Vibratie-monitoring
On-line monitoring = preventief en kostenbesparend
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Door een toestand van een machine te monitoren, zowel continu als op regelmatige intervals, kunnen veranderingen gedetecteerd en preventief opgelost worden vooraleer de machine door een defect uitvalt met alle gevolgen van dien. De markt biedt een aantal opties om deze monitoring te kunnen uitvoeren, waaronder een gamma draagbare meettoestellen en een aantal permanente monitoring-systemen. Deze laatsten kennen een groeiend succes zeker in combinatie met internet. Een toelichting.
Het feit dat toestands-monitoring vele voordelen biedt, staat buiten kijf, maar tegen welke prijs? Conventionele monitoringsystemen zijn meestal te duur en te complex om overal toegepast te worden. Daarom zag Prüftechnik, een van de koordtrekkers op gebied van trillingsmeting-apparatuur, een gat in de markt en ontwikkelden zij een systeem dat met minder componenten en eenvoudigere kabelverbindingen de toestand van een installatie kon monitoren tegen een fractie van de normale prijs.
Met Vibronet stellen zij een online monitoring systeem ter beschikking met een modulaire structuur die het mogelijk maakt om kostefficiënte monitoring van machines en systemen uit te voeren.
Het basisprincipe van trillingsmeting blijft natuurlijk onveranderd, maar het gedeelte na de sensor wordt grondig geautomatiseerd. In plaats van manueel elk meetpunt te gaan opnemen, worden nu alle sensoren in een netwerk gebracht en op die manier in verbinding gesteld met een master. Zijn taak bestaat erin om alle gegevens te registreren en te controleren en ze ter beschikking te stellen voor eender welk medium, gaande van internet tot GSM of PC, om ze elders te kunnen raadplegen of automatisch te verwerken.
Systeemoverzicht
Naar eigen behoefte worden her en der in het "veld" sensoren aangebracht om op de verschillende meetpunten trillingen waar te nemen. Via een verbindingskabel geven ze hun signalen door aan een multiplexer, die de link verzorgt tussen maximum 9 sensoren en het centraal monitoring systeem of master genoemd. Deze master werkt als een autonome data-recording en monitoring-eenheid die tot maximaal 144 meetpunten kan controleren en beheren. Meerdere masters met een maximum van acht, of in totaal 1152 meetpunten, kunnen in een enkel netwerk worden ondergebracht.
De Master
De master is het hart van het gehele systeem. Hij controleert de meetsequenties, bewaart de resultaten en geeft voeding aan alle verbonden componenten, die hij trouwens automatisch herkent en monitort. Zijn primaire functie is het registreren en weergeven van karakteristieke waarden. Zo kan hij standaard tot twintigduizend meetwaarden opslagen in zijn geheugen.
Indien er een gemeten waarde zijn limiet overschrijdt, verstuurd de master een signaal om ofwel de operator te informeren dat er iets mis is of om de machine stil te leggen via de PLC of PCS (Process Control System). De toestand van de verschillende meetpunten kan eveneens plaatselijk op de master geraadpleegd worden via het operator panel. De master functioneert onafhankelijk en werkt zijn meetsequentie af zonder verbonden te moeten zijn met een PC. Indien gewenst worden de meetgegevens automatisch op regelmatige tijdstippen doorgestuurd naar een PC, waar ze met de trendsoftware kunnen geanalyseerd en gearchiveerd worden. Hiervoor is de master voorzien van een modemconnectie en TCP/IP, zodat op eenvoudige manier diagnose van op afstand kan gebeuren.
Signaalmaster
Naast de normale master heeft men nog de mogelijkheid om het systeem uit te breiden met een optionele signaalmaster.
Als een van de limieten overschreden wordt, gaat hij automatisch de alarmsignalen registreren en maakt hij het mogelijk om diepgaande diagnose via FFT spectra te doen van over de ganse wereld via externe toegang.
De signaalmaster communiceert via het TCP/IP-protocol, waardoor hij kan geraadpleegd worden vanuit elk operating systeem (Windows, Unix,…). Alle functies zitten geïntegreerd en worden ter beschikking gesteld via de ingebouwde webserver, waardoor er geen speciale software nodig is om de gegevens te raadplegen, maar een standaard webbrowser volstaat. Men kan toegang verkrijgen via internet of via ethernet door middel van een modem- of netwerkverbinding (LAN, WAN, ISDN, Analoog).
