Diagnostyka doraźna czy ciągła? O wyborze i zastosowaniu optymalnego systemu diagnostycznego do monitorowania węzłów łożyskowych napędu generatora 3MW

Andrzej Skrzypkowski, AS Instrument Polska.

W celu prawidłowego diagnozowania stanu generatora największym wyzwaniem jest wczesne wykrywanie ewentualnych uszkodzeń w łożyskach napędu. Nie mniej istotny jest fakt, że w środowisku pracy generatora znajdował się wodór jako czynnik stwarzający potencjalne zagrożenie wybuchowe. Dlatego też bardzo ważne podczas wykonywania tej operacji było podjęcie decyzji, czy działania diagnostyczne przeprowadzić za pomocą pomiarów doraźnych przy użyciu sprzętu przenośnego, czy realizować je w sposób ciągły, za pomocą zainstalowanych na stałe na maszynie przetworników. Z uwagi na koszty, które znacząco mogą wzrosnąć w przypadku awarii, zdecydowano, że diagnostyka węzłów łożyskowych powinna odbywać się na bieżąco, z zapisywaniem sygnałów w sposób ciągły.

Następny etap wiązał się z kolei z podjęciem decyzji, jakie technologie pomiarowe będą najlepsze do zdiagnozowania stanu węzłów łożyskowych. Zastosowano tutaj, najlepszą obecnie do pełnej kontroli łożysk tocznych, metodę wysokoczęstotliwościową SPM HD. Jest to obecnie jedyna metoda, która przy użyciu jednego przetwornika diagnozuje w jednym pomiarze zarówno stan smarowania łożyska pod kątem filmu smarnego i stan mechaniczny współpracujących ze sobą elementów tocznych, bieżni i koszyka.

Przewaga tej metody nad innymi wynika m.in. z odpowiednio dobranego zakresu częstotliwości przetwornika. Pomiary w zakresie do 1000 Hz, czyli typowe pomiary drgań, to zakres, w którym są dobrze widoczne tylko zjawiska ściśle związane z częstotliwością obrotów wału maszyny, np. niewywaga lub nieosiowość sprzęgła. Dopiero dla częstotliwości powyżej 30 kHz najlepiej widoczne są sygnały z łożysk, podczas gdy inne zjawiska już zanikły. Ponadto nawet nasilone problemy łożyskowe są sygnałami o niskiej energii, dlatego w zakresie do 1000 Hz mogą być niezauważalne albo maskowane przez zjawiska o natężeniu określonym przez standardy drganiowe wciąż za akceptowalne.

Uzupełniająco zastosowano pomiar z zapisem sygnału czasowego drgań, który wykorzystano w tym przypadku do wyszukiwania nieosiowości pomiędzy generatorem a silnikiem. Sygnał czasowy był przetwarzany na wartości RMS, aby zapewnić zgodność z normą ISO 10816. Ze względu na to, że pomiary RMS dają jednak tylko bardzo ogólny obraz, sygnał czasowy jest równocześnie przetwarzany na widmo poprzez wykorzystanie algorytmu FFT. Widmo natomiast służy do śledzenia w sposób ciągły poszczególnych zjawisk, które są charakterystyczne dla maszyn z silnikami elektrycznymi. Do wykrywania tych zjawisk jest wykorzystywana tzw. biblioteka symptomów, czyli tych z charakterystycznymi przebiegami widocznymi w obrazie widma.

Jeśli chodzi o sam proces instalacji, bardzo ważne było wykorzystanie istniejących już dróg kablowych, co ułatwiło później położenie ich bez dodatkowego naciągania, zaginania i przedłużania. Odwołując się do naszych doświadczeń, najlepiej w takich sytuacjach korzystać z przeliczenia: długość na bazie oględzin plus 30% więcej (minimum), aby przewody pomiędzy przetwornikami na maszynie a modułem kontroli ciągłej były jednym odcinkiem. Ponadto z uwagi na fakt, że coraz częściej producenci maszyn z silnikami elektrycznymi przygotowują na węzłach łożyskowych gniazda pod tzw. stałe punkty pomiarowe, warto sprawdzić, czy takie gniazda są na maszynie. Dzięki temu nie trzeba ich wykonywać od nowa, co zdecydowanie skraca czas instalacji.

Do budowy systemu diagnostycznego wykorzystano moduł systemu INTELLINOVA produkcji SPM Instrument AB ze Szwecji, do którego podpięte zostały przetworniki według następującego układu: jeden przetwornik SPM HD na jeden węzeł łożyskowy, jeden przetwornik drgań VIB na węzeł łożyskowy ze strony napędowej silnika.

Sygnały z sześciu kanałów pomiarowych z modułu Intellinova są przesyłane do komputera, gdzie zainstalowano oprogramowanie komputerowe CONDMASTER. Rolą oprogramowania jest magazynowanie wyników pomiarów, tworzenie tabel wyników i wykresów dla każdego z sześciu kanałów pomiarowych. Na ekranie monitora można także obserwować widmo sygnałów oraz przebieg natężenia każdego z symptomów oddzielnie. Dzięki temu można sprawdzać, przebieg którego zjawiska (symptomu) zmienia się na tyle dynamicznie, że świadczy o narastającym problemie, co pozwala z kolei na reakcję służb utrzymania ruchu zgodnie ze strategią predykcyjną.

 

Niniejszy materiał, jak i wiele innych dotyczących diagnostyki, znajdą Państwo w nr 1/2018 magazynu Industrial Monitor: http://www.industrial-monitor.pl/publikacje/industrial-monitor/numer-1-2018

Oferta: automatyka magazynowa, case study, centrum logistyczne, dystrybucja, logistyka, magazyn, magazynier, operator logistyczny, palety, regały, studia przypadków, system wms, wózek widłowy, wózki widłowe

Background Image

Header Color

:

Content Color

:

Strona korzysta z plików cookies w celu realizacji usług zgodnie z Polityką prywatności. Możesz określić warunki przechowywania lub dostępu do cookie w Twojej przeglądarce lub w konfiguracji usługi. Polityka prywatności.