professionell kundenorientiert kostenbewusst online ... · 2 verbundstandort fachzentrum rotating...
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� professionell
� kundenorientiert
� kostenbewusst
VerbundstandortLudwigshafen
OnlineOnline --MonitoringMonitoringan Industriemaschinenan Industriemaschinen
Dipl.Dipl.--Ing. R. Schuhmann, Ing. R. Schuhmann, Fachzentrum Fachzentrum -- RotatingRotating EquipmentEquipmentIII. RTM Forum Stuttgart 15.April 2008 III. RTM Forum Stuttgart 15.April 2008
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VerbundstandortLudwigshafenFachzentrum Fachzentrum RotatingRotating Equipment Equipment
Die BASF in LudwigshafenDie BASF in Ludwigshafen
� das weltweit größte zusammen-
hängende Chemieareal der Welt
� Werksfläche von über 10 km²
� ~ 200 Produktionsbetriebe
� ~ 2.000 Gebäude
� ~ 8.000 Endprodukte
� ~ 34.000 Beschäftigte
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VerbundstandortLudwigshafenFachzentrum Fachzentrum RotatingRotating Equipment Equipment
Anzahl der betreuten Maschinen in Anzahl der betreuten Maschinen in LudwigshafenLudwigshafen
~ 400 Kolbenverdichter
~ 100 Turboverdichter
~ 90 Schraubenverdichter
~ 220 Membranpumpen
~ 120 Rootsgebläse
~ 80 Gas- und Dampfturbinen
~ 40.000 Pumpen
~ 200 Zentrifugen und Extruder
~ 40.000 Elektromotoren
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Fachzentrum Fachzentrum RotatingRotating EquipmentEquipment
Rotating Equipment
VerfahrenstechnischeMaschinen
ElektrischeMaschinen
KälteanlagenKolbenmaschinen
ProjektierungDiagnostikMonitoring
Turbomaschinen
• Schwingungsanalysen
• Auswuchten von Rotoren
• Ölanalysen, Schmierstoffberatung
• Druckstoß- und Pulastionsberechnungen
• Rotordynamik
• Beschaffung, Inbetriebnahme, Betreuung
von Maschinenüberwachungskonzepten
• Wartung & Inspektion
• Mobile Computing
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AssetAsset ManagementManagement
Instandsetzung
Wartung &Inspektion
Beschaffung
Betrieb
TCO
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Nutzen vorhandener Prozessdaten(Drücke, Temperaturen, Schwingungen, etc.)
Berechnung zu abgeleiteten Größen
(Volumenstrom, Kennfeldgrößen, Wirkungsgrade, RMS, etc.)
Verknüpfung zu
instandhaltungsrelevanten Informationen (Maschinen- Anlagenoptimierung, Standzeitenverlängerung, etc.)
Fachzentrum Fachzentrum RotatingRotating Equipment Equipment
AssetAsset Management fManagement f üür rotierende Maschinenr rotierende Maschinen
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Monitoring
Fachzentrum Fachzentrum RotatingRotating Equipment Equipment
MonitoringkonzepteMonitoringkonzepte
Performance Condition
Online Offline Online Offline
oszillierend rotierend
wälzgelagert gleitgelagert
Maschinenunabhängig
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Datenmanagement
� Abbildung der Maschine
� Trendaufzeichnung
� Alarmmanagement
� Kennfeldgrößen
� Leistungsaufnahme
� Wirkungsgradberechnung
Online Performance Online Performance MonitoringMonitoring
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Online Performance Online Performance MonitoringMonitoring
Ableiten geeigneterKenngrößen wiez.B. eines “Fouling Faktors”
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Monitoring
Fachzentrum Fachzentrum RotatingRotating Equipment Equipment
MonitoringkonzepteMonitoringkonzepte
Performance Condition
Online Offline Online Offline
oszillierend rotierend
wälzgelagert gleitgelagert
Maschinenunabhängig
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VerbundstandortLudwigshafenFachzentrum Fachzentrum RotatingRotating Equipment Equipment
MaschinenMaschinen üüberwachungskonzepteberwachungskonzepteCondition Condition MonitoringMonitoring
Maschinentyp
oszillierend rotierend
wälzgelagert gleitgelagert
Summenwert V eff
Wälzlagerkennwert
HüllkurvenanalyseFFT
Beschleunigungspegel
Monitoring
Schutz
Kurbelwinkelbezogen- Beschl. Zeitsignal- Lastabhängigkeit
Summenwert µm ptp
FFT, ZeitsignalOrbit, WellenpositionAmplitude Phasenwinkel1 x n / 2 x n
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Monitoring
Performance
Fachzentrum Fachzentrum RotatingRotating Equipment Equipment
MonitoringkonzepteMonitoringkonzepte
Condition
Online Offline Online Offline
oszillierend rotierend
wälzgelagert gleitgelagert
Maschinenunabhängig
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Systemeigenschaften
� Event Monitoring
� Zuordnung zu denMaschinenelementen
� Maschinenschutz
Datenmanagement
� Unterscheidung der Betriebszustände
� Langzeitspeicherung
� Alarmmanagement
Fachzentrum Fachzentrum RotatingRotating Equipment Equipment
KolbenmaschinenKolbenmaschinen üüberwachungberwachungMade Made byby „„ RotatingRotating EquipmentEquipment ““ BASF BASF
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14:27:06.548 14:27:07.142100.0 ms/div
34.90 m/s2
-33.80 m/s2
Deckelseite
8/20/2003
Time waveform
FFT Spectrum
Fachzentrum Fachzentrum RotatingRotating Equipment Equipment
Zeitsignal und FFT der SchwingbeschleunigungZeitsignal und FFT der Schwingbeschleunigung
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14:27:06.548 14:27:07.142100.0 ms/div
34.90 m/s2
-33.80 m/s2
Deckelseite
8/20/2003
Danger
Alarm
KurbelwinkelHochfrequente, kurzzeitige Peaks
Zeitdauer bis zurErreichung des Alarms sehr lang
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ÜÜberwachung des Zeitsignalsberwachung des Zeitsignals
