Orbitanalyse mit Orbit-Plot zur Beurteilung des Maschinenzustandes

Präzise Messungen der Rotorbewegung und erweiterte, speziell auf Turbomaschinenanwendungen zugeschnittene Analysen. Das Softwaremodul Orbit Analysis von Dewesoft bietet Ihnen eine Komplettlösung, die hilft, die Betriebseffizienz zu verbessern, Verschleiß zu verringern und mögliche kritische Maschinenausfälle zu verhindern.

Piezo
Piezo
Elektrische Ladung
Elektrische Ladung
Spannung
Spannung
Zähler / Enkoder
Zähler / Enkoder
Drehzahl
Drehzahl
Beschleunigung
Beschleunigung
USB
USB
EtherCAT
EtherCAT

Hauptmerkmale

  • LEISTUNGSSTARKE ANALYSE: Vollständiger Satz von Funktionen und Anzeigen für die Überwachung von Turbomaschinen: ungefilterte, gemittelte und harmonische Orbits, Bode-Diagramme, Wasserfalldiagramme, Runout-Kompensation, Referenzorbit und vieles mehr.
  • EINFACHE EINRICHTUNG UND KONFIGURATION: Nur wenige Schritte vom Anschluss der Sensoren bis zur kompletten Datenspeicherung. Nachanalyse: Offline-Berechnung anhand von Rohsignalen von Wegaufnehmern.
  • MASCHINENZUG-UNTERSTÜTZUNG: Fügen Sie der Analyse einfach die Anzahl der gewünschten Lager hinzu.
  • HOCHDYNAMISCH: Mit der DualCoreADC-Wandlertechnologie steht direkt ein Dynamikbereich von 160 dB zur Verfügung.
  • HOHE ERFASSUNGSRATE: Die Abtastrate von bis zu 200 kS/s ermöglicht die Analyse von Hochgeschwindigkeitsrotoren.
  • UNTERSTÜTZUNG VON WEGAUFNEHMERN VERSCHIEDENER MARKEN: Die Dewesoft-LV-Signalverstärker für unsere SIRIUS-Datenerfassungssysteme decken alle benötigten Bereiche ab und sind in der Lage, die meisten Wegaufnehmer mit einer Erregerspannung zu versorgen.
  • UNTERSTÜTZUNG VON TEDS-SENSOREN: Unser Orbitanalyse-System umfasst eine Plug-and-Play-Sensorerkennung für Wegaufnehmer, die den  TEDS-Standard IEEE 1451.4 unterstützen.
  • UNBEGRENZTE KANALERWEITERUNG: Erfüllt alle Messanforderungen im Forschungs- und Entwicklungsbereich, unabhängig von der Anzahl der analysierten Lager und/oder der eingesetzten Wegaufnehmer.
  • ÜBERWACHUNGSMÖGLICHKEITEN: Für eine langfristige Zustandsüberwachung können Orbits (ungefiltert, gemittelt, H1, H2 usw.), FFT, Kaskaden-, Bode- und Polardiagramme in die Historian-Datenbank hochgeladen werden.
  • MULTIFUNKTIONALITÄT: Maximaler Umfang an Messoptionen für jedes Dewesoft-Datenerfassungssystem; es können zusätzliche Sensoren hinzugefügt werden, um Temperatur, Vibration, Video, Dehnung usw. gleichzeitig und perfekt synchronisiert in derselben Software zu erfassen.
  • SOFTWARE MIT LEBENSLANG KOSTENLOSEN UPGRADES UND SUPPORT: Die preisgekrönte  Datenerfassungssoftware DewesoftX ist KOSTENLOS inbegriffen. Dieses Softwarepaket wird ständig weiterentwickelt und um neue Funktionen erweitert. Wir bieten allen Anwendern lebenslang KOSTENLOSE Software-Upgrades und technischen Support.

Warum Orbitanalyse?

Die Messung von Schwingungsdaten an rotierenden Maschinen ermöglicht als leistungsfähiges Diagnosewerkzeug die Erkennung und Vermeidung vieler Arten von potenziellen Fehlern und Maschinenausfällen.

