Overvåking av vibrasjonsforhold med frekvensomformere fra Danfoss

Integrert vibrasjonsanalyse

Danfoss frekvensomformere tilbyr unik integrert tilstandsbasert overvåkingsfunksjonalitet (CBM). For installerte maskiner der det for øyeblikket ikke er tilgang til tilstandsovervåkingsdata, er disse omformerne en praktisk måte å implementere overvåking og begynne å samle inn ytelsesdata på.

Spill av video

I tillegg til overvåking av statorviklinger og lastkurve er vibrasjonsovervåking inkludert i den integrerte CBM-funksjonaliteten i frekvensomformerne. Vibrasjonsovervåking utføres ved hjelp av vibrasjonssensorer, som er nødvendige for å innhente signaler. Frekvensomformeren støtter opptil fire vibrasjonskanaler, koblet til de analoge inngangene, 4–20 mA.

Vibrasjonsovervåking består av 2 funksjoner:

Generelt totalt vibrasjonsnivå overvåker mekanisk vibrasjon og er nyttig for tidlig påvisning av store feil som ubalanse, feiljustering og mekanisk løshet.
Den andre funksjonen bruker en annen type sensorberegnet verdi, som er nyttig for overvåking av lagerforringelse, dårlig smøring og annet.

De to funksjonene utfyller hverandre. Sensorene gir et beregnet utsignal for en generell vibrasjon (v-rms) eller lagertilstand i et bredere frekvensområde (g-rms).

Tilstandsovervåking med vibrasjonsanalyse

I Danfoss-implementeringen er vibrasjonen alltid korrelert med motorhastigheten. Dette er verdifullt fordi frekvensomformere fra Danfoss tilbyr terskler som kan tilpasses driftstilstanden, i motsetning til generell overvåking som bruker absolutte verdier for hele hastighetsområdet. Denne muligheten er unik i maskiner med variabel hastighet.

Danfoss vibrasjonsovervåkingsfunksjonalitet er ikke et diagnostisk system, og kan overvåke endringen mellom utgangsdata og faktiske verdier via terskler. De beste resultatene ved vibrasjonsovervåking er imidlertid alltid knyttet til observasjon av endringen, og permanent overvåking av hastighetsfunksjonen er en nøkkelfaktor.

I henhold til den mekaniske vibrasjonsstandarden ISO 20816-8:2018 må frekvensomformerutgangen til overvåkingsfunksjonen bestå av to advarsler og én alarm, som alle kan velges. Brukeren mottar et varsel om å bekrefte statusendringen for den overvåkede ressursen og planlegge vedlikehold i henhold til dette. Dette tidlige varselet er avgjørende for at operatørene skal kunne handle raskt og forebygge uforutsette avbrudd i applikasjonen.

I tillegg til vibrasjonsovervåking kan sensorene være nyttige for å bestemme resonanspunkter fra utgangsdataene samt maskinens generelle helse, noe som øker verdien for kunden.

Vibrasjonsovervåking er korrelert med motorhastigheten.

Vibrasjonssensorer fra Hansford Sensors-porteføljen

Danfoss har inngått et partnerskap med den globalt ledende leverandøren Hansford Sensors (HS). CBM vibrasjonsovervåking er utviklet, testet og validert ved bruk av HS-sensorer. Hansford er spesialist på vibrasjonsteori, sensorvalg og plassering, og samarbeidet er gjensidig fordelaktig for begge selskapene. Hansford produserer produkter av høy kvalitet med livstidsgaranti.

Sensorinstallasjon, plassering og monteringstype

Danfoss tilbyr to typer sensorer basert på utforming:

Flat base: Denne utformingen er optimalisert for installasjon på forberedte flate flater på motorer eller maskiner, eller for bruk med monteringstilbehør. Monteringstilbehør er nyttig når boring/gjenging i motoren eller maskinen ikke er et alternativ. (limt bolt eller magnet). Begge tilbehørene har en matchende M8-hunn.
Konisk: Lett å installere på runde overflater der det ikke finnes flate punkter på lagerhuset. Svært nyttig for mindre motorer < 11 kW. HS-D20C

Plassering av sensorer

Det er forskjell på optimal plassering for v-rms- og g-rms-sensorer.

