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Zusammen-fassung
Praxisbeispiel
Autodiagnose
CMS Architektur
Vertikalmühlen-getriebe
AKIDA 2008, AachenDr. Jörg DeckersI DT MD Flender AGService International, Condition Monitoring
MDA Forum 2011
Dr. Jörg DeckersSiemens AG Flender ServiceCondition Monitoring
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Entlastung der Getriebeexperten durch Autodiagnose am Beispiel von Vertikalmühlen-Antrieben
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Praxisbeispiel aus dem Telediagnose-Service
OPENpredictor-Autodiagnose
Vertikalmühlengetriebe
Hardware- und Software-Architektur des Condition Monitoring Systems (CMS)
Zusammenfassung und Ausblick
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Zusammen-fassung
Praxisbeispiel
Autodiagnose
CMS-Architektur
Vertikalmühlen-getriebe
Vertikalmühlen-Antriebe
1. Vertikalmühlengetriebe
2. Drehelastische Kupplung
3. Antriebsmotor
4. Mahlwalzen
5. Mahlteller
6. Heißgas-Zuführung
7. Hydraulische Walzenanstellung
8. Materialzufuhr
9. Sichter
Materialzufuhr 8 Materialabfuhr
9
4
5
6
1 2 3
7
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Zusammen-fassung
Praxisbeispiel
Autodiagnose
CMS-Architektur
Vertikalmühlen-getriebe
Vertikalmühlen-Antriebe
Foto einer Vertikalmühle, aufgenommen während der Inbetriebnahmephase
Standardmäßig überwacht:Getriebeverzahnungen und -lagerMotorlagerggf. Sichter-Getriebe
Risiken:Aufwändige GetriebereparaturLange Ersatzteillieferzeiten(z. B. mehrere Monate für Kegelritzelwelle)
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Zusammen-fassung
Praxisbeispiel
Autodiagnose
CMS-Architektur
Vertikalmühlen-getriebe
Vertikalmühlen-Antriebe
Foto eines KMPP-Getriebes,Leistungen um 7 MW
Schnittdarstellung eines KMPP-Getriebes
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Zusammen-fassung
Praxisbeispiel
Autodiagnose
CMS-Architektur
Vertikalmühlen-getriebe
Anforderungen an das CM-System
Handlungs-empfehlung
Diagnose,Alarmierung
Symptom-generierung
Daten-erfassung
Prozess,Sensorik
Installiert und aktiv ab dem ersten Tag der Inbetriebnahme
Nahtlos integriert in die Automatisierungssysteme
Für eine Vielzahl von CM-Aufgaben einsetzbar
Modular erweiterbar (für ggf. später hinzukommende Aufgaben)
Einfach und intuitiv bedienbar
Treffsichere Diagnosen mit Handlungsempfehlungen ohne Expertenwissen
Remote-Fähigkeit, für schnelle Expertenunterstützung von den Komponentenlieferanten
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Zusammen-fassung
Praxisbeispiel
Autodiagnose
CMS-Architektur
Vertikalmühlen-getriebe
Condition Monitoring ab Werk
Standard-Konfiguration, SIPLUS CMS für Vertikalmühlen-Antriebe6x Beschleunigungsaufnehmer, 1x Drehmoment-Signal,1x Drehzahl-Sensor (Impulse)
7x PT 100
1x Drucksensor
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Zusammen-fassung
Praxisbeispiel
Autodiagnose
CMS-Architektur
Vertikalmühlen-getriebe
Integrierte Sensoren ab Werk:Beschleunigung, Drehzahl, Druck
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Zusammen-fassung
Praxisbeispiel
Autodiagnose
CMS-Architektur
Vertikalmühlen-getriebe
Integrierte Sensoren ab Werk:Drehmoment, Temperatur, Verlagerung
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Zusammen-fassung
Praxisbeispiel
Autodiagnose
CMS-Architektur
Vertikalmühlen-getriebe
Typische SIPLUS-CMS-Konfigurationfür Vertikalmühlen-Condition-Monitoring
Speed Sensor
AccelerometersResistance-thermometer
SIPLUS CMS4000Interface Nodes
MediaConverter
RepeaterNode
SIMATICMICROBOX
AutoDiagnosisSoftware
FibreopticalCable
SIPLUS CMS4000Product-Portfolio
Torque Telemetry
ProfibusDP-Spy
SIMATIC S7-300
SIMATIC S7-400SINAMICS
Maintenance Station
Profibus DP
Industrial Ethernet /PROFINET
!
Access Portal Remote ServiceAccess Server
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Zusammen-fassung
Praxisbeispiel
Autodiagnose
CMS-Architektur
Vertikalmühlen-getriebe
SIPLUS-CMS-Hardware
-
-
-,
,
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Zusammen-fassung
Praxisbeispiel
Autodiagnose
CMS-Architektur
Vertikalmühlen-getriebe
SIPLUS-CMS-Geräte am Getriebegehäuse
SIPLUS CMS4000 Signalerfassungs-Module in IP67 werden am Getriebe installiert und mit den Sensoren komplett verkabeltgeliefert
Signalerfassungs-Module
Lichtwellen-Konverter
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Zusammen-fassung
Praxisbeispiel
Autodiagnose
CMS-Architektur
Vertikalmühlen-getriebe
Datenerfassung und Diagnose mit OPENpredictor
PC-basierte Messung preiswert, von jedem Admin handhabbar
Zeitgleiche Rohdatenerfassung aller Signale mit bis zu 192 kHz möglich
Ordnungsanalyse möglich
Informationsverdichtung perAutospektrumHüllkurvenanalyseCepstrum...