Die Orbitanalyse ist ein ideales Analysewerkzeug für die Untersuchung von Rotorbewegungen und die Beurteilung aller möglichen Bewegungseinschränkungen, die Vibrationen verursachen. Sie verhindert potenzielle Schäden an rotierenden Maschinen, die zum vorzeitigen Verschleiß von Komponenten führen und kritische Ausfälle verursachen könnten. Darüber hinaus ist sie hilfreich bei der Bestimmung des Schmierungszustands und des allgemeinen Zustands der Lager und bei der Optimierung des Maschinenbetriebs.

Mit einer vollständigen und vollwertigen Turbomaschinenanalyse, einer einfachen Konfiguration, einer intuitiven Darstellung der Messdaten und einer branchenführenden Erweiterbarkeit der Messfunktionen hat Dewesoft die Orbitanalyse neu interpretiert.

Unsere Orbitanalyse funktioniert unabhängig vom Maschinentyp und ist für ein Kraftwerk ebenso geeignet wie für einen hochdrehenden Kompressor. Ein gleichmäßiger, kontinuierlicher Betrieb mit möglichst wenig Störungen und Vibrationen ist ein wesentlicher Faktor für die Maximierung der Produktivität und den zuverlässigen Betrieb einer Maschine. Um ihn zu gewährleisten, ist die Messung und Analyse von Rotationsschwingungsdaten von entscheidender Bedeutung.

Das Paket umfasst die Datenerfassungssoftware DewesoftX und eine gewählte flexible Konfiguration der Datenerfassungshardware. Die einfache Benutzeroberfläche ermöglicht eine schnelle Konfiguration, Messung, Aufzeichnung und Messergebnis-Interpretation und die Erstellung druckbarer Berichte. Der Softwareansatz mit unentgeltlichen Updates und technischem Support gewährleistet die Zukunftssicherheit der Lösung – ohne weitere Kosten oder Umstände.

Die Dewesoft-Lösung Orbit Analysis kann für Forschungs- und Entwicklungszwecke oder die betriebliche Maschinenzustandsüberwachung eingesetzt werden.

Warum Orbitanalyse?

Großer Funktionsumfang

Dewesoft Orbit Analysis umfasst standardmäßig alle industriebewährten Analysemetriken und unterstützt die Berechnung und grafische Darstellung von

  • ungefilterten Orbits,
  • gemittelten Orbits,
  • gefilterten Orbits,
  • Polardiagrammen,
  • Bode-Diagrammen,
  • Wellenmittelpunkten,
  • vollständigen Bewegungsdiagrammen,
  • Hüllkreisen,
  • Runout-Kompensationen,
  • Referenzorbits,
  • kompletten Wasserfalldiagramm-Sätzen.


Für eine detailliertere Schwingungsanalyse, z. B. zur Unterstützung der Überwachung oder tiefgreifenden Analyse von Turbomaschinen in Kombination mit einer Ordnungsanalyse, kann die Messkonfiguration um weitere Dewesoft-Module ergänzt werden.

Großer Funktionsumfang

Orbitanalyse-Anwendungen

Turbomaschinen liefern kinetische Energie, die in industriellen Prozessen im großen Umfang zur Bewegung von Feststoffen, Flüssigkeiten oder Gasen über Antriebe und angetriebene Komponenten genutzt wird, wie z. B.

  • Kompressoren,
  • Bohrern,
  • Generatoren,
  • Turbinen,
  • Motoren,
  • Pumpen,
  • Gebläsen und
  • Getrieben.


