DE202012003126U1

DE202012003126U1 - Messeinrichtung zur energieabhängigen Verschleißüberwachung

Info

Publication number: DE202012003126U1
Application number: DE201220003126
Authority: DE
Original assignee: AWIS GmbH
Current assignee: AWIS GmbH
Priority date: 2012-03-27
Filing date: 2012-03-27
Publication date: 2012-04-19
Anticipated expiration: 2022-03-28

Abstract

Messeinrichtung zur energieabhängigen Verschleißüberwachung von elektrisch angetriebenen Maschinen dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassung der Wirkleistung durch einen hochauflösenden elektrischen Energiezähler erfasst wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Früherkennung von mechanischen Verschleißerscheinungen an allen elektrisch angetriebenen Maschinen, insbesondere bei Werkzeugmaschinen, Förderbändern, Pressen, Rolltoren und Robotern.
Verbreitete Verschleißüberwachungssysteme arbeiten sehr oft mit einer Kombination aus Schwingungs- und Temperaturmessungen. Gerade bei relativ langsam laufenden Maschinen ist die schleichende Zerstörung wie eine erhöhte Schwergängigkeit der Lager, oder der beweglichen Teile, wie z. B. bei Industrierobotern oder Förderbändern oft nicht, oder nur mit sehr hohem Aufwand möglich.
Die vorliegende Erfindung beschreibt eine Vorrichtung zur vorzeitigen Erkennung von mechanischen Verschleißerscheinungen an elektrisch angetriebenen Maschinen. Hauptbestandteil der Vorrichtung ist ein hochauflösender Elektrizitätszähler. Im Gegensatz zur Strommessung bzw. cos phi Messung erkennt die Wirkleistungsmessung mit ihrem nahezu linearen Verlauf alle Belastungszustände und charakterisiert das Drehmoment der Antriebsmaschine. Auf dieser Basis lässt sich ein effizienter Maschinen – bzw. Anlagenschutz umsetzen.
Ein Hauptmerkmal der Erfindung ist, dass innerhalb einer einstellbaren Messzeit die vom Elektrizitätszähler abgegebene elektrische Arbeit eingelernt und in einem Datenspeicher abgelegt wird. Der abgespeicherte Messwert wird anschließend kontinuierlich mit den Messwerten der folgenden identischen Messzeiten verglichen. Wird eine einstellbare prozentuale Abweichung zum eingelernten Messwert festgestellt, wird über eine oder mehrere Meldeschnittstellen die Abweichung signalisiert.
Bei einem weiteren Merkmal kann bei zyklisch arbeitenden Maschinen der Beginn und das Ende eines Zyklus über Optokopplereingänge erfasst werden. Bei extrem kurzen Arbeitszyklen ist es nötig, die Anzahl der einzulesenden Zyklen soweit zu erhöhen, dass ein reproduzierbarer Energieverbrauch dargestellt werden kann. Die Software erhöht die Anzahl der Zyklen solange, bis ein voreingestellter Wert erreicht wird. Die so ermittelten Zyklen werden dann als Basis für die nachfolgenden Messungen herangezogen.
Ist kein Start/Stopp Signal aus der Maschinensteuerung möglich, erkennt die Messeinrichtung Lauf- bzw. Standzeiten und generiert daraus den Arbeitszyklus.
Die integrierte optische Schnittstelle dient einmal zur Konfiguration der Verschleißüberwachung und zum anderen wird über diese Schnittstelle das Lastprofil zur Weiterverarbeitung am PC übertragen.
Anhand der Zeichnungen (1–2) sollen die Eigenschaften der Erfindung verdeutlicht werden.
1 zeigt ein Blockschaltbild einer kompletten Verschleißüberwachung. Die Verschleißmesseinrichtung (1) wird wie ein Standard Elektrizitätszähler in die Zuleitung (2) der zu überwachenden Maschine (3) geschaltet. Das Messsystem (1) ist so konzipiert, dass ohne Konfigurationsänderungen 3-Leiter oder 4-Leiter angeschlossen werden können. Die optische Schnittstelle (4) beinhaltet den Massenspeicher zum abspeichern des Lastprofils und die USB Verbindung für Konfiguration über einen PC. Ein integrierter Steckplatz (5) innerhalb der Messeinrichtung ermöglicht die Kontaktierung verschiedener Kommunikationsmodule wie Bluetooth, RS 485, Webserver und M-Bus. Ein oder mehrere Binäreingänge (6) steuern die Mess-Zykluszeiten.
2 zeigt ein Gehäusebeispiel in Drehstromausführung wie es in Schaltschränke auf genormten Hutschienen montiert werden kann. Über galvanisch getrennte Kontakte (1 + 2) werden Fehler- oder Störmeldungen ausgegeben. An den Eingängen (3) werden die Start/Stopp Signale aus der Maschinensteuerung verarbeitet. Die Stromversorgung (4) der zu überwachenden Maschine wird wie bei einem elektronischen Elektrizitätszähler durch geschleift. Zwei LED's (5) dienen als optische Signalisierung bei Zustands – oder Störmeldungen. Das Menü kann über 2 Tasten (6) aktiviert werden.

