Pomiar i analiza drgań w utrzymaniu ruchu
Dlaczego mierzymy drgania?
Każda pracująca maszyna generuje charakterystyczny dla siebie rodzaj drgań i wibracji. Jeśli energia drgań zaczyna przekraczać ustalone limity, może to oznaczać, że maszyna jest źle wyważona, doszło do poluzowania części, zużycia łożysk lub uszkodzenia innego elementu. Odpowiednio wczesne wykrycie nieprawidłowości będzie miało kluczowe znaczenie dla zapewnienia nieprzerwanej pracy parku maszynowego.
Dzisiejsza technologia pozwala precyzyjnie zmierzyć i zinterpretować drgania, czy to poprzez okresowe zbieranie danych, czy z wykorzystaniem systemów ciągłego monitorowania stanu maszyn. Wielu praktyków uważa nawet, że pomiar i analiza drgań to jedna z najdokładniejszych metod stosowanych w diagnostyce urządzeń wirujących, będąca niezastąpionym źródłem informacji o stanie technicznym silników elektrycznych, turbin czy przekładni.
Podsumujmy zatem najważniejsze korzyści wynikające z pomiaru drgań:
- Wczesne wykrycie nadmiernych drgań zapobiega poważnym awariom.
- Dane zebrane w czasie pomiarów pozwalają optymalnie rozplanować prace konserwacyjne.
- Zmniejsza się liczba przestojów spowodowanych nagłymi usterkami.
- Regularne inspekcje wydłużają żywotność parku maszynowego.
- Wyeliminowanie szkodliwych czynników zwiększa bezpieczeństwo pracowników zakładu.
Drgania w złożonych instalacjach łatwiej zrozumieć dzięki unikalnemu połączeniu monitorowania wibracji z danymi procesowymi.
Monitorowanie drgań w czasie rzeczywistym
Na rynku istnieje wiele systemów ciągłego monitorowania stanu maszyn, które mają za zadanie wykrywanie zmian w drganiach oraz alarmowanie o przekroczeniu krytycznych wartości. Jednym z nich jest ibaInSpectra – moduł technologiczny będący częścią systemu akwizycji danych niemieckiej firmy IBA. ibaInSpectra oferuje pełen zakres monitorowania drgań w czasie rzeczywistym: od analizy pasm częstotliwości, przez monitorowanie widma częstotliwościowego, po obserwację i analizę ruchu (orbity) wału.
W przeciwieństwie do wielu innych systemów tego typu, ibaInSpectra nie ogranicza się do specyficznego producenta ani pojedynczych maszyn, ale wykorzystuje szerokie możliwości połączeń. Dzięki temu nadaje się do zastosowania w bardzo różnorodnych strukturach, które charakteryzują się występowaniem wielu typów urządzeń czy sterowników. Ze względu na płynną integrację z oprogramowaniem do akwizycji danych, zarówno wyniki pomiaru drgań, jak i inne dane dotyczące maszyn, procesów, materiałów i jakości, mogą być pozyskiwane centralnie i skorelowane ze sobą. W ten sposób, oprócz standardowej analizy drgań maszyny, można ustalić wpływ wibracji na jakość produktu oraz stabilność całego procesu.
ibaInSpectra różni się od systemów monitorowania stanu, które zaprojektowano z myślą o długoterminowych trendach i które analizują czujniki drgań krótkotrwale, w odstępach wielu godzin lub dni. Dzięki InSpectra czujniki są monitorowane synchronicznie i w sposób ciągły, a bieżące analizy częstotliwości wyświetlane w czasie rzeczywistym. Negatywne trendy oraz istotne korelacje można zidentyfikować już na wczesnym etapie procesu. Stany krytyczne lub przekroczenia wartości granicznych są sygnalizowane natychmiast, co znacząco przyczynia się do ochrony ludzi, maszyn i materiałów.
ibaInSpectra udostępnia kilka konfigurowalnych modułów:
- Moduł Expert oferuje najbardziej zróżnicowane możliwości parametryzacji dla analizy pasma częstotliwości i jest preferowanym narzędziem dla ekspertów z zakresu pomiaru drgań i wibracji.
- Moduł Autoadaptacji uczy się widm charakterystycznych dla różnych warunków procesu i na tej podstawie wykrywa zmiany widma częstotliwości w czasie.
- Moduł Orbity służy do monitorowania i analizy ruchu wału, na przykład łożysk ślizgowych.
Przykładowe okno w programie ibaInSpectra: 1 – widmo częstotliwościowe sygnału wejściowego; 2 – elementy sterowania widokiem; 3 – wykres orbity.
Analiza drgań w trybie offline
Monitorowanie wibracji w czasie rzeczywistym to jeszcze nie wszystko. Dane zebrane podczas pomiaru drgań można poddać kompleksowej analizie także w trybie offline. Służy do tego aplikacja ibaAnalyzer-InSpectra, która łączy funkcjonalności ibaInSpectra z wydajnym narzędziem do analizy danych i diagnozowania przyczyn problemów (ibaAnalyzer).
ibaAnalyzer-InSpectra umożliwia konfigurowanie reguł obliczeniowych w postaci profili offline i testowanie ich na już zarejestrowanych danych. Profile te można następnie przesłać do ibaInSpectra i tam wykorzystać. Podobnie w drugą stronę: istniejące profile z ibaInSpectra można przenieść do ibaAnalyzer w celu dostosowania obliczeń lub wartości granicznych.
Rozbudowane funkcje ibaAnalyzer-InSpectra pozwalają na weryfikację wartości, które wywołały alarm, a także na analizę problemu w trybie offline. Wyniki można zestawić w raporcie przy pomocy zintegrowanego generatora raportów lub przekazać do bazy danych celem przeprowadzenia badań długoterminowych.
Narzędzia analityczne mają ogromne znaczenie dla prawidłowego określenia stanu maszyn oraz przyczyn problemów z wibracjami. Zintegrowanie analizy drgań z narzędziem ibaAnalyzer otwiera zupełnie nowe możliwości badania korelacji pomiędzy zachowaniem procesów a występowaniem drgań.
Przykładowe okno w programie ibaAnalyzer-InSpectra: 1 – obszar konfiguracji sygnałów wejściowych i profili obliczeniowych; 2 – wizualizacja Modułu Expert; 3 – obszar odtwarzania zdarzeń; 4 – panel nawigacji; 5 – tabela wyników z obliczonymi wartościami znamionowymi; 6 – wizualizacja Modułu Orbity.
ibaInSpectra
Dzięki ibaInSpectra drgania są stale monitorowane, a źródła ewentualnych błędów można wykryć już na wczesnym etapie. Ponieważ ibaInSpectra jest zintegrowana z ibaPDA, można dokonać nie tylko analizy samych drgań, ale także określić potencjalne zależności pomiędzy efektami wibracyjnymi a przebiegiem całego procesu.
ibaAnalyzer-InSpectra
ibaAnalyzer-InSpectra umożliwia korzystanie z wydajnej biblioteki ibaInSpectra w trybie offline. Konfiguracje analityczne można wstępnie zaprojektować i przetestować offline w ibaAnalyzer, a następnie przenieść do ibaPDA w celu monitorowania wibracji w czasie rzeczywistym.