Die genannten rotierenden Maschinen kommen in zahlreichen Industriebranchen zum Einsatz (z. B. in der Automobilindustrie, der chemischen Industrie, der Öl- und Gasindustrie, der Metallindustrie, der HLK-Industrie und im Bergbau), aber auch in den meisten Kraftwerkstypen:

  • Wasserkraft
  • Kernkraft
  • Wärmekraft
  • Gas
  • Kohle
  • Biomasse
Orbitanalyse-Anwendungen

Messung und Visualisierung

Das Dewesoft-Modul Orbit Analysis wird mit einem vollständigen Satz von Anzeige-Widgets für die Echtzeit-Visualisierung von Daten und Messungen geliefert. Die folgenden Widgets sind für die Orbitanalyse voreingestellt:

  • ungefilterter /direkter Orbit (mit Hüllkreis)
  • gemittelter Orbit (mit Hüllkreis)
  • Nx/gefilterter Orbit
  • Referenzorbit
  • Wellenmittelpunkt
  • vollständiges Bewegungsdiagramm
  • Polardiagramm
  • Bode-Diagramm
  • FFT-Wasserfalldiagramm
  • Runout-Kompensation

Für eine präzise Analyse und Darstellung von Ergebnissen wird ein Satz bestimmter Widgets benötigt. Widgets können einfach konfiguriert werden, um Standard-Parameterkombinationen anzuzeigen, die bei der Orbitanalyse zur Anwendung kommen. Verschiedene visuelle Standardanzeigen sind ebenfalls serienmäßig in der Software enthalten.

Wie bei jedem anderen Dewesoft-Modul können auch hier einfach zusätzliche Eingangssignale wie Temperatur, CAN, Verformungen, Schwingung usw. hinzugefügt und auf demselben Display angezeigt werden. Rechts ist ein Beispiel für eine vordefinierte Orbit-Analysis-Anzeige zu sehen.

Ungefilterter Orbit mit Hüllkreis

Der ungefilterte Orbit wird im Diagramm in türkis mit einem roten Hüllkreis dargestellt.

X und Y markieren die Position der Wegaufnehmer und T die Tachoposition.

Mittels eines Pfeils wird auch die Drehrichtung in der Grafik angezeigt.

Wellenmittelpunkt

Dieses Diagramm zeigt in Weiß innerhalb des Hüllkreises die Bewegung des Wellenmittelpunkts bezogen auf die Drehzahl an.

Vollständiges Bewegungsdiagramm

Das vollständige Bewegungsdiagramm zeigt in ein und demselben Anzeige-Widget die Bewegung des Wellenmittelpunkts, den Hüllkreis und den ungefilterten Orbit an.

Gemittelter Orbit mit Hüllkreis

In diesem Diagramm werden in Türkis der gemittelte Orbit und in Blau der Hüllkreis dargestellt.

X und Y markieren die Position der Wegaufnehmer und T die Tachoposition.

Mittels eines Pfeils wird auch die Drehrichtung in der Grafik angezeigt.

Nx/Gefilterter Orbit

Dieses Anzeige-Widget zeigt in Weiß, Orange und Türkis Beispiele für gefilterte Orbits. Bei den dargestellten Orbits handelt es sich um:

  • X (weiß)
  • 2X (orange)
  • 3X (türkis)

Polardiagramm

Eine einzelne Anzeige in einer Polarebene, in der Phase und Amplitude (Verschiebung) bei bestimmten Drehzahlen dargestellt werden.

Bode-Diagramm

Anzeige-Widget für den komplexen Kanal mit verschiedenen für die Darstellung von Phase und Amplitude verfügbaren Daten.

FFT-Wasserfalldiagramm

Es werden sowohl Ordnung-über-Drehzahl- als auch FFT-über-Zeit-Wasserfalldiagramme unterstützt. Die Abbildung zeigt ein Beispiel eines Ordnung-über-Drehzahl-Wasserfalldiagramms mit zusätzlicher digitaler Drehzahlanzeige.

Messung und Visualisierung
Messung und Visualisierung
Messung und Visualisierung
Messung und Visualisierung
Messung und Visualisierung
Messung und Visualisierung
Messung und Visualisierung
Messung und Visualisierung
Messung und Visualisierung

Mehrere Maschinenzüge

Um Zeit zu sparen, können Sie mehrere Sensoren installieren und verschiedene Maschinenzüge im selben Aufbau parallel messen, überwachen und analysieren.

