- Pawel Trojanek
- September 15, 2021
- 12:15 Uhr
Wie die nGuard-Online-Überwachung half, Schlamm in der Pumpenleitung zu erkennen - die Sicht eines Diagnostikers
Ein Diagnostiker erhält eine Warnmeldung über eine Pumpenanomalie. Bevor er die Pumpe anhält, prüft er die mögliche Ursache des Fehlers im nGuard-Diagnosetool. Durch eine Fernanalyse stellt er fest, dass der Fehler nicht direkt an der Pumpe liegt, sondern in den der Pumpe vorgeschalteten Rohrleitungen. Auf dieser Grundlage wird beschlossen, die Pumpe außerhalb der Kernbetriebszeiten abzuschalten und die Rohrleitungen zu überprüfen.
Die Anomalie ist behoben. Wie arbeitet der Diagnostiker mit dem nGuard-Portal, um die Ursache zu finden und zu bewerten? Schauen Sie es sich genauer an:
Ein pharmazeutisches Unternehmen betreibt mehrere Kühlmittelpumpen, um die Kühlung der hergestellten Arzneimittel zu gewährleisten. Diese Pumpen sorgen für die Kühlung des Kompressors, der das Kühlmittel an die Kühlkörper weiterleitet.
Schlamm, der nicht rechtzeitig aus den Leitungen entfernt wird, kann zu einer unzureichenden Kühlung des Kompressors führen, und ebenso kann der Widerstand der Schlammflüssigkeit zum Durchbrennen des Pumpenmotors führen. Die Verluste belaufen sich auf Tausende von Euro für die Pumpe selbst und Zehntausende von Euro für die Nichtkühlung und den Verderb der Produkte in den Gefrierschränken.
Dank der frühzeitigen Erkennung von Schlamm in den Rohrleitungen konnten diese Verluste vermieden werden. Im Rahmen einer geplanten Aktualisierung des Wartungsprozesses setzte das Pharmaunternehmen den kontinuierlichen Fernüberwachungsdienst Neuron Soundware ein.
Jetzt hat der Diagnostiker einen umfassenden Überblick über den aktuellen (und früheren) Status aller überwachten Maschinen. Die Instandhaltung verfügt über eine Reihe von Indikatoren und Werkzeugen, die bei der Diagnose des Maschinenstatus helfen können, wie wir weiter unten zeigen werden.
Warnungen kommen per E-Mail/SMS
Wir werden den gesamten Fall von Anfang bis Ende durchgehen. Der Kundendiagnostiker erhält jedes Mal eine E-Mail-Warnung, wenn an der Maschine ein Alarm auftritt. In diesem Fall handelt es sich um die Meldung einer Anomalie, die von einem Sensor vor der Pumpe erkannt wurde:
Alle Geräte auf einen Blick
Auf der Grundlage des Alarms öffnet der Diagnostiker ein Dashboard, in dem er alle seine Maschinen sehen kann. Er kann sie nach Unternehmen, Projekt und Standort filtern. Für eine bessere Filterung und zum Auffinden bestimmter Maschinen oder Maschinen, die sich in einem bestimmten Zustand befinden, kann er die Schnellfilter-Schaltflächen verwenden oder die Suchfelder nutzen, um direkt die spezifische Maschine zu finden, die derzeit von dem Fehler betroffen ist.
Auf einen Blick lässt sich erkennen, ob die Maschine in Ordnung ist und somit keine Anomalie aufweist. Wie wir sehen können, gab es ein anormales Ereignis an der Pumpe 112A, das zu einer Veränderung des Tons außerhalb des trainierten Datensatzes führte. Daraufhin erstellte das System eine Warnung für diese Maschine, die auf der Karte der jeweiligen Maschine angezeigt wurde.
Das spezifische Gerät mit der Meldung
Da der Diagnostiker mehr Informationen über diese bestimmte Maschine mit dem Fehler herausfinden möchte, klickt er auf die entsprechende Registerkarte, um zur Übersicht über diese Maschine zu gelangen (siehe Abbildung unten). Die Standardeinstellung ist die Registerkarte "Diagramme", auf der er den Betrieb der Maschine in den letzten 7 Tagen sehen kann. Diese Zeitspanne kann frei angepasst werden, um das Verhalten der Maschine zu einem beliebigen Zeitpunkt der Überwachung zu sehen.
In diesem Fall hat das Modell die Anomalie bewertet und ein entsprechendes Ereignis erzeugt. Dieses ist dann zum entsprechenden Zeitpunkt als rote vertikale Linie in den Diagrammen sichtbar.
Der Abschnitt mit den Diagrammen ist in drei Teile unterteilt - Maschinenauslastung, ein Übersichtsdiagramm für alle Sensoren und ein Diagramm für jeden einzelnen Sensor.
