DE202013001191U1

DE202013001191U1 - System zum Überwachen des Zustands einer Maschine

Info

Publication number: DE202013001191U1
Application number: DE201320001191
Authority: DE
Original assignee: Prueftechnik Dieter Busch AG
Current assignee: Prueftechnik Dieter Busch AG
Priority date: 2013-02-08
Filing date: 2013-02-08
Publication date: 2013-02-27
Anticipated expiration: 2023-02-09

Abstract

System zum Überwachen des Zustands einer Maschine (18, 118), mit mindestens einem Sensor (14, 66) zum Ansetzen an die Maschine, um ein den Maschinenzustand betreffendes Signal zu erzeugen, einer Datenermittlungseinheit (20, 68) zum Gewinnen von Daten aus dem Sensorsignal, sowie einer Datenausgabeeinheit (22) mit einer optischen Anzeigeeinrichtung (26), dadurch gekennzeichnet, dass die Datenausgabeeinheit ausgebildet ist, um von der Datenermittlungseinheit gelieferte Daten in Form eines zweidimensionalen Codes über die Anzeigeeinrichtung auszugeben, wobei das System ferner eine Datenlesevorrichtung (12) mit einer Kamera (28) aufweist, die ausgebildet ist, um durch Abbilden der Anzeige der Anzeigeeinrichtung und Decodieren des zweidimensionalen Codes die gewonnen Daten einzulesen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zum Überwachen des Zustands einer Maschine, mit mindestens einen Sensor zum Ansetzen an die Maschine, um ein den Maschinenzustand betreffendes Signal zu erzeugen, einer Datenermittlungseinheit zum Gewinnen von Daten aus dem Sensorsignal, sowie einer Datenausgabeeinheit mit einer optischen Anzeigevorrichtung.
Solche Systeme können beispielsweise zur Zustandsüberwachung mittels Schwingungsanalyse oder zur Ermittlung der Ausrichtung von Maschinenelementen, insbesondere Wellen, relativ zueinander, ausgebildet sein.
Bei der Maschinenzustandsüberwachung werden häufig mobile Datensammler eingesetzt, die einen Messsensor aufweisen oder mit einem solchen verbunden werden können, um an der Maschine Zustandsmessungen vorzunehmen, wobei die erfassten Daten, gegebenenfalls nach einer bestimmten Auswertung, vom Datensammler dargestellt werden und/oder an ein externes Rechnersystem weitergegeben werden sollen. Es ist auch bekannt, die Maschine mit einem Datenspeicher an oder in der Nähe der Messstelle zu versehen (beispielsweise einem RFID-Chip), um dort Messstelleninformation und/oder Messdaten abzulegen. Die Übermittlung der Daten an externe Systeme kann beispielsweise drahtlos über eine WLAN- oder Bluetooth-Verbindung erfolgen.
Ein Beispiel für einen mobilen Datensammler zum Erfassen von Schwingungsdaten an Maschinen ist in der EP 0 999 433 A2 beschrieben.
In der DE 20 2012 102 486 U1 ist eine Personenwaage beschrieben, welche eine Anzeige aufweist, auf welcher das Messergebnis der Waage als verschlüsselter Code, beispielsweise als QR-Code, dargestellt wird, um mittels eines geeigneten Lesegeräts, beispielsweise einem Smartphone, abgelesen zu werden, wobei das Lesegerät den Messwert an eine separate Auswertevorrichtung ausgeben kann; das Messsignal kann dabei im Messgerät der Waage selbst, im Lesegerät oder in der Auswertevorrichtung in den auszugebenden Messwert umgerechnet werden.
In der DE 10 2010 050 192 A1 ist ein Haustechnikgerät beschrieben, welches eine Anzeigevorrichtung zur Ausgabe von Daten, bei welchem es sich um interne oder externe Messdaten handeln kann, in codierter Form, beispielsweise als QR-Code versehen ist, wobei der Code dann mittels einer mobilen Abscannvorrichtung, wie beispielsweise einem Smartphone, abfotografiert wird, um die Daten, gegebenenfalls nach Decodieren der Daten, an eine externe Einrichtung, wie beispielsweise einem Rechner, zu übermitteln.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein System zum Überwachen des Zustands einer Maschine zu schaffen, bei welchem die Datenausgabe auf besonders einfache Weise erfolgt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelost durch ein System gemäß Anspruch 1.
Bei der erfindungsgemäßen Lösung ist vorteilhaft, dass dadurch, dass die Datenausgabeeinheit ausgebildet ist, um von der Datenermittlungseinheit gelieferte Daten in Form eines zweidimensionalen Codes über die Anzeigevorrichtung auszugeben, Zustandsüberwachungsdaten auf besonders einfache Weise aus der Datenausgabeeinheit ausgelesen werden können, indem der zweidimensionale Code von einer Datenlesevorrichtung mit einer Kamera aufgenommen und decodiert wird, um die Daten in die Datenlesevorrichtung einzulesen. Dabei kann insbesondere ein übliches Smartphone mit integrierter Kamera, auf welcher eine entsprechende Decodierungs-Software (”App”) installiert ist, als Datenlesevorrichtung verwendet werden, um die eingelesenen Daten an eine externe Datenverarbeitungseinrichtung weiterzuleiten oder auf dem eigenen Display darzustellen. Auf diese Weise kann die Verwendung einer speziellen (und damit teuren) Kommunikationshardware und -software vermieden werden.
Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Dabei zeigen:
1 eine schematische Darstellung eines Beispiels eines erfindungsgemäßen Systems zur Zustandsüberwachung einer Maschine mittels Schwingungsmessung; und
2 eine schematische Darstellung eines Beispiels eines erfindungsgemäßen Systems zur Zustandsüberwachung zur Verwendung bei Ausrichtungsmessungen.
In 1 ist schematisch ein erstes Beispiel eines erfindungsgemäßen Zustandsüberwachungssystems gezeigt, welches ein Datensammelgerät 10 sowie eine Datenlesevorrichtung 12 aufweist. Das Datensammelgerät 10 weist mindestens einen Sensor 14 zum Ansetzen an eine Messstelle 16 einer Maschine 18, eine Datenermittlungseinheit 20 zum Gewinnen von Daten aus dem Sensorsignal sowie eine Datenausgabeeinheit 22 mit einer Codierungseinrichtung 24 und einer optischen Anzeigeeinrichtung 26 auf. Die Datenlesevorrichtung kann beispielsweise als Smartphone ausgebildet sein und weist eine Kamera 28 zum Abbilden bzw. Abfotografieren der Anzeigeeinrichtung 26 sowie eine Signalverarbeitungseinheit 30 auf. Die Codierungseinheit 24 des Datensammelgeräts 10 ist vorgesehen, um die von der Datenermittlungseinheit 20 gelieferten Daten in Form eines zweidimensionalen Codes über die Anzeigeeinrichtung 26 auszugeben.
Die Signalverarbeitungseinheit 30 ist ausgebildet, um den über die Kamera 28 aufgenommenen zweidimensionalen Code zu decodieren, um die von der Datenausgabeeinheit 20 ausgegebenen Daten in die Datenlesevorrichtung 12 einzulesen. Die Datenlesevorrichtung 12 weist vorzugsweise ihrerseits eine Anzeigeeinrichtung 32 auf, um die von der Signalverarbeitungseinheit 30 decodierten Daten oder gegebenenfalls aus diesen Daten abgeleitete Information darzustellen; die Signalverarbeitungseinheit 30 kann dabei verwendet werden, um eine Weiterverarbeitung der decodierten Daten vorzunehmen. Alternativ oder zusätzlich kann die Datenlesevorrichtung 12 die Daten oder aus den Daten abgeleitete Information an ein Informationsnetzwerk und/oder eine Datenverarbeitungseinrichtung übermitteln, wie dies bei 35 in 1 angedeutet ist; eine solche Weiterleitung der Daten kann über eine drahtlose Strecke, beispielsweise eine Bluetooth-Verbindung oder WLAN-Verbindung erfolgen, wie dies in 1 bei 36 angedeutet ist.
Bei dem zweidimensionalen Code kann es sich beispielsweise um einen QR-Code handeln; die Codierung kann jedoch beispielsweise auch als Datamatrix (ISO/IEC 16022: 2006) erfolgen.
Bei dem Sensor 14 handelt es sich typischerweise um einen Schwingungssensor, wobei die erfassten Daten Schwingungsamplituden und/oder Schwingungsspektren umfassen. Alternativ oder zusätzlich können die Daten Schwingungsdiagnoseergebnisse umfassen. Die Datenermittlungseinheit 20 nimmt dabei eine entsprechende Datenverarbeitung vor.
Der Sensor 14 ist vorzugsweise in das Datensammelgerät 10 integriert.
Die Messstelle 16 der Maschine 18 kann mit einem Datenspeicher 38 versehen sein, in dem Messstelleninformation und/oder Messergebnisse, die an der Messstelle 16 des Datensammelgeräts 10 oder einer anderen Messvorrichtung gewonnen wurden, abgelegt sind. Ein solcher Speicher kann beispielsweise als RFID-Tag ausgebildet sein. Das Datensammelgerät 10 ist dann mit einer Einrichtung 40 zum Auslesen des Speichers 38 versehen, wobei die Einrichtung 40 auch zum Beschreiben des Speichers 38 ausgebildet sein kann.
Die mittels der Einrichtung 40 ausgelesenen Daten des Speichers 38 können über die Datenausgabeeinheit 22 in codierter Form zum Einlesen durch die Datenlesevorrichtung 12 ausgebildet sein.
