professionell kundenorientiert kostenbewusst Online ... · 2 Verbundstandort Fachzentrum Rotating...

� 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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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


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



Performance Condition





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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

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Monitoring

Performance



Condition





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Systemeigenschaften

� Event Monitoring

� Zuordnung zu denMaschinenelementen

� Maschinenschutz

Datenmanagement

� Unterscheidung der Betriebszustände

� Langzeitspeicherung

� Alarmmanagement


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


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


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



Condition





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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



Condition





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Frequenzselektive AnalyseFrequenzselektive Analyse

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Systemeigenschaften

� Frequenzselektive Analyse

� Objektbezogene Zuordnung

� Maschinenschutz

Datenmanagement

� Langzeitspeicherung

� Trendaufzeichnung

� Alarmmanagement


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.


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

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Beispiel LagertankpumpeBeispiel Lagertankpumpe

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Drehzahlverlauf über der Zeit

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Wellenschwingung / Lagerbockschwingungen

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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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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

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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

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