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Bedienkonsole KolbenBedienkonsole Kolben üüberwachungberwachung
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Prinzipskizze KolbenverdichterPrinzipskizze Kolbenverdichter
UT OT
Kreuzkopfbolzenlager
Sensor
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Lagerschaden am KreuzkopfbolzenLagerschaden am Kreuzkopfbolzen
Beginnender Schaden am Kreuzkopflager
OT UT
Zunahme derBeschleunigungswerte:
Instandsetzung wirdempfohlen
OT UT
Zustand nach derInstandsetzung
OT UT
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ÜÜberwachung des indizierten Druckes eines berwachung des indizierten Druckes eines VerdichtersVerdichters
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Monitoring
Performance
Fachzentrum Fachzentrum RotatingRotating Equipment Equipment
MonitoringkonzepteMonitoringkonzepte
Condition
Online Offline Online Offline
oszillierend rotierend
wälzgelagert gleitgelagert
Maschinenunabhängig
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VerbundstandortLudwigshafenBeispiele fBeispiele f üür schwingungsdiagnostische r schwingungsdiagnostische
ÜÜberwachung von Turbomaschinenberwachung von Turbomaschinen
Instabilität durch Lockerung des Lagerkörpers im Lagergehäuse
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VerbundstandortLudwigshafenBeispiele fBeispiele f üür schwingungsdiagnostische r schwingungsdiagnostische
ÜÜberwachung von Turbomaschinenberwachung von Turbomaschinen
„Spiel“
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AnwendungsbeispielAnwendungsbeispiel
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Funktionsprinzip SchraubenverdichterFunktionsprinzip Schraubenverdichter
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Orbit SchraubenverdichterOrbit Schraubenverdichter
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Monitoring
Performance
Fachzentrum Fachzentrum RotatingRotating Equipment Equipment
MonitoringkonzepteMonitoringkonzepte
Condition
Online Offline Online Offline
oszillierend rotierend
wälzgelagert gleitgelagert
Maschinenunabhängig
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Frequenzselektive AnalyseFrequenzselektive Analyse
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Systemeigenschaften
� Frequenzselektive Analyse
� Objektbezogene Zuordnung
� Maschinenschutz
Datenmanagement
� Langzeitspeicherung
� Trendaufzeichnung
� Alarmmanagement
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Frequenzselektive AnalyseFrequenzselektive Analyse
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Anwendungsbeispiel an einem Anwendungsbeispiel an einem BrennerluftgeblBrennerluftgebl ääse / Aufbau der se / Aufbau der MeMeßßkettekette
Sensor
Drehzahlgeber
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Spektren Spektrum V 064 01 Laufrads. vert 20.04.2005 13:36:04 - *
01 Laufrads. vert
Durch Aufleuchten der LED-Anzeigewurde eine Unwucht an einem Brennerluftgebläse detektiert
Spektren Spektrum V 064 01 Laufrads. vert 21.04.2005 15:14:31 - *
01 Laufrads. vert
Frequenzspektrum nach Wuchtendes Laufrades.
Fachzentrum Fachzentrum RotatingRotating Equipment Equipment
Anwendungsbeispiel an einem Anwendungsbeispiel an einem BrennerluftgeblBrennerluftgebl ääse / Frequenzspektrumse / Frequenzspektrum
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Beispiel LagertankpumpeBeispiel Lagertankpumpe
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Beispiel LagertankpumpeBeispiel Lagertankpumpe
Drehzahlverlauf über der Zeit
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Beispiel LagertankpumpeBeispiel Lagertankpumpe
Wellenschwingung / Lagerbockschwingungen
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Beispiel LagertankpumpeBeispiel Lagertankpumpe
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Beispiel LagertankpumpeBeispiel Lagertankpumpe
Online Monitoring erm öglicht:
� verschleißfördernde Betriebszustände zuerkennen
� dem Anlagenfahrer dies zu melden
� Schäden dadurch prokativ zu vermeiden
� TCO zu reduzieren
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Beispiel KavitationsBeispiel Kavitations üüberwachungberwachung
CPB CPB Neue Maschine Kavitation 08.06.2005 11:02:21 - *
KavitationKavitation
“Normales Spektrum”
Kavitationsspektrum
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Beispiel KavitationsBeispiel Kavitations üüberwachungberwachung
Trendbild der Kavitationsüberwachung
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Online Diagnose Online Diagnose WeltweitWeltweit 2006 / 20102006 / 2010
Ludwigshafen
Wingas Kassel
Tarragona
Nanjing
Port ArthurWintershall Libyen
Antwerpen
In PlanungIm Betrieb
Iststand:
24 Turbomaschinen16 Kolbenmaschinen
Weitere geplant:
20 Turbomaschinen10 Kolbenmaschinen
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Online Monitoring Online Monitoring
Fazit:
� Online Monitoring bietet die Möglichkeit unzulässige Betriebszustände zu Alamieren um dadurch Schädenzu verhindern
� Für verschiedene Maschinentypen müssen sehrunterschiedliche Strategien angewendet werden.
� Hieraus entsteht das Problem der Systemvielfalt
� Lösung zum Beispiel durch Aktivitäten wie VDMAPumpenprofil
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Online Monitoring Online Monitoring
Damit dies nicht passiert !!!
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit