schwingungssensoren an der Maschine erfasst und von der hochauflösenden Diagnoseelektronik VSE analysiert, separiert und dynamisch nach den jeweiligen Prozesszuständen überwacht werden können.
Schraub- und Kolbenkompressoren
Schraub- und Kolbenkompressoren sind mechanische Vorrichtungen, um Gase oder Dämpfe mittels dem volumetrischen Prinzip zu komprimieren und gezielt den Druck zu erhöhen. Sie sind ein integraler Bestandteil in vielen Industriezweigen und werden für eine gezielte Druckluftversorgung, Kältemittelkompression, Gastransport (zum Beispiel Ammoniak) oder auch in vielen anderen Produktionsprozessen verwendet. Typischerweise haben diese Art der Kompressoren variable Förderparameter (Drehzahl, Förderstrom, Nenndruck, Ansaugvolumen, Mediumtemperatur, Leistung), sowie komplexe kinematische Verhältnisse (Elektromotor, mehrere Getriebestufen, Schrauben bzw. Kolben, Auslassventile) und sind fest in komplexe Anlagen eingebettet. Diese Betriebsbedingungen stellen eine erhebliche Herausforderung an eine zuverlässige Zustandsüberwachung von Kolbenkompressoren bzw. Schraubkomporessoren da.
Die Diagnoseelektronik VSE kann eine erhöhte Unwucht, Getriebeverzahnungsschäden, Lagerschäden oder erhöhte Reibungen von metallischen Komponenten dynamisch überwachen. Dank der analogen Eingänge der VSE können bestehende Druck- oder Strömungssignale als Hilfsvariablen für die Überwachungsaufgabe mit einbezogen werden. Durch die Nutzung von Strommessumformer (ZJF056) kann der Motorstrom als Triggerbedingung für einen Lastwechsel verwendet werden. Durch eine standardisiertes 4-20 mA Ausgangssignal können diese Strommessumformer mit den analogen Eingängen der VSE verbunden und somit die Schwingungsüberwachung lastabhängig vollrichtet werden. Die Diagnoseelektronik kann bei der Messung und Bewertung nach DIN ISO 20816-3/-7, ISO 7919-3, sowie der VDI 3836 Richtline genutzt werden.
Getriebe
Getriebe sind unverzichtbar in unsere Industrie, sie sind essenzielle Komponenten in nahezu jeder Anlage. Getriebe sind mechanische oder elektromechanische Komponenten, die durch einen kinematischen Aufbau die Drehzahl und das Drehmoment von Motoren oder Antriebsstränge übertragen und erhöhen bzw. reduzieren.
Die kinematische Wechselwirkung, die mechanischen Kräfte, die unterschiedlichen Wellen und Lagerstellen können eine Schwingungsanalyse zur Herausforderung machen. Unsere Diagnoseelektronik VSE hat die Möglichkeit, die unterschiedlichen Übersetzungsverhältnisse dynamisch zu überwachen, zudem können durch schmalbandige Analysemethoden die einzelnen Komponenten sehr einfach und sicher überwacht werden.
Regalbediengeräte
Regalbediengeräte (RBG) sind schienengeführte, automatisierte Transportfahrzeuge, welche Waren in einem Hochregallager transportieren und vertikale Distanzen überbrücken.
Die Hubantriebe, Führungen und Umlenkrollen der Tragwerke sind hohen, dynamischen Belastungen ausgesetzt, was einen potenziellen Schaden zur Folge haben kann. Ungeplante Ausfälle können den Warenfluss maßgeblich beeinflussen und zu hohen Folgekosten aufgrund eines gestörten Warenflusses führen.
Die Möglichkeit der dynamischen Überwachung mit Hilfsvariablen wie beispielsweise Drehzahl und optische Triggersignale sind essenziell für eine zuverlässige Condition Monitoring Lösung von Regalbediengeräten, dabei ist die Diagnoseelektronik VSE das ideale Werkzeug.
Querbandsorter
Querbandsorter verrichten in den modernen Logistik- und Zustellzentren Höchstleistung und sortieren tausende Pakete innerhalb von wenigen Minuten – effizient, sicher und zufällig!
Ein unerwarteter Ausfall der Sorter kann in den Hochphasen (z.B. Weihnachten- oder Marketingwochen) zu langen Lieferzeiten, sowie langen Ausfällen der kompletten Lieferkette führen, was letztendlich in einem erheblichen finanziellen Schaden resultiert.
Die Diagnoseelektronik VSE ermöglicht eine Notabschaltung innerhalb von wenigen Millisekunden, somit kann ein plötzlicher Kollateralschaden von losen Förderwagen frühzeit eingedämmt werden, bevor das Fördergut und die Wägen beschädigt werden.
