Tilstandsovervågning af vibrationer med frekvensomformere fra Danfoss

Integreret vibrationsanalyse

Frekvensomformere fra Danfoss tilbyder unik integreret tilstandsovervågningsfunktion. For installerede maskiner, der i øjeblikket ikke har adgang til tilstandsovervågningsdata, er disse frekvensomformere en praktisk måde at implementere overvågning og begynde at indsamle ydeevnedata på.

Afspil video

Sammen med statorviklingsovervågning og belastningsområde omfatter tilstandsovervågningsfunktionen, der er integreret i frekvensomformeren, vibrationsovervågning. Vibrationsovervågning udføres ved hjælp af vibrationssensorer, der er nødvendige til signalopsamling. Frekvensomformeren understøtter op til fire vibrationskanaler, der er tilsluttet de analoge indgange, 4-20 mA.

Vibrationsovervågning omfatter to funktioner:

Det generelle vibrationsniveau overvåger mekaniske vibrationer og er nyttigt til tidlig registrering af primære fejlfunktioner som f.eks. ubalance, fejljustering og mekanisk løshed.
Den anden funktion bruger en anden type sensorberegnet værdi, som er nyttig til overvågning af lejenedbrydning, dårlig smøring mm.

De to funktioner supplerer hinanden. Sensorerne leverer en beregnet udgang for en generel vibration (v-rms) eller lejetilstand i et bredere frekvensområde (g-rms).

Tilstandsovervågningens vibrationsanalyse

I Danfoss-implementeringen er vibrationen altid forbundet med motorhastigheden. Dette er værdifuldt, fordi frekvensomformere fra Danfoss tilbyder tærskelværdier, der kan tilpasses driftstilstanden, i modsætning til generel overvågning ved hjælp af absolutte værdier for hele hastighedsområdet. Denne funktion er unik i maskiner med variabel hastighed.

Danfoss’ vibrationsovervågningsfunktion er ikke et diagnostisk system, da det kan overvåge ændringen mellem baselinedata og faktiske værdier via tærskelværdier. De bedste resultater i vibrationsovervågning er dog altid forbundet med observation af ændringen, og en nøglefaktor er permanent overvågning af hastighedsfunktionen.

I henhold til den mekaniske vibrationsstandard ISO 20816-8:2018 skal overvågningsfunktionens frekvensomformerudgang omfatte to advarsler og én alarm, der alle kan vælges. Brugeren modtager en meddelelse om at bekræfte statusændringen for det overvågede aktiv og planlægge vedligeholdelse i overensstemmelse hermed. Denne tidlige advarsel er afgørende for, at operatørerne kan handle hurtigt for at forhindre uplanlagt nedetid for applikationen.

Ud over vibrationsovervågning kan sensorerne være nyttige til at bestemme resonanspunkter fra baselinedataene samt den generelle maskintilstand, hvilket øger kundeværdien.

Vibrationsovervågning hænger sammen med motorhastigheden.

Vibrationssensorer fra Hansford Sensors’ portefølje

Danfoss har indgået et partnerskab med den globale vibrationsleder Hansford Sensors (HS). Tilstandsovervågning af vibrationer er udviklet, testet og valideret ved hjælp af HS-sensorer. Hansford er specialist i vibrationsteori, sensorudvælgelse og -placering, og partnerskabet er til gensidig fordel for begge virksomheder. Hansford fremstiller produkter af høj kvalitet med levetidsgaranti.

Sensorinstallation, placering og monteringstype

Danfoss tilbyder to typer sensorer baseret på form:

Flad bund: Denne opbygningstype er optimeret til montering på klargjorte steder med flad overflade på motoren eller maskinen eller til brug med monteringstilbehør. Monteringstilbehør er nyttigt, når boring/gevindskæring i motoren eller maskinen ikke er en mulighed. (Limpindbolt eller magnet). Begge tilbehørsdele har et matchende M8-hunstik.
Konisk: Nem at montere på runde overflader, hvor der ikke findes et fladt sted på lejehuset. Meget nyttig til mindre motorer < 11 kW. HS-D20C

Placering af sensorer

Der er forskel på optimal placering for v-rms- og g-rms-sensorer.

Billede 1: Monter kun RMS-sensorerne på stift metal, der er rettet ind efter den maksimale vibrationsretning.