Multiplexer
De multiplexer wisselt tussen maximum negen sensoren en verbindt ze afwisselend door met de master. Op de master kunnen vier buslijnen aangesloten worden, met telkens per lijn maximum vier multiplexers, waardoor de master maximaal 144 kanalen van telkens negen signalen kan bemonsteren. De multiplexer is eveneens beschikbaar in intrinsiek veilige versie.
Software
Trend Pro is de Windows compatibele software die Vibronet monitort van op een PC. Hiermee kan men alarmen en fouten weergeven, meetwaarden van eender welk meetpunt opvragen, trends weergeven, configuraties uitvoeren en communicaties opzetten.
Het programma reduceert eveneens de installatietijd en -moeite door bijna de volledige configuratie van het netwerk automatisch uit te voeren: het programma bepaalt elke connectie (multiplexer, sensor, kabel) en slaagt ze op in de netwerkdatabase. Het programma gebruikt deze informatie om automatisch een diagram voor te stellen van de netwerkstructuur.
Aan de andere kant kan het programma eveneens een netwerk opzetten vanuit reeds bestaande bestanden, of kan de gebruiker zonder problemen een manuele configuratie uitvoeren. De software kan direct met de master communiceren via de reeds voorheen genoemde kanalen.
Signaalmaster software
Er is eveneens een softwarepakket voorzien voor de signaalmaster waardoor het mogelijk is offline gegevens van de signaalmaster te visualiseren. De voorstellings- en evaluatiefuncties worden gecontroleerd door dezelfde Java-applet, die reeds in de signaalmaster runt, waardoor hij niet mee verstuurd moet worden met de meetgegevens, maar lokaal geladen wordt door de PC.
Het programma is te raadplegen via een webbrowser en geeft de mogelijkheid om de gegevens van waar men wil via een webpagina te bekijken.
Voor preventief onderhoud van installaties is vibratieanalyse meestal een gewilde maar dikwijls te duur bevonden en niet of weinig toegepaste techniek, zeker als men deze techniek wil automatiseren en van op afstand wil toepassen. Vibronet maakt het mogelijk door middel van minder componenten en eenvoudigere kabelverbindingen de toestand van een installatie te monitoren tegen een fractie van de normale prijs van conventionele oplossingen.
Ing. Xavier De Buysscher
www.pruftechnik.be
Surveillance des vibrations
Quand surveillance en ligne est synonyme de surveillance préventive et économique
La surveillance de l'état d'une machine, qu'elle soit continue ou effectuée à intervalles réguliers, permet de détecter des changements et de les résoudre préventivement avant que la machine ne tombe en panne, avec toutes les conséquences qui s'ensuivent. Le marché offre plusieurs solutions pour réaliser cette surveillance, notamment une gamme d'appareils de mesure portables et plusieurs systèmes de surveillance permanente. Ces derniers connaissent un succès croissant, en particulier s'ils sont combinés avec Internet. Quelques mots d'explications.
Il est indiscutable que la surveillance d'état offre de nombreux avantages, mais à quel prix ? Les systèmes de surveillance traditionnels sont souvent trop coûteux et trop complexes pour être appliqués partout. Prüftechnik, un des pionniers en matière d'appareils de mesure de vibrations, a perçu une niche sur le marché et a développé un système pouvant surveiller l'état d'une installation, avec moins de composants et un câblage plus simple. La société propose son système à un prix nettement inférieur aux prix habituellement pratiqués.
Vibronet est un système de surveillance en ligne, doté d'une structure modulaire qui permet une surveillance des machines et systèmes à un prix raisonnable.
Le principe de base de la mesure de vibrations reste naturellement inchangé mais la partie située après le capteur a été radicalement automatisée. Au lieu d'enregistrer chaque point de mesure, tous les capteurs sont mis en réseau et reliés ainsi à un maître. Sa tâche consiste à enregistrer et contrôler toutes les données et à les mettre à la disposition de tout média, allant d'Internet au GSM ou au PC, afin qu'elles puissent être consultées ailleurs ou traitées automatiquement.
Aperçu du système
Selon les besoins du client, des capteurs sont placés par-ci, par-là sur le 'terrain' pour observer les vibrations aux différents points de mesure. Au travers d'un câble de liaison, ils transmettent leurs signaux à un multiplexeur, qui assure le lien entre maximum 9 capteurs et le système de surveillance central, appelé également maître. Ce maître fonctionne comme unité d'enregistrement de données et de surveillance autonome, pouvant contrôler et gérer maximum 144 points de mesure. Un seul réseau peut abriter un maximum de 8 maîtres, soit un total de 1152 points de mesure.