Bilde 1: Monter RMS-sensorene bare på stivt metall, innrettet med retningen for maksimal vibrasjon.

Plassering av v-rms

HS-D20 som brukes til å overvåke ubalanse, feiljustering og løshet, er alltid på et stivt element i motorhuset. Ideelt sett plasseres den på lageret i drivenden eller så nær dette som mulig. Noen motorer leveres klargjort med en flat overflate. Sensoren kan monteres ved boring/gjenging eller med en limt bolt eller til og med ved bruk av en magnet hvis overflaten er magnetisk. Det er mindre risiko for signaltap for denne typen RMS-måling.

Når det gjelder akse, kan sensorene monteres vertikalt eller horisontalt, så nær lageret i drivenden som mulig.

Én sensor per motor er tilstrekkelig for motorer opp til 15 kW. For større rammebetegnelser anbefaler vi flere sensorer, i en kombinasjon av typer (v-rms og g-rms).

Hvis bare én sensor er installert, er det alltid god praksis å måle begge akser og velge den med høyest vibrasjonsnivå for permanent installasjon. Den høyeste vibrasjonen forårsakes av strukturell resonans, stivhet eller bevegelsesfrihet, og det er viktig å bestemme den dominerende retningen.

Bilde 1: Monter GPEAK- eller lagersensoren nær lageret: radial horisontal og radial vertikal posisjon som vist.

g-rms- eller lagersensor

HS-D22 måler høyere frekvenser opp til 5 kHz som åpenbart ikke overføres i motorhuset. Den måler tilstanden og smøringen til lageret som den er montert på. Derfor er montering på lagerhuset helt nødvendig. Kvaliteten på monteringen er viktig for signalkonsistensen. Best forbindelse oppnås ved å bore.

Elektrisk tilkobling

For Danfoss frekvensomformere kobles følerne til klemme T12 (hvit) eller klemme T13 for 24 V-forsyning og AI53 (svart) eller AI54 for signal.

Slik kjøper du sensorer for bruk med integrert CBM-funksjonalitet i Danfoss frekvensomformere

Danfoss ordrenummer	Hansford Sensors-nummer	Beskrivelse
134B8492	HS-D22B10	Transduser 0-10 g, 4-20 mA
134B8493	HS-D20C0255019	Transduser 0-25 mm/s, 4-20 mA, RMS, med M8-montering, konisk bunn
134B8494	HS-D20CRT0255408	Transduser 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

Flere temaer innen tilstandsbasert overvåking

Nordhavn i København sett fra luften, med et tilstandsbasert overvåkingssignal som vises på toppen av flere bygninger

Tilstandsovervåking med intelligente frekvensomformere

Frekvensomformere fungerer som intelligente sensorer for tilstandsovervåking i automatiserte systemer. Utforsk egenskapene til intelligente frekvensomformere og ulike vedlikeholdsstrategier.

Prediktivt vedlikehold med tilstandsovervåking

Prediktivt vedlikehold har vist seg å være et kraftig verktøy for å optimalisere utstyrets ytelse, redusere avbrudd og redusere vedlikeholdskostnadene.

Fire elektromotorer med blå omriss som indikerer tilstandsovervåkningssensorer

Tilstandsovervåking for elektromotorer

Overvåking av motorytelse ved hjelp av tilstandsbasert overvåking er en enkel og kostnadseffektiv måte å innhente maskindata på for smarte vedlikeholdsbeslutninger.

2 personer i hjelm som ser og peker på en åpen bærbar PC

Bedre tilstandsovervåking med fjernovervåking

Fjernovervåking gir brukerne tilgang til sanntidsdata, slik at de kan reagere tidlig for å unngå avbrudd, optimalisere ytelsen og ta informerte beslutninger.

Fremhevede produkter

Danfoss produkter med tilstandsbasert overvåking

Danfoss første innovasjoner

CBM har vokst frem fra en historie med Danfoss første innovasjoner. Danfoss frekvensomformere skiller seg fra andre på markedet med innebygde, intelligente funksjoner for å redusere behovet for eksterne komponenter.

Mer om Danfoss Drives