Frequenzselektive Überwachung
Betriebsklassen-abhängigeAuswertung
Trendanalyse kinematischer Frequenzen
LWL-UmsetzerMicrobox 427c Industrie-PC,
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Zusammen-fassung
Praxisbeispiel
Autodiagnose
CMS-Architektur
Vertikalmühlen-getriebe
OPENpredictor-Autodiagnose
Zustands-merkmale
S1
S2
S3
S4
S5
MaschinenMasch.elementeMögliche Defekte
Maschinen-fehler-
Datenbank
Klartext-meldungen
Diagnose-information,Handlungs-empfehlung
NormierteZustands-indikatoren
Zustands-indikatoren
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Zusammen-fassung
Praxisbeispiel
Autodiagnose
CMS-Architektur
Vertikalmühlen-getriebe
Autodiagnose mit Klartext-Meldungen
Call gearbox manufacturer for further assistance
Diagnoseinformation,Handlungsempfehlung
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Zusammen-fassung
Praxisbeispiel
Autodiagnose
CMS-Architektur
Vertikalmühlen-getriebe
Siemens Remote Service Platform
Portal & Datenbank Service-Anbieter
Newark
Fürth
Kun
den-
Anl
age
cRS
PS
uppo
rt
Internet, DSL, ISDN,analog
(VPN, IPSec, SSL) Singapur
Benutzer Authentifizierung
cRSP-Server in demilitarisierter Zone (DMZ)
Access-Server-Funktion:Keine direkte Verbindung zwischen den NetzwerkenÜberwachung der VerbindungenZentrale Autorisierung der Verbindungen
Sichere Übertragungswege: IPsec (LAN2LAN) und SSL-VPN-Verbindungen
Kundenzugriff: Verschiedene Kunden-anbindungen oder Siemens-Standard-Lösungen
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Zusammen-fassung
Praxisbeispiel
Autodiagnose
CMS-Architektur
Vertikalmühlen-getriebe
Praxisbeispiel: Kegelradschaden –Vergleich von Drehmoment und Körperschall
200 250 350 800
f [Hz]
0.00.51.01.52.02.53.03.54.04.55.0
0 50 100 150 300 400 450 500 550 600 650 700 750
raw mill\Vertical Mill Gearbox\M-1 torque [kNm]\1019 AC Spectrum Torque 25.08.2008 00:20:20
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800
0.00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.0
raw mill\Vertical Mill Gearbox\A-7 input shaft bearing 151 \1002 SV3,0kHz0,25Hz20s 25.08.2008 00:18:04
f [Hz]
v op [mm/s]
T op [kNm]
Mes
St1
H1
Mes
St2
H1
Rot
Sh1
H1
4-fache Drehfrequenz
Lokaler Zahnschaden zeigt sich durch drehfrequente Seitenbänder.4-fache Drehfrequenz tritt deutlich hervor.
Drehmoment
Körperschall
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Zusammen-fassung
Praxisbeispiel
Autodiagnose
CMS-Architektur
Vertikalmühlen-getriebe
Trendverlauf des Schadensmerkmals
25.08.08 08.09.08 22.09.08 06.10.08 20.10.08 03.11.08 17.11.08 01.12.08 15.12.08date
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0T [kNm] raw mill\Vertical Mill Gearbox\M-1 torque [kNm], 1105\1019 AC Spectrum Torque\RotSh1H4
25.08.08 08.09.08 22.09.08 06.10.08 20.10.08 03.11.08 17.11.08 01.12.08 15.12.08date
0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6v [mm/s] raw mill\Vertical Mill Gearbox\A-7 input shaft bearing 151,1203\1002 SV3,0kHz0,25Hz20s\RotSh1H4
1. Warnung
1. Warnung
Δt
Drehmoment
Körperschall
Drehmoment sowie Körperschallsignal zeigen Defekt im Frühstadium
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Zusammen-fassung
Praxisbeispiel
Autodiagnose
CMS-Architektur
Vertikalmühlen-getriebe
Bestätigung durch visuelle Inspektion
Schaden im Frühstadium gemeldet!
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Zusammen-fassung
Praxisbeispiel
Autodiagnose
CMS-Architektur
Vertikalmühlen-getriebe
Zusammenfassung und Ausblick
In Automatisierungssysteme integrierte CM-Systemesind verfügbar
Merkmalskorrelation muss nicht mehr vom Diagnostikerdurchgeführt werden
Klartextmeldung mit Handlungsempfehlung ermöglicht anwenderfreundliche Überwachung durch Endanwender
‚Remote Service Platform‘ ermöglicht sichere, authentifizierteZusammenarbeit zwischen Vor-Ort-Personal und Expertenvon OEM sowie Komponentenlieferanten
Ausblick
Weitere Vereinfachung der Softwarebedienung
Tiefere Einbindung in umfassende Servicekonzepte
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Dr. Jörg DeckersDiagnoseexperteSiemens AG, Industry Sector, DT MD
FLENDER Service, Condition MonitoringAm Industriepark 2, 46562 Voerde
Telefon: +49 (2871) 92 1064Fax: +49 (2871) 92 1891
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