Die Konfiguration ist nicht schwieriger als für eine einzelne Instanz. Auch wenn mehr als eine Instanz von Orbit Analysis verwendet wird, kann für einzelne Maschinenzüge eine beliebige Anzahl von Lagern definiert werden.

Mehrere Maschinenzüge

Typische Orbit-Analysis-Systemkonfiguration

Das Orbit-Analysis-System von Dewesoft ist sehr flexibel und kann für die Messung eines einzelnen oder mehrerer Lager zugleich konfiguriert werden. Die Anzahl der Eingangskanäle ist jederzeit erweiterbar. Es ist auch möglich, das Datenerfassungssystem so zu konfigurieren, dass verschiedene Sensoren (z. B. Thermoelemente, Widerstandsthermometer, IEPE-Beschleunigungsmesser, Dehnungsmessstreifen ...) zur gleichen Zeit angeschlossen werden können.

Ein Orbitanalyse-Messsystem umfasst typischerweise die folgende Elemente:


Optional:

Typische Orbit-Analysis-Systemkonfiguration

Einfache Maschinen- und Lagerkonfiguration

Das Softwaremodul Dewesoft Orbit Analysis bietet eine einfache Maschinen- und Lagerkonfiguration. Diese ist in mehrere Unterabschnitte unterteilt.

Maschinenkonfiguration

  1. Schnelleinstellungen: Pair/Mono, CW/CWW, Eingangskanal, Winkel, Position
  2. Measure: Schaltfläche zur Messung des Sensormontage-Offsets (DC Gap)
  3. Setup: Zugriff auf zusätzliche Einstellungen für das Lager, die unten unter „Lagerkonfiguration“ erläutert werden


Lagerkonfiguration

  1. Sensors: Konfiguration von Wegaufnehmern, Keyphasor-/Tacho-Position und Winkel
  2. Runout-Kompensation und Referenzorbit: Für die Eingabe von Runout-Kompensations- oder Referenzorbitdaten in die dafür vorgesehene Tabelle oder das Einfügen dieser Daten aus einer anderen Quelle
  3. Messung: Für die Einstellung der Wellendrehrichtung, der Größe und Form des Hüllkreises sowie der Anzahl der Perioden und Mittlungen für die Berechnung des gemittelten Orbits oder die manuelle Eingabe des Sensormontage-Offsets (DC Gap).
Einfache Maschinen- und Lagerkonfiguration

Maschinenzustands-
überwachung

Die Orbitanalyse ist eine Standardkomponente der Maschinenzustandsüberwachung und kann mit anderen Funktionen der Dewesoft-Lösung zur Maschinenzustandsüberwachung kombiniert werden.

Welche Parameter können wir messen und beobachten?

  • Temperatur
  • Schwingung
  • Dehnung
  • Druck
  • Rotationsgeschwindigkeit
  • Kraft


Welche Fehler können wir erkennen?

  • Lagerschäden
  • Überhitzung
  • Wellenunwucht
  • Gelöste Verbindungen
  • Zahnradfehler
  • Lastversatz
  • Statorexzentrizität
  • Andere potenzielle Ursachen für ein katastrophales Maschinenversagen
Maschinenzustands-
überwachung

Zusätzliche Orbit-Analysis-Ressourcen

Handbuch und Dokumentation


Fallstudien und Anwendungshinweise

FAQ

Was ist eine Orbitanalyse?

Die Orbitanalyse ist ein Werkzeug zur Wellenschwingungsanalyse an rotierenden Maschinen, insbesondere an solchen, die permanent mit Wegaufnehmern zur Schwingungsmessung ausgestattet sind. Das Verfahren ist im Wesentlichen eine Erweiterung der Zeit-Wellenform-Analyse, indem es Zeitsignaldaten von einem Paar orthogonaler Sonden unter Berücksichtigung der physikalischen Position der Wegaufnehmer in ein zweiachsiges Koordinatensystem (X/Y) überträgt. 

Was ist ein Orbit-Plot?

Ein Orbit-Plot zeigt die Bewegung des Wellenmittelpunkts für die Orbitanalyse an Gleitlagern an. Er benötigt zwei oder vier Kanäle und die Drehgeschwindigkeit. Wenn Sie einen Tachometer (Keyphasor) verwenden, wird das Signal automatisch aufgezeichnet.