In 2 ist eine alternative Ausgestaltung der Erfindung gezeigt, wobei die Zustandsüberwachung die Überprüfung der Ausrichtung zweier mittels einer Kupplung 50 gekoppelten Maschinenwellen 52 und 54 relativ zueinander umfasst. Dabei umfasst das System nicht nur ein mobiles Datensammelgerät 110, sondern auch eine erste Wellenausrichtungsmesseinheit 56 und eine zweite Wellenausrichtungsmesseinheit 58, die über eine drahtlose Strecke der Kommunikationsverbindung 60 in Datenaustausch mit dem Datensammelgerät 110 stehen und jeweils eine Einrichtung 62 zum Ansetzen an eine Umfangsfläche der ersten Welle 52 bzw. zweiten Welle 54 aufweisen. Jede Messeinheit 56, 58 weist eine Laserlichtquelle 54, einen zweiachsigen optischen Detektor 66 sowie eine Einheit 68 auf, die dazu dient, die Ausgangssignale bzw. Messwerte des optischen Detektors 66, gegebenenfalls nach vorheriger Aufbereitung bzw. Auswertung, über die drahtlose Strecke 60 an das Datensammelgerät 110 zu übermitteln.
Für eine Wellenausrichtungsmessung werden die beiden Messeinheiten 56, 58 einander gegenüberliegend an der Umfangsfläche der ersten Welle 52 bzw. der Umfangsfläche der zweiten Welle 54 angesetzt, wobei der von der Laserlichtquelle 64 abgegebene Laserstrahl 70 bzw. 70' jeweils auf den Detektor 66 der gegenüberliegenden Messeinheit gerichtet ist, wobei der Detektor 66 ausgebildet ist, um den Auftreffpunkt des Laserstrahls zu erfassen. Eine solche Messung wird dann in mehreren unterschiedlichen Drehwinkelpositionen der gekoppelten Wellen 52, 54 vorgenommen. Aus den ermittelten Auftreffpunkten kann dann in an sich bekannter Weise der gegebenenfalls vorliegende horizontale und vertikale Winkelversatz sowie ein eventueller Parallelversatz der beiden Wellen 52 und 54 relativ zueinander ermittelt werden.
Die jeweilige Laserstrahl-Auftreffposition kann bereits in der jeweiligen Messeinheit 56, 58 anhand der vom optischen Sensor 66 gelieferten Daten bzw. Signalen ermittelt und über die drahtlose Strecke 60 an das Datensammelgerät 110 übermittelt werden, in welchem dann mittels einer Datenverarbeitungseinheit 20 die entsprechenden Wellenfehlausrichtungswerte ermittelt werden.
Die Datenverarbeitungseinheit 20 kann alternativ oder zusätzlich Korrekturvorschläge für die Wellenfehlausrichtung und/oder ein qualitatives Ausrichtungsergebnis (beispielsweise ”sehr gut”, ”gut”, ”befriedigend” oder ”schlecht”) erstellen.
Zusätzlich können weitere Messungs bezogene Daten, z. B. das Datum der Ausrichtung, den Namen des Benutzers und die verwendete Messausrüstung, von der Datenverarbeitungseinheit 20 erfasst werden.
Die von der Datenverarbeitungseinheit 20 erstellten Daten werden mittels der Codiereinrichtung 24 in codierter Form auf der Anzeigeeinrichtung 26 optisch dargestellt, von wo sie, wie im Beispiel von 1 bereits beschrieben, mittels eines Datenlesegeräts 12 durch Abfotografieren mittels der Kamera 28 und anschließender Decodierung eingelesen werden können.
Zur Realisierung der drahtlosen Datenverbindung 60 zu den Messeinheiten 56, 58 ist das Datenlesegerät 110 mit einer entsprechenden drahtlosen Kommunikationseinrichtung 48 versehen. Ferner kann das Datensammelgerät 110 wie im Beispiel von 1 mit einer Lese/Schreibvorrichtung 40 für einen an der Maschine angebrachten Datenspeicher 38, der vorzugsweise als RFID-Tag ausgebildet ist, versehen sein, um beispielsweise eine Maschinenkennung und/oder frühere Ausrichtungsergebnisse auszulesen und das aktuelle Ausrichtungsergebnis in dem Speicher 38 abzulegen. Solche im Speicher 38 abgelegte Daten können beispielsweise ein qualitatives Ausrichtungsergebnis (beispielsweise ”sehr gut”, ”gut”, ”befriedigend” oder ”schlecht”), das Datum der Ausrichtung, den Namen des Benutzers und die verwendete Messausrüstung umfassen. Grundsätzlich können im Speicher 38 diesselben Daten oder ein Teil der Daten abgelegt werden, die von dem Datensammlergerät 110 an das Datenlesegerät 12 in codierter Form ausgegeben werden.
Das der Ausführungsform von 2 zugrunde liegende Prinzip zur optischen Wellenausrichtungsermittlung ist beispielsweise in der DE 33 35 336 A1 oder der US 6,873,931 B1 beschrieben.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 0999433 A2 [0004]
DE 202012102486 U1 [0005]
DE 102010050192 A1 [0006]
DE 3335336 A1 [0028]
US 6873931 B1 [0028]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

