S diagnostickou jednotkou DUV10A nabízí SEW EURODRIVE nástroj pro jednoduché a spolehlivé sledování například valivých ložisek. Diagnostická jednotka DUV10A měří intenzitu vibrací v tělese a vypočítává z ní spektrum frekvencí. Na základě tohoto spektra se průběžně vyhodnocuje stav valivých ložisek. Senzor vibrací a vyhodnocovací elektronika jsou přitom společně plně integrovány v diagnostické jednotce.

Základní vlastnosti a použití:

• Individuální plánování intervalů údržby.
• Včasné rozpoznání opotřebení ložisek.
• Snadné rozpoznání a odečtení stavu ložisek, resp. rozvoje poškození: zelená, žlutá a červená barva signalizují rozvoj poškození.
• Možnosti sledování s odečítání přímo na senzoru nebo externí vizualizace prostřednictvím výstupů (možnost propojení jednotky DUV10A se systémem sběrnice)
• Diagnostika až 20 jednotlivých problémů (např. frekvence záběru zubů, nevyváženost)
• Hlídač celkové úrovně vibrací.
• Decentrální měření, zpracování a vyhodnocení vibrací.

Princip funkce

Diagnostická jednotka DUV10A nepřetržitě snímá rychlostí 32 tis. vzorků/s chvění na povrchu motoru, které se jím šíří, a rozborem / porovnáním spektra jeho frekvencí pomocí výpočtu algoritmu rychlé Fourierovi transformace (FFT) zjišťuje různá poškození rotujících (pohyblivých) částí, např. stav ložisek, nevyváženost apod. Prakticky tak snímač DUV10A provádí neustálou analýzu spektra měřeného signálu.

Amplitudy "škodlivých frekvencí" zjištěné v naměřeném signálu jsou totiž způsobené i malými periodickými vibracemi generovanými mechanickými i malými poškozeními právě v pohyblivých částech motoru, například částí valivých ložisek motoru, jakými jsou vnitřní kroužek, vnější kroužek, valivá tělíska apod. A to již dlouho před velkými poškozeními typu zadření ložiska. Pokud jsou ložiska či jiné rotující části v pořádku, zmíněné "škodlivé" frekvence se v měřeném signálu nevyskytují.

Diagnostické zařízení SEW DUV10A měří opotřebení pohyblivých částí motoru prostřednictvím analýzy frekvenčního spektra naměřeného vibračního signálu získaného výpočtem FFT transformace.

Vyhodnocení diagnostiky

Automatická diagnostika motoru se u jednotky DUV10A určuje definicí modelu motoru prostřednictvím tzv. diagnostických objektů. Každý jednotlivý diagnostický objekt pak představuje jednu konkrétní zkoumanou vlastnost nebo místo motoru a skládá z jedné skupiny typických frekvencí různých poškození. Ty jsou definovány tzv. frekvenčními faktory. Výsledkem frekvence otáčení vynásobené frekvenčním faktorem je informace o okamžité frekvenci poškození. Pokud jsou tedy konstantní otáčky motoru, je konstantní i frekvence generující dané poškození.

Příklady výběru částí a vlastností motoru (tzv. diagnostických objektů), u nichž se bude zjišťovat úroveň opotřebení snímačem DUV10A. Výběr vlastností se provádí nastavovacím PC softwarem DUV10A-S.

Diagnostikované objekty (například sledovaná ložiska) se definují pomocí nastavení snímače pomocí počítačového softwaru DUV10A-S a připojení PC na snímač pomocí sériové komunikace RS-232. Do snímače se ukládá sada parametrů (otáčky motoru, frekvenční faktor, faktor přenosu signálu, analytická metoda HFFT nebo FFT, počet hodnot a hystereze apod.), které využívá hodnotící algoritmus běžící v procesoru snímače a průběžně vyhodnocující signál z integrovaného elektronického senzoru zrychlení (elektronický akcelerometr). Vyhodnocení a sledování stavu ložisek se provádí relativní metodou vzhledem k "naučeným" vztažným hodnotám bezporuchového stavu. DUV10A navíc volitelně provádí i další přidružená měření, jako maximální střední nebo maximální absolutní hodnoty zrychlení.

Snímač DUV10A stačí připojit k PC přes sériovou linku RS-232, zobrazit aktuální frekvenční analýzu a nahrát do snímače nastavení o tom, jaké části motoru se mají sledovat (jaké frekvence) a při jakých úrovních signálů se má hlásit vysoký stav opotřebení.

Při zjištění škodlivých složek v měřeném signálu odpovídající nějakému poškození rotujících částí a jejich úroveň překročení určitou nastavenou mez, je aktivována indikační LED dioda (žlutá předběžný alarm, červená hlavní alarm) a sepnut indikační výstup a pro zaslání hlášení nadřazenému systému, do řídicího vstupu frekvenčního měniče, či pro zapnutí nějaké indikace (například světelné). Současně se však na světelném sloupci LED diod přímo na hlavici snímače zobrazuje aktuální úroveň poškození. Takto lze sledovat nezávisle až 5 různých objektů (například 1.objekt = ložisko, 2. objekt = hřídel atd.) nebo až 20 jednotlivých frekvencí.

Montáž a zprovoznění

Montáž snímače se provádí na nepohybujícím se povrchu (kryt) motoru prostřednictvím šroubení v blízkosti valivých ložisek motoru kolmo k ose otáčení. Měřící sonda (senzor akcelerometru) je v kontaktu s povrchem motoru a nad ním se nachází vyhodnocovací a indikační hlavice rozměrů 58 x 38 x 36 mm.

Pro základní rychlé zprovoznění je k dispozici "Teach-In" funkce automatického učení v typických provozních podmínkách, která se dá spustit nejen z PC softwaru, ale i tlačítkem. Pokud jsou otáčky v předem definovaném provozním rozsahu otáček, lze pomocí "Teach-In" učení změřit referenční hodnoty běžícího stroje bez poruch, které se do snímače uloží a následně využijí pro identifikaci závady či rostoucího opotřebení.

Rozšířené možnosti

Měření diagnostická jednotka dokáže provádět jak při fixních otáčkách (motor provozován bez regulace), tak ale též při proměnných otáčkách (například při řízení motoru z frekvenčního měniče). V druhém případě je však nutné do snímače zavést zpětnou vazbu v podobě signálu proudové smyčky 4-20 mA úměrný právě aktuální rychlosti otáčení motoru. Maximální provozní rozsah činí 12 až 3500 otáček/min.

Závěr

Diagnostický snímač opotřebení / poškození elektromotorů SEW DUV10A je pěkným příkladem zatím ne zcela běžného moderního snímače, využívající technologie výkonných integrovaných obvodů (integrovaný akcelerometr s DSP procesorem) a výzkumů posledních 10 let na poli vývoje algoritmů vyhodnocení vibrací pro potřeby snadného monitorování opotřebení pohyblivých částí strojů a zařízení a včasného hlášení blížící se závady. Zvláště v případě průmyslově velmi důležitých strojů (pohonů), které jsou skoro pořád trvale v běhu a jejich porucha znamená velké provozní následky, je možnost včasné indikace nutnosti opravy/výměny velmi důležitá a prakticky i finančně výhodná. V těchto případech se investice do takového diagnostického snímače velmi vyplatí a vrátí.   

Odkazy: 

• Stránky výrobce SEW EURODRIVE o snímači DUV10A: http://www.sew-eurodrive.cz/produkt/duv-diagnostick-jednotka-vibrac.htm