Schlüssel zur Überwachung eines Schraubenkompressors mit PHANTOM®-Sensoren und EI-Analytic™

Projektkontext

Ein multinationaler Chemiekonzern mit Sitz in Spanien, der bereits über ein Predictive-Maintenance-Programm auf Basis manueller und periodischer Schwingungsdatenerfassung verfügte, beschloss, einen Schritt weiter zu gehen, indem er die kritischsten und kostspieligsten Maschinen überwacht.

Die Pilotinstallation wird an einem der Industriekältekompressoren durchgeführt, der für die Kühlung der industriellen Prozesse der Anlage zuständig ist, hauptsächlich für Reaktoren und Destillatoren.

Systemdesign

Das System ist unter dem PHANTOM®-Ökosystem mit drahtloser Technologie, automatisierter Datenerfassung und Cloud-Integration über die EI-Analytic™-Plattform konzipiert.

Hauptmerkmale:

• Drahtlose triaxiale Schwingungs- und Temperatursensoren
• Automatische Schwingungsdatenaufzeichnung
• Automatische Temperaturdatenaufzeichnung
• Automatische Drehzahldatenaufzeichnung
• Betriebliche Alarme rund um die Uhr
• KI-basierte Selbstdiagnose
• Fernüberwachung von jedem Gerät aus
• Integration mit Anlagensystemen (SCADA usw.) über API

Schlüsselaspekte

• Kunde: Internationaler Hersteller chemischer Produkte
• Standort: Spanien
• Projekt: Überwachung verschiedener kritischer Variablen für vorausschauende Instandhaltung
• Ziel: Echte zustandsbasierte Instandhaltung der Maschine durchführen, unvorhergesehene Ausfälle vermeiden und Kosten optimieren
• Maschinentyp: Schraubenkompressor
• Projektverantwortlicher: VIBRING

Sensorauswahl

Das Ziel ist die Aufzeichnung präziser Schwingungsdaten, die auf die genaue Drehzahl der Maschine zum Zeitpunkt der Aufzeichnung referenziert sind.

SCHWINGUNG UND TEMPERATUR

Drahtlose triaxiale PHANTOM®-Schwingungs- und Temperatursensoren
Ausgewählt aufgrund ihres Messbereichs, ihrer Auflösungslinien und Genauigkeit, die aus einem Design resultieren, bei dem der niedrige Massenschwerpunkt zuverlässige Ergebnisse über alle drei Messachsen sicherstellt.

DREHZAHL

Drahtloser Analogeingangs-Sensor (4‑20mA) zur Aufzeichnung der Drehzahl direkt vom Ausgang des Frequenzumrichters, der den Kompressormotor steuert.
Anstatt der traditionellen und arbeitsintensiveren Option, einen Drehzahlsensor zu installieren, nutzte das Projekt den direkten Ausgang des Frequenzumrichters, der den Kompressor steuert, und kalibrierte ihn mit einem Handmessgerät.

Sensorposition und -montage

Position und Montagemethode sind entscheidend für eine optimale Datenerfassung.

Nach der Analyse des Motors und des Kompressors wurden die Sensoren an den kritischen Stützpunkten der rotierenden Elemente (Lager) platziert. In diesem Fall wurden, obwohl vier Positionen für eine ordnungsgemäße Überwachung ausreichen würden, fünf ausgewählt, um eine präzisere Erfassung beider Rotoren im Schraubenkompressor zu ermöglichen.

Die Sensoren wurden wie folgt positioniert:

• Punkt 1: M‑NDE – Motorseite nicht-angetrieben am Lager
• Punkt 2: M‑DE – Motorseite angetrieben am Lager
• Punkt 3: C‑DE – Kompressorseite angetrieben am Lager
• Punkt 4: C‑NDE‑MR – Kompressorseite nicht-angetrieben am männlichen Rotor
• Punkt 5: C‑NDE‑FR – Kompressorseite nicht-angetrieben am weiblichen Rotor

Die Sensoren wurden durch Verschrauben auf einer Metallbasis montiert, die anschließend mit Kontaktklebstoff und Beschleuniger an den identifizierten Punkten befestigt wurde. Diese Technik bietet ausreichende Stabilität für eine zuverlässige Datenerfassung, ohne mechanische Eingriffe am Maschinengehäuse zu erfordern. Mögliche Positionen wurden zuvor untersucht, um Stabilität zu gewährleisten; dabei wurde Farbe entfernt, um eine perfekte Haftung zu sichern.

Kommunikationsgehäuse -Combox-

Dieses Gehäuse integriert die Kommunikationstechnologie zwischen den Sensoren und der Plattform, die die Daten in der Cloud speichert.

Das Kommunikationsgehäuse enthält die entsprechenden elektrischen Schutzvorrichtungen und ein PHANTOM® GATEWAY mit Bluetooth-, WLAN- und Ethernet-Verbindungen.

Die Sensoren kommunizieren über Bluetooth mit dem Gateway, das sich dann über WLAN- oder Ethernet-Netzwerke verbindet, um die Daten an die EI-Analytic™-Cloud-Plattform zu senden.

Der Vorgang erfolgt sofort, und die Daten können von jedem Standort aus mit einem internetfähigen Gerät (PC, Tablet, Smartphone usw.) eingesehen und analysiert werden.

EI-Analytic™

Über die Plattform wird das gesamte System konfiguriert – von der Datenerfassung und Achsenkonfiguration in den Sensoren bis zum Alarmsystem.

Die Plattform nutzt modernste Technologie mit Werkzeugen wie Machine Learning und Selbstdiagnose, um normale Betriebsschwellenwerte zu bestimmen und Ausfälle zu erkennen.

Die aufgezeichneten Daten können jederzeit analysiert werden, da die Plattform alle notwendigen Werkzeuge für die Schwingungsanalyse umfasst. Trendgraphen – sowohl für Geschwindigkeit, Beschleunigung als auch Hüllkurve – sind unerlässlich für die Bewertung des aktuellen und zukünftigen Maschinenzustands. Das System benachrichtigt die Plattformnutzer per E-Mail über ausgelöste Alarme, wenn konfigurierte Alarmschwellenwerte überschritten werden, und ermöglicht ihnen so die Überprüfung und entsprechende Maßnahmen.