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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

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

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

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

AssetAsset ManagementManagement

Instandsetzung

Wartung &Inspektion

Beschaffung

Betrieb

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

Monitoring

MonitoringkonzepteMonitoringkonzepte

Performance Condition

Online Offline Online Offline

oszillierend rotierend

wälzgelagert gleitgelagert

Maschinenunabhängig

Datenmanagement

� Abbildung der Maschine

� Trendaufzeichnung

� Alarmmanagement

� Kennfeldgrößen

� Leistungsaufnahme

� Wirkungsgradberechnung

Online Performance Online Performance MonitoringMonitoring

Ableiten geeigneterKenngrößen wiez.B. eines “Fouling Faktors”

Monitoring

Performance Condition

MaschinenMaschinen üüberwachungskonzepteberwachungskonzepteCondition Condition MonitoringMonitoring

Maschinentyp

Summenwert V eff

Wälzlagerkennwert

HüllkurvenanalyseFFT

Beschleunigungspegel

Monitoring

Schutz

Kurbelwinkelbezogen- Beschl. Zeitsignal- Lastabhängigkeit

Summenwert µm ptp

FFT, ZeitsignalOrbit, WellenpositionAmplitude Phasenwinkel1 x n / 2 x n

Monitoring

Performance

Condition

Systemeigenschaften

� Event Monitoring

� Zuordnung zu denMaschinenelementen

� Maschinenschutz

Datenmanagement

� Unterscheidung der Betriebszustände

� Langzeitspeicherung

� Alarmmanagement

KolbenmaschinenKolbenmaschinen üüberwachungberwachungMade Made byby „„ RotatingRotating EquipmentEquipment ““ BASF BASF

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

Zeitsignal und FFT der SchwingbeschleunigungZeitsignal und FFT der Schwingbeschleunigung

14:27:06.548 14:27:07.142100.0 ms/div

34.90 m/s2

-33.80 m/s2

Deckelseite

8/20/2003

Danger

KurbelwinkelHochfrequente, kurzzeitige Peaks

Zeitdauer bis zurErreichung des Alarms sehr lang

ÜÜberwachung des Zeitsignalsberwachung des Zeitsignals

Bedienkonsole KolbenBedienkonsole Kolben üüberwachungberwachung

Prinzipskizze KolbenverdichterPrinzipskizze Kolbenverdichter

Kreuzkopfbolzenlager

Sensor

Lagerschaden am KreuzkopfbolzenLagerschaden am Kreuzkopfbolzen

Beginnender Schaden am Kreuzkopflager

Zunahme derBeschleunigungswerte:

Instandsetzung wirdempfohlen

Zustand nach derInstandsetzung

ÜÜberwachung des indizierten Druckes eines berwachung des indizierten Druckes eines VerdichtersVerdichters

Monitoring

Performance

Condition

VerbundstandortLudwigshafenBeispiele fBeispiele f üür schwingungsdiagnostische r schwingungsdiagnostische

ÜÜberwachung von Turbomaschinenberwachung von Turbomaschinen

Instabilität durch Lockerung des Lagerkörpers im Lagergehäuse

VerbundstandortLudwigshafenBeispiele fBeispiele f üür schwingungsdiagnostische r schwingungsdiagnostische

ÜÜberwachung von Turbomaschinenberwachung von Turbomaschinen

„Spiel“

AnwendungsbeispielAnwendungsbeispiel

Funktionsprinzip SchraubenverdichterFunktionsprinzip Schraubenverdichter

Orbit SchraubenverdichterOrbit Schraubenverdichter

Monitoring

Performance

Condition

Frequenzselektive AnalyseFrequenzselektive Analyse

Systemeigenschaften

� Frequenzselektive Analyse

� Objektbezogene Zuordnung

� Maschinenschutz

Datenmanagement

� Langzeitspeicherung

� Trendaufzeichnung

� Alarmmanagement

Frequenzselektive AnalyseFrequenzselektive Analyse

Anwendungsbeispiel an einem Anwendungsbeispiel an einem BrennerluftgeblBrennerluftgebl ääse / Aufbau der se / Aufbau der MeMeßßkettekette

Sensor

Drehzahlgeber

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.

Anwendungsbeispiel an einem Anwendungsbeispiel an einem BrennerluftgeblBrennerluftgebl ääse / Frequenzspektrumse / Frequenzspektrum

Beispiel LagertankpumpeBeispiel Lagertankpumpe

Drehzahlverlauf über der Zeit

Wellenschwingung / Lagerbockschwingungen

Online Monitoring erm öglicht:

� verschleißfördernde Betriebszustände zuerkennen

� dem Anlagenfahrer dies zu melden

� Schäden dadurch prokativ zu vermeiden

� TCO zu reduzieren

Beispiel KavitationsBeispiel Kavitations üüberwachungberwachung

CPB CPB Neue Maschine Kavitation 08.06.2005 11:02:21 - *

KavitationKavitation

“Normales Spektrum”

Kavitationsspektrum

Beispiel KavitationsBeispiel Kavitations üüberwachungberwachung

Trendbild der Kavitationsüberwachung

VerbundstandortLudwigshafenFachzentrumFachzentrum Rotating Equipment Rotating Equipment

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

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

Online Monitoring Online Monitoring

Damit dies nicht passiert !!!

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit

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1 Der Verbundstandort Ludwigshafen – größtes zusammenhängendes Chemieareal.

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EINE REISE ZU DEN VIELLEICHT FRÖHLICHSTEN MENSCHEN ... · Mt. DATA – BONTOC – SAGADA (Hängende Särge) – BANAUES weltbekannte REISTERRASSEN – VULKAN PINATUBO – CEBU –

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Neues Einweisungskonzept am Standort Ludwigshafen · Ludwigshafen erhalten (Einweisungsfilm) und den Sicherheitstest über die allgemeinen Sicherheitsvorschriften der BASF ablegen.