Was ist ein Polardiagramm?

Ein Polardiagramm ist eine einzelne Anzeige in einer Polarebene mit einer Darstellung von Phase und Amplitude (Verschiebung) bei bestimmten Drehzahlen.

Was wird für die Durchführung einer Orbitanalyse benötigt?

Eine übliche Konfiguration umfasst pro Lager ein Paar Näherungssonden und einen Keyphasor (Tachosonde). Dewesoft unterstützt eine praktisch unbegrenzte Anzahl von Lagern (Messebenen), so dass diese Konfiguration so oft vervielfacht werden kann, wie es für eine bestimmte Anwendung erforderlich ist. Bei Bedarf unterstützt Dewesoft Orbit Analysis auch eine Monokonfiguration mit einem einzelnen Aufnehmer pro Lager. Darüber hinaus bietet es zusätzliche Konfigurationsoptionen, um verschiedensten Messanforderungen gerecht zu werden.

Werden alle branchentypischen Orbitanalyse-Anzeigen unterstützt?

Ja. Im Modul Orbit Analysis gibt es als Starthilfe einen vordefinierten Bildschirm, vordefiniert mit den gängigsten Graphen. Darüber hinaus bietet das Modul praktisch unbegrenzte Möglichkeiten für die Strukturierung Ihres Messbildschirms. Kurz gesagt werden die folgenden Anzeigen unterstützt:

  • Ungefilterter/direkter Orbit (mit Grenzkreis)
  • Gemittelter Orbit (mit Grenzkreis)
  • Gefilterter/Nx-Orbit (Harmonische)
  • Wellenmittelpunkt (mit Grenzkreis)
  • Vollständiges Bewegungsdiagramm (Full Motion Graph)
  • Bode-Diagramm
  • Wasserfalldiagramme (Ordnung über Drehzahl, FFT über Drehzahl)

Verschiedene spezifische Anzeigen (Orbit-Plot, Polardiagramm, 2D-Diagramm) lassen sich leicht um zusätzliche Kanäle erweitern, um Ihren Anforderungen voll gerecht zu werden. Zum Beispiel kann das Diagramm des Wellenmittelpunkts mit Grenzkreis mit einem einzigen Klick in ein vollständiges Bewegungsdiagramm umgewandelt werden.

Ist Dewesoft Orbit Analysis in der Lage, Wellenformabweichungen zu kompensieren?

Selbstverständlich, und zwar mittels einer spezifischen Runout-Kompensation, die z.B. Korrosion, Verschleiß oder unerwünschte Unebenheiten der Welle korrigiert (winkelbasiert dynamisch abzieht). Die Runout-Kompensation kann bei jeder gewünschten Drehzahl durchgeführt werden. Der Benutzer gibt die Drehzahl ein und wählt die Anzahl an Umdrehungen, über die gemittelt werden soll. Die Kompensation selbst wird über einen speziellen Messbildschirm abgewickelt und läuft nach dem Start voll automatisiert ab.

Sind zukünftige Aktualisierungen und Upgrades für das Orbit-Analysis-Modul kostenlos?

Absolut! Die Upgrades der Datenerfassungssoftware DewesoftX sind grundsätzlich für jeden Benutzer kostenlos, und auch das Orbitanalyse-Modul bildet da keine Ausnahme. Alle zukünftigen Updates werden also in der Tat allen bestehenden Benutzern kostenlos zur Verfügung gestellt.

Bieten Sie mit Orbitanalyse-Messungen kombinierte Überwachungsfunktionen an?

Ja, das tun wir. Unsere Historian-Zeitreihendatenbank kann eine Komplettlösung für die langfristige Maschinenzustandsüberwachung bieten. Da die Architektur und die Anforderungen der Überwachungssysteme variieren können, empfehlen wir Ihnen, sich an Ihre lokale Vertretung zu wenden, die Ihnen gerne beratend zur Seite steht.

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