Claims

Messeinrichtung zur energieabhängigen Verschleißüberwachung von elektrisch angetriebenen Maschinen dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassung der Wirkleistung durch einen hochauflösenden elektrischen Energiezähler erfasst wird.
Messeinrichtung zur energieabhängigen Verschleißüberwachung von elektrisch angetriebenen Maschinen dadurch gekennzeichnet, dass die verbrauchte elektrische Arbeit innerhalb einer einstellbaren Zeitperiode als Vergleichsmesswert abgespeichert wird.
Messeinrichtung zur energieabhängigen Verschleißüberwachung von elektrisch angetriebenen Maschinen dadurch gekennzeichnet, dass der Vergleichsmesswert ein Mittelwert aus eine einstellbare Anzahl von Lernzyklen ist.
Messeinrichtung zur energieabhängigen Verschleißüberwachung von elektrisch angetriebenen Maschinen dadurch gekennzeichnet, dass über ein oder mehrere Taster am Bedienteil ein Softwaremenü abgerufen werden kann.
Messeinrichtung zur energieabhängigen Verschleißüberwachung von elektrisch angetriebenen Maschinen dadurch gekennzeichnet, dass die Messwerte, Momentanleistung, Netzspannung, Phasenstrom, Gesamtstromaufnahme, cos Phi, aufgelaufene elektrische Arbeit in kWh, Anzahl der Zyklen, Betriebsstundenzähler, max. Leistungsaufnahme, min. Leistungsaufnahme, Mittelwert aller Zyklen, auf einem LCD Display angezeigt werden können.
Messeinrichtung zur energieabhängigen Verschleißüberwachung von elektrisch angetriebenen Maschinen dadurch gekennzeichnet, dass durch die kontinuierliche Auswertung der Messdaten die Wartungsintervalle bedarfsgerecht bestimmt werden.
Messeinrichtung zur energieabhängigen Verschleißüberwachung von elektrisch angetriebenen Maschinen dadurch gekennzeichnet, dass durch ein oder mehrere Signaleingänge der oder die Zyklen der Maschinen erfasst werden kann.
Messeinrichtung zur energieabhängigen Verschleißüberwachung von elektrisch angetriebenen Maschinen dadurch gekennzeichnet, dass die Zykluserkennung über den Stromanstieg bzw. Stromabfall generiert wird.
Messeinrichtung zur energieabhängigen Verschleißüberwachung von elektrisch angetriebenen Maschinen dadurch gekennzeichnet, dass über die Drehmomentbestimmung eine mechanische Blockade erkannt und die Maschine mit minimaler Zeitverzögerung abgeschaltet wird.
Messeinrichtung zur energieabhängigen Verschleißüberwachung von elektrisch angetriebenen Maschinen dadurch gekennzeichnet, dass über die Drehmomentbestimmung mechanische Schwergängigkeiten erkannt und die Abschaltverzögerung abhängig von der mechanischen Schwergängigkeit bestimmt wird.
Messeinrichtung zur energieabhängigen Verschleißüberwachung von elektrisch angetriebenen Maschinen dadurch gekennzeichnet, dass die Meldesignale über Optokoppler oder Relais übertragen werden.
Messeinrichtung zur energieabhängigen Verschleißüberwachung von elektrisch angetriebenen Maschinen dadurch gekennzeichnet, dass über eine optische Schnittstelle alle relevanten Messdaten ausgelesen und am PC visualisiert werden können.
Messeinrichtung zur energieabhängigen Verschleißüberwachung von elektrisch angetriebenen Maschinen dadurch gekennzeichnet, dass alle relevanten Messdaten über einen integrierten Webserver (TCP/IP-Modul) online abrufbar ist.
Messeinrichtung zur energieabhängigen Verschleißüberwachung von elektrisch angetriebenen Maschinen dadurch gekennzeichnet, dass eine Warnmeldung per E-Mail oder SMS abgesetzt werden kann.
Messeinrichtung zur energieabhängigen Verschleißüberwachung von elektrisch angetriebenen Maschinen dadurch gekennzeichnet, dass über ein Bluetooth Funkmodul alle relevanten Messdaten ausgelesen werden können.
Messeinrichtung zur energieabhängigen Verschleißüberwachung von elektrisch angetriebenen Maschinen dadurch gekennzeichnet, dass über ein WLAN Modul alle relevanten Messdaten ausgelesen werden können.
Messeinrichtung zur energieabhängigen Verschleißüberwachung von elektrisch angetriebenen Maschinen dadurch gekennzeichnet, dass über ein Smartphone Applikation alle relevanten Messdaten ausgelesen werden können und die Messeinrichtung konfiguriert werden kann.
Messeinrichtung zur energieabhängigen Verschleißüberwachung von elektrisch angetriebenen Maschinen dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung in Wechselstrom- und Drehstromnetze in 3 und 4 Leiterschaltung einsetzbar ist.
Messeinrichtung zur energieabhängigen Verschleißüberwachung von elektrisch angetriebenen Maschinen dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung wie ein Standard Wechselstrom- oder Drehstrom Energiezähler eingesetzt werden kann.
Messeinrichtung zur energieabhängigen Verschleißüberwachung von elektrisch angetriebenen Maschinen dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung wie ein Lastprofil Energiezähler eingesetzt werden kann.