Schwingförderer
Schwingförderer oder Vibrations-Siebmaschinen werden zur Sortierung und Klassifizierung von festen Materialien (z.B. Gestein, Mineralien, Abfall uvm.) verwendet.
Durch eine Vibrationsvorrichtung, Getriebe und Antriebseinheiten werden die Maschinen in eine zyklische Bewegung versetzt und sind enormen Kräften ausgesetzt. Eine Condition Monitoring Lösung ist hier essenziell, um einen sicheren Prozess zu gewährleisten und ungeplante Ausfälle in Folge von Überlast zu vermeiden. Hohe Materialbelastungen oder gebrochene Federelemente würden sich unmittelbar auf die Maschinenstruktur auswirken, Eigenresonanzen verursachen und zu kostspieligen Folgeschäden führen.
Die dynamische Überwachung von unterschiedlichen Prozessbedingungen und speziellen Arbeitsfrequenzen gepaart mit einer robusten Vernetzung mit der Maschinensteuerung bietet eine einzigartige Möglichkeit an, welche für die Diagnoseelektronik der VSE spricht.
Abfüllanlagen und Flaschenfüller
Die Getränke- und Lebensmittelindustrie ist ein unverzichtbarer Bestandteil unserer Gesellschaft, genauso unverzichtbar sind essenzielle Produktionsanlagen wie beispielsweise eine Abfüllanlage.
Sie bestehen im Wesentlichen aus einem Antriebsmotor, einem oder mehreren Schneckengetrieben, einem Sternrad, sowie unterschiedliche Antriebswellen mit einer Vielzahl an Lagerstellen.
Eine frequenzspezifische Analyse in Echtzeit direkt im Bauch unserer Diagnoseelektronik ermöglicht eine zielgerichtete Überwachung dieser Engpassmaschine. Prozessgeräusche durch klopfende Dosen oder Flaschen haben auf die Messaufgabe, genauso wenig Einfluss wie dynamische Drehzahlen der unterschiedlichen Antriebswellen.
Industrielle Mixer
Industrielle Mixer sind vielseitig einsetzbare Geräte in vielen Industriebereichen, sie werden beispielsweise zum Mischen oder Zerkleinern von Flüssigkeiten oder festen Materialien eingesetzt. Typische Industrien sind die Lebensmittel- und Getränkeindustrie, Batteriefertigung, Abwasserbehandlung und andere Chemie- und Pharmaziebereiche.
Durch die heterogenen Materialien kann es zu unterschiedlichen Lastverteilungen kommen, welche sich schnell zu einer Unwucht am Mischelement entwickeln. Die hohe Belastung durch den Mischprozess kann auch einen unmittelbaren Einfluss auf die Wälzlager, sowie dem Antriebsgetriebe haben und die Maschine langfristig schädigen. Gerade in der Lebensmittelindustrie können verschlissene Mischelemente oder undichte Wellendichtungen zu Fremdkörper in dem Produkt führen, somit ist Condition Monitoring nicht nur essenziell für die Maschinenzustände, sondern auch für die Produktqualität.
Zerkleinerungs- und Mühlmaschinen
Zerkleinerungs- und Mühlmaschinen werden verwendet um bestehende Produkte oder Rohstoffe zu zerkleinern, diese Anlagen sind in der Regel Engpassmaschinen in der Holzverarbeitung, Recycling- und Kunststoffindustrie, aber auch in der Automobilindustrie in der Gießerei.
Es gibt viele unterschiedliche Arten wie zum Beispiel Hammermühlen, Shredder, oder Brecher, welche charakteristisch sehr hohen Kräften- und Belastungen ausgesetzt sind. Die Kräfte der Anlagen wirken sich kontinuierlich auf die Strukturkomponenten wie der Wälzlager, der Wellen und der Untersetzungsgetriebe aus.
Die Diagnoseelektronik VSE hat hier essenzielle Funktionen, um die hohen Schwingungen durch den Prozess auszublenden, insbesondere die schmalbandige Überwachung und die getriggerte Messung sind ein wesentlicher Vorteil bei diesen Anlagen.
Pumpenüberwachung
Ungeplante Ausfälle durch Fehlausrichtungen, Kavitation, Lagerschäden und erhöhte Reibungen können durch unsere Schwingungssysteme sicher detektiert werden. Die Pumpe kann sich dabei in explosionsgefährdeten Bereichen (VSP01A) der chemischen Industrie befinden oder wie Unterwasser-Tauchpumpen (VSP004) im Untertagebau arbeiten - wir haben das richtige System für alle Anwendungen!