Placering af v-rms

HS-D20, der anvendes til overvågning af ubalance, fejljustering og løshed, sidder altid på et fast element i motorhuset. Placer den helst på frekvensomformerens endeleje eller så tæt på dette som muligt. Nogle motorer leveres klargjort med en flad overflade. Sensoren kan monteres ved boring/gevindskæring eller med en limpindbolt eller endda ved hjælp af en magnet, hvis overfladen er magnetisk. Der er mindre risiko for signaltab med denne type RMS-måling.

Med hensyn til akse kan sensorerne monteres lodret eller vandret, så tæt som muligt på frekvensomformerens endeleje.

Én sensor pr. motor er tilstrækkeligt til motorer med nominel effekt op til 15 kW. Til større kapslinger anbefaler vi flere sensorer, hvor typerne kombineres (v-rms og g-rms).

Hvis der kun er monteret én sensor, er det altid god praksis at måle begge akser og vælge den med det højeste vibrationsniveau til permanent installation. De højere vibrationer skyldes strukturel resonans, stivhed eller bevægelsesfrihed, og det er vigtigt at bestemme den dominerende retning.

Billede 1: Monter GPEAK- eller lejesensoren tæt på lejet: radial vandret og radial lodret position som vist.

g-rms- eller lejesensor

HS-D22 måler højere frekvenser op til 5 kHz, som naturligvis ikke overføres i motorhuset. Den måler tilstanden og smøringen af det leje, som den er monteret på. Derfor er montering på lejehuset et must. Kvaliteten af monteringen er vigtig for signalernes pålidelighed. Opnå den bedste forbindelse ved at bore.

Elektrisk tilslutning

For frekvensomformere fra Danfoss tilsluttes sensorerne til klemme T12 (hvid) eller klemme T13 for 24 V-forsyning og AI53 (sort) eller AI54 for signal.

Sådan køber du sensorer til brug med integreret tilstandsovervågningsfunktion i frekvensomformere fra Danfoss

Danfoss-bestillingsnummer	Hansford Sensors-nummer	Beskrivelse
134B8492	HS-D22B10	Transducer 0-10 g, 4-20 mA
134B8493	HS-D20C0255019	Transducer 0-25 mm/s, 4-20 mA, RMS, med M8-montering, konisk bund
134B8494	HS-D20CRT0255408	Transducer 0-25 mm/s, 4-20 mA, RMS, med temperatur PT100
134B8496	HS-AC334-10	Kabel 10 m til 8492 og 8943
134B8497	HS-AC010-10	Kabel 10 m til 8494

Yderligere emner om tilstandsovervågning

Luftfoto af Nordhavn i København, hvor et tilstandsovervågningssignal vises oven på flere bygninger

Tilstandsovervågning med intelligente frekvensomformere

Frekvensomformere fungerer som intelligente sensorer til tilstandsovervågning i automatiserede systemer. Udforsk funktionerne i intelligente frekvensomformere og forskellige vedligeholdelsesstrategier.

Prædiktiv vedligeholdelse ved hjælp af tilstandsovervågning

Prædiktiv vedligeholdelse har vist sig at være et effektivt værktøj til at optimere udstyrets ydeevne, øge oppetiden og reducere vedligeholdelsesomkostningerne.

Fire elmotorer med blå linjer omkring dem, der angiver tilstandsovervågningssensorer

Tilstandsovervågning af elmotorer

Overvågning af motorens ydeevne ved hjælp af° tilstandsovervågning er en enkel og omkostningseffektiv måde at indhente maskindata på°, så der kan tages intelligente beslutninger om vedligeholdelse.

To personer med sikkerhedshjelme kigger og peger på en åben bærbar computer

Forbedret tilstandsovervågning med fjernovervågning

Fjernovervågning giver brugerne mulighed for at få adgang til realtidsdata, reagere tidligt for at undgå afbrydelser, optimere ydeevnen og træffe velinformerede beslutninger.

Fremhævede produkter

Danfoss-produkter, der benytter tilstandsovervågning

Danfoss’ første innovationer

Tilstandsovervågning er opstået på baggrund af Danfoss’ fortid med første innovationer. Frekvensomformere fra Danfoss adskiller sig fra andre frekvensomformere på markedet med intelligente funktioner indbygget i frekvensomformeren, så antallet af eksterne komponenter reduceres.

Mere om frekvensomformere fra Danfoss