Le Maître
Le maître constitue le cœur même du système. Il contrôle les séquences de mesure, conserve les résultats et alimente les composants reliés qu'il reconnaît et surveille automatiquement. Sa fonction primaire consiste à enregistrer et visualiser les valeurs caractéristiques. En standard, il peut stocker en mémoire vingt mille valeurs de mesure. Si une valeur mesurée dépasse sa limite, le maître envoie un signal, soit pour informer l'opérateur d'un problème soit pour arrêter la machine via un PLC ou un PCS (Process Control System). L'état des différents points de mesure peut également être consulté localement sur le maître grâce au pupitre opérateur. Le maître fonctionne de façon indépendante et achève sa séquence de mesure sans devoir être relié à un PC. Si nécessaire, les données de mesure sont transférées automatiquement, à intervalles réguliers, au PC où elles sont analysées et archivées au moyen du logiciel de tendance. Le maître est doté à cet effet d'une connexion modem et de TCP/IP, ce qui permet d'effectuer très facilement un diagnostic à distance.
Le maître de signal
Outre le maître normal, le système peut être étendu en option avec un maître de signal. Lorsqu'une des limites est franchie, celui-ci enregistre automatiquement les signaux d'alarme et permet d'effectuer, grâce à des spectres FFT, un diagnostic en profondeur à partir de n'importe quel endroit au travers d'un accès externe.
Le maître de signal utilise le protocole TCP/IP pour communiquer et peut, de ce fait, être consulté à partir de chaque système d'exploitation (Windows, Unix). Toutes les fonctions sont intégrées et mises à disposition au travers du serveur Web intégré. Aucun logiciel spécifique n'est dès lors requis pour consulter les données. Un navigateur Web standard suffit. Il est possible d'y accéder via Internet ou Ethernet par le biais d'une liaison modem ou réseau (LAN, WAN, RNIS, Analogique).
Multiplexeur
Le multiplexeur est relié à maximum neuf capteurs et transfère leurs signaux tour à tour au maître. Un maître peut contrôler quatre bus de communication. Chaque bus peut assumer maximum quatre multiplexeurs, de sorte que le maître peut échantillonner maximum 144 canaux de chaque fois neuf signaux. Le multiplexeur est également disponible en version intrinsèquement sûre.
Logiciel
Trend Pro est le logiciel de surveillance de Vibronet, compatible Windows, qui tourne sur PC. Il permet de visualiser des alarmes et des erreurs, de demander des valeurs de mesure à partir de n'importe quel point de mesure, d'afficher des courbes de tendance, d'exécuter des configurations et de mettre sur pied des communications.
Le programme réduit également le temps et l'effort d'installation en exécutant automatiquement la quasi-entière configuration du réseau : le programme détermine toutes les connexions (multiplexeur, capteur, câble) et les stocke dans la base de données du réseau. Le programme utilise ces informations pour proposer automatiquement un diagramme de la structure du réseau.
D'autre part, le programme peut également mettre sur pied un réseau à partir de fichiers existants. De plus, l'utilisateur peut réaliser une configuration manuelle sans aucune difficulté. Le logiciel peut communiquer directement avec le maître au travers des canaux préalablement cités.
Logiciel du maître de signal
Le maître de signal dispose également d'un progiciel permettant de visualiser off-line ses données. Les fonctions de présentation et d'évaluation sont contrôlées par le même applet Java qui tourne sur le maître de signal. De ce fait, il ne doit plus être envoyé avec les données de mesure mais il peut être chargé localement par le PC. Le programme peut être consulté via un navigateur Web et permet la consultation des données via une page Web au départ de n'importe quel lieu.
L'analyse des vibrations est généralement une technique souhaitée mais peu appliquée. Elle est estimée trop coûteuse pour l'entretien préventif des installations, surtout si l'on souhaite automatiser et exploiter cette technique à distance. Vibronet permet de surveiller l'état d'une installation à un prix nettement inférieur à celui des solutions classiques, tout en réduisant le nombre de composants et en simplifiant le câblage.
Ing. Xavier De Buysscher
www.pruftechnik.be