ISO/IEC 16022: 2006 [0016]

Claims

System zum Überwachen des Zustands einer Maschine (18, 118), mit mindestens einem Sensor (14, 66) zum Ansetzen an die Maschine, um ein den Maschinenzustand betreffendes Signal zu erzeugen, einer Datenermittlungseinheit (20, 68) zum Gewinnen von Daten aus dem Sensorsignal, sowie einer Datenausgabeeinheit (22) mit einer optischen Anzeigeeinrichtung (26), dadurch gekennzeichnet, dass die Datenausgabeeinheit ausgebildet ist, um von der Datenermittlungseinheit gelieferte Daten in Form eines zweidimensionalen Codes über die Anzeigeeinrichtung auszugeben, wobei das System ferner eine Datenlesevorrichtung (12) mit einer Kamera (28) aufweist, die ausgebildet ist, um durch Abbilden der Anzeige der Anzeigeeinrichtung und Decodieren des zweidimensionalen Codes die gewonnen Daten einzulesen.
System gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenlesevorrichtung (12) eine Anzeigeeinrichtung (34) aufweist, um die Daten und/oder aus den Daten abgeleitete Information darzustellen.
System gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenlesevorrichtung (12) eine Schnittstelle (39) aufweist, um die Daten und/oder aus den Daten abgeleitete Information an ein Informationsnetzwerk und/oder an eine Datenverarbeitungseinrichtung (35) zu übermitteln.
System gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Datenlesevorrichtung (12) um ein Smartphone handelt.
System gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem zweidimensionalen Code um einen QR-Code handelt.
System gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Sensor um einen Schwingungssensor (14) handelt.
System gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass es die Daten Schwingungsamplituden und/oder Schwingungsspektren umfassen.
System gemäß Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Daten Schwingungsdiagnose-Ergebnisse umfassen.
System gemäß einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (14), die Datenermittlungseinheit (20) und die Datenausgabeeinheit (22) Teil eines mobilen Datensammelgeräts (10) bilden.
System gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (14) in das Datensammelgerät (10) integriert ist.
System gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Sensor um einen optischen Sensor (66) für Ausrichtungsmessungen, insbesondere Wellenausrichtungsmessungen, an der Maschine (118) handelt.
System gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Daten Wellenfehlausrichtungswerte, Wellenfehlausrichtungs-Korrekturvorschläge und/oder eine Bwertung der Wellenausrichtungsgüte umfassen.
System gemäß Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (66) Teil einer ersten an eine Umfangsfläche einer Welle (52) der Maschine (118) ansetzbaren Wellenausrichtungsmesseinheit (56) bildet, wobei die Datenausgabeeinrichtung (22) Teil einer Bedieneinheit (110) bildet, die für eine drahtlose Kommunikationsverbindung (60) mit der Wellenausrichtungsmesseinheit ausgebildet ist.
System gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Wellenausrichtungsmesseinheit (56) eine Laserlichtquelle (64) aufweist, um einen Laserlichtstrahl (70) auf eine zweite Wellenausrichtungsmesseinheit (58) zu richten, wobei der Sensor als zweiachsiger oprtischer Detektor (66) ausgebildet ist, um die Auftreffposition eines von der zweiten Wellenausrichtungsmesseinheit abgegeben Laserlichstrahls (70') zu erfassen.
System gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die von der Datenermittlungseinheit (20) gelieferten Daten Messstelleninformation umfassen.
System gemäß Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenermittlungseinheit (20) ausgebildet ist, um Messstelleninformation von einem an der Maschine (18, 118) angebrachten RFID-Tag (38) zu lesen.