Suchen

Zustandsüberwachung

Condition Monitoring sichert Verfügbarkeit der Raumlufttechnik

| Autor/ Redakteur: Michael Stolze, Josef Feichtmair / Ines Stotz

Den GAU gab es vor ein paar Jahren. Da fiel die Klimaanlage bei der WKK-Versicherungsgruppe komplett aus. Der Grund: Ein kapitaler Maschinenschaden. Seither setzt man auf Condition Monitoring des Lüftungsaggregates und erreicht mit dem Online-Überwachungssystem der Ismaninger PRÜFTECHNIK Condition Monitoring GmbH ein stets stabiles Klima.

Firma zum Thema

Beschleunigungs-Aufnehmer am Lagerschild des Antriebsmotors
Beschleunigungs-Aufnehmer am Lagerschild des Antriebsmotors
( Archiv: Vogel Business Media )

Seit 1998 befindet sich die Zentraldirektion der WWK Versicherungsgruppe in einem modernen Verwaltungsgebäude in München. Auf 16 300 m2 arbeiten dort knapp 1200 Mitarbeiter. Herzstück ist die zentrale Ab- und Zu-Luftanlage, die für das nötige Klima in dem Gebäudekomplex sorgt. Sie besteht im Wesentlichen aus zwei Zuluft-Axialventilatoren mit je 140 KW Leistung und einer Luftfördermenge von 300 000 m3 pro Stunde und zwei Abluft-Axialventilatoren mit je 76 KW Leistung und 160 000 m3 Luftfördermenge pro Stunde.

Um die Bedeutung einer funktionierenden Betriebstechnik weiß auch der Vorstand und misst dem Facility Management einen hohen Stellenwert bei, nicht zuletzt aufgrund des Sicherheitsaspekts. Außerdem trägt das Raumklima maßgeblich zum Arbeitsplatzkomfort bei, wie Josef Feichtmair, der als Gruppenleiter Betriebstechnik für die gesamte Gebäudetechnik verantwortlich ist, attestiert. Ein kurzzeitiger Anlagenstillstand, beispielsweise im Zuge von Wartungsarbeiten, sei zwar durchaus möglich und werde zumeist von den Mitarbeitern überhaupt nicht registriert. Hingegen sei ein plötzlicher Komplettausfall der Anlage, der noch dazu mit einem Maschinenschaden einherginge, schlimm.

Bildergalerie

Denn einen solchen kapitalen Maschinenausfall mussten die WWK-Mitarbeiter schon einmal erleben. Die fehlende Zustandsüberwachung der Aggregate führte dazu, dass ein unerkannter Schaden sich überhaupt derart massiv ausprägen konnte. Die nötigen Ersatzteilbeschaffungen und die aufwändige Totalreparatur eines Lüftungsaggregates nahmen knapp sechs Monate in Anspruch.

Rechtzeitig warnen

Anlass genug, eine moderne Zustandsüberwachung zu installieren, die insbesondere den Schwingungs- und Wälzlagerzustand der Lüftungsanlagen überwacht. Ein Frühwarnsystem also – Condition Monitoring – soll beginnende Zustands-Verschlechterungen rechtzeitig aufdecken, damit entsprechende Wartungs- und/oder Reparaturmaßnahmen vernünftig geplant und sich somit Maschinen-Stillstände auf ein Minimum reduzieren lassen.

Hierzu werden an ausgewählten Stellen an der Maschine Beschleunigungs-Aufnehmer montiert, die das gemessene Rohsignal der Schwingbeschleunigung über die Sensorleitung zum Zentrum der Überwachung – dem VIBRONET Signalmaster – übertragen. Dort werden, je nach Aufgabe, bestimmte Maschinenparameter ermittelt.

Analyse rundum

Eines davon ist die Laufruhe-Beurteilung anhand der Schwing-Geschwindigkeit. Typische Zustands-Veränderungen, beispielsweise wegen Unwuchten, Ausricht- und Fundamentfehlern oder fehlerhaften Riemenspannungen lassen sich somit frühzeitig erkennen und eindämmen. Eine Gesamtaussage über den Wälzlagerzustand in den Aggregaten liefert der Stoßimpulswert – Körperschall, der das Abrollverhalten und somit den Verschleißzustand eines Wälzlagers beurteilt. Zwei getrennte Parameter – Teppich- und Spitzenwert – können sowohl Aussagen über den Wälzlagerzustand als auch über die vorhandene Schmiermittelmenge machen.

Tiefendiagnose

Zudem werden im Hintergrund frequenzselektive Messungen ausgeführt, die zusätzlich zum Erkennen einer Verschlechterung bzw. beginnenden Schädigung für eine exakte Tiefendiagnose von Maschine und Bauteilen sorgen. Mittels der FFT-Analyse werden komplexe Gesamtschwingungen vereinzelt. Dadurch lassen sich Schadensursachen detailliert erkennen und die nötigen Maßnahmen präzise ansetzen. Die Hüllkurvenanalyse schließlich diagnostiziert periodische Stoßfolgen eines Wälzlagers, die entstehen, wenn der Wälzkörpersatz einen Laufbahnschaden überrollt.

So können aus den Zeitabständen und Amplitudenhöhen Schadensausmaß und -örtlichkeiten exakt ermittelt werden. Dies kann vor allem dann wichtig sein, wenn nach dem Erkennen eines Wälzlagerschadens über die Stoßimpulsmethode eine Prognose über die Restlebensdauer des geschädigten Wälzlagers abgegeben werden muss.

Richtig beurteilen

Am Arbeitsplatz des VIBRONET-Signalmasters lassen sich sämtliche Messdaten abfragen und einsehen. „Die Schwingungs-Messtechnik war für meine Kollegen und mich eine völlig neue Welt. Wir mussten lernen, aus den generierten Messdaten die richtige Diagnoseinformation zu entnehmen. Heute sind wir im Umgang mit den VIBRONET-Daten routiniert und können die Qualität einer Wartung oder Reparatur in Abhängigkeit der Messdaten beurteilen. Deshalb ist das Condition-Monitoring-System der PRÜFTEHCNIK bei uns nicht mehr wegzudenken“, so Frank Oberdick, Mitarbeiter im Bereich Betriebstechnik der WWK.

Vollständiges Gerätekonzept

PRÜFTECHNIK Condition Monitoring hat ein umfangreiches Produktspektrum zur Zustandsdiagnose von rotierenden Anlagen im Programm. Im Bereich Offline-Messtechnik bietet das Unternehmen mobile Maschinenanalysatoren und Datensammler – und deckt damit Gerätekonzepte von einfacher Kenngrößen-Bewertung bis zur komplexen Hüllkurvenanalyse ab. Ebenfalls ein lückenloses Gerätekonzept bietet PRÜFTECHNIK auch für Online-Condition-Monitoring – von der einkanaligen Einzel- bis zur vernetzten Vielkanallösung. Eine weitere Spezialität ist das Übertragen, Visualisieren und Einbetten der Messdaten in vorhandene Prozessleitsysteme.

Online überwachen

Solch ein Online-Condition-Monitoring-System – VIBRONET Signalmaster – ist bei der WWK installiert, das je zwei Zuluft- und Abluftventilatoren lückenlos überwacht. Es hat acht Schwingungs-Messstellen (Schwingungs- und Lagerüberwachung), 16 Statusmeldungen für die Gebäude-Leittechnik, eine Signalmaster-Einheit sowie zwei VIBRONET-Multiplexer.

Als Standard-Netzwerkteilnehmer stellt die Signalmaster-Einheit via TCP/IP-Protokoll ihre Messdaten zur Verfügung. Die Visualisierung und Auswertung der Messdaten erfolgt je nach Kundenwunsch mit einer HTML-Oberfläche per Standard-Browser. Es stehen umfangreiche Werkzeuge und Hilfsmittel zur Zustandsdiagnose der überwachten Anlagen zur Verfügung. Zur Diagnoseunterstützung gibt es auch einen externen Zugriff durch einen Experten. Außerdem bietet PRÜFTECHNIK auf Wunsch die entsprechende Pflege eines Online-Systems an.

Online lückenlos Zustände überwachen

Der VIBRONET-Signalmaster von PRÜFTECHNIK hat eine strukturelle Anordnung – über eine Stringleitung werden in Reihe alle entsprechenden Multiplexer angeschlossen, was auch Investitionsvorteile bietet. Um den Verkabelungs-Aufwand zwischen Multiplexer und Maschine bzw. Messstelle klein zu halten, werden diese möglichst nahe an die relevanten Aggregate gebaut. So entstehen durchschnittliche Leitungslängen von 10m. Das Rohsignal der Schwing-Beschleunigung ist die Basis, um alle relevanten Auswerteverfahren zu ermitteln. Begonnen bei der Laufruhe-Beurteilung der Schwing-Geschwindigkeit bis hin zur komplexen Wälzlageranalyse durch das Hüllkurven-Verfahren lassen sich alle Methoden mit einem Beschleunigungs-Aufnehmer abdecken. Andere Prozessparameter wie Temperatur, Druck, Drehzahl oder Luftmenge können auch über die Multiplexer im Feld gemessen oder direkt als bereits vorhandene Prozessgröße an den Signalmaster übergeben werden. Prozessbedingte Schwankungen der Beschleunigungswerte sind auch automatisch im Signalmaster normier- und auswertbar, und somit diagnosetauglich. Sämtliche überwachte Messgrößen sind mit entsprechenden Warn- und Alarmgrenzen versehen.

PRÜFTECHNIK Condition Monitoring, Tel. +49(0)89 99616342

Michael Stolze, PRÜFTECHNIK Condition Monitoring GmbH

Josef Feichtmair, WWK Versicherungsgruppe

Dieser Beitrag ist urheberrechtlich geschützt. Sie wollen ihn für Ihre Zwecke verwenden? Infos finden Sie unter www.mycontentfactory.de (ID: 189223)