Hier kann der Diagnostiker sehen, an welchem Sensor eine Veränderung der Schallenergie = erhöhte Lautstärke festgestellt wurde (grüne Kurve). Wenn nur ein Sensor an der Maschine vorhanden ist, ist die zusammenfassende Grafik dieselbe wie die Grafik für diesen Sensor. Handelt es sich jedoch um eine größere oder komplexere Maschine, die von einer größeren Anzahl von Sensoren überwacht wird, wird beim Überfahren einer Alarmmarkierung im Diagramm mit dem Mauszeiger eine Beschreibung des Ereignisses angezeigt - und auf welchem(n) Sensor(en) es aufgetreten ist.
In der Abbildung ist zu erkennen, dass die Veränderung der Geräusche einem Anstieg des von AI Neuron Soundware berechneten Anomalie-Scores (gelbe Kurve) entspricht. Das System hat einen Alarm ausgelöst, weil ein bestimmter Schwellenwert überschritten wurde. Und für den Diagnostiker ist dies ein Hinweis auf ein Ereignis, das behandelt werden muss.
Auswahl eines Zeitraums und Vergleich mit dem Nennschall
Um das Geräusch, das den Alarm ausgelöst hat, einfach und schnell auszuwerten, wird das in nGuard integrierte Analysetool verwendet. Hier klickt der Diagnostiker in der Grafik auf den Punkt, der in Bezug auf die Veränderung des Geräusches von Interesse ist. Anschließend wählt er die Option "zur Analyse hinzufügen". Er kann diesen Vorgang beliebig oft wiederholen und alle interessanten Bereiche auswählen, die er in die Analyse einbeziehen möchte.
Wenn er mit seiner Auswahl zufrieden ist, klickt er auf die Schaltfläche "Zur Analyse", die ihn zur Registerkarte "Analyse" führt. Alternativ kann er diese Registerkarte auch über das obere Menü der Maschine aufrufen.
Wenn er beschließt, weitere Anpassungen an den ausgewählten Daten vorzunehmen (Änderung der Uhrzeit, Aufhebung der Auswahl oder manuelle Eingabe eines neuen Datums), kann er dies durch Klicken auf die Schaltfläche "Analysezeiten verwalten" tun.
Analyse der Daten
Der Diagnostiker hat dann mehrere Möglichkeiten, die Daten zu überprüfen, um nach einem bestimmten Fehler zu suchen. Auf der Registerkarte "Analyse" kann er nach Auswahl der Daten, des Sensorstandorts und der Anzahl der aufzuzeichnenden Proben einen umfassenden Diagnoseüberblick über die ausgewählten Geräusche erstellen lassen.
Klanganalyse
Im oberen Teil der Analyse sieht der Benutzer eine Darstellung des Audiosignals und seiner Intensität. Natürlich kann der Ton wiedergegeben und auch heruntergeladen werden, wenn der Benutzer ein anderes externes Instrument für die Analyse verwenden möchte. Oft ist schon beim Anhören klar, ob das Gerät so funktioniert, wie es soll, oder ob es ein Problem gibt.
Spektrogramm
Direkt unter dem aufgezeichneten Audiosignal befindet sich das Spektrogramm. Wie im vorigen Beispiel zeigt es die Veränderung des Klangs über die Zeit (horizontale Achse), enthält aber auch Informationen darüber, bei welchen Frequenzen diese Veränderung auftritt. Dies macht es besonders nützlich für eine schnelle Bewertung und zum Aufspüren schneller Veränderungen, die in einer Aufnahme auftreten können, wie z. B. Stöße, Schläge, schnelle und plötzliche Veränderungen usw.
Frequenzspektrum
Im unteren Teil der Analyseregisterkarte kann der Benutzer das aufgezeichnete Frequenzspektrum der ausgewählten Zeiträume sehen. Dies ist ein großartiges Werkzeug zur Untersuchung spezifischer Fehler und zum Auffinden von Defekten auf der Grundlage der empirischen Ergebnisse der Vibro-Diagnose. Die Reihenfolge der einzelnen Wellenformen entspricht der Reihenfolge, in der der Benutzer sie ausgewählt hat.
Der Diagnostiker hat die Möglichkeit, zwischen der linearen und der logarithmischen Darstellung der vertikalen Achse umzuschalten, sowie die Möglichkeit, diese Achse in einem festen Wertebereich zu halten oder sie dynamisch zu gestalten und an die gezeichneten Werte anzupassen. Natürlich kann durch Klicken und Ziehen der Frequenzbereich, der für den Benutzer von Interesse ist, vergrößert werden, oder die Felder oberhalb des Diagramms können verwendet werden, um den genauen Frequenzbereich zu bestimmen.
Die Schlussfolgerung aus der Datenanalyse
Dank dieser Analyse hat der Diagnostiker einen Fehler direkt an der Pumpe ausgeschlossen. Die Schwingungsfrequenzen stimmen nicht mit dieser überein. Vielmehr deuten die Daten des Analysetools auf die der Pumpe vorgelagerten Rohrleitungen hin.
Bei größeren Maschinen ist es immer noch möglich, den Fehler durch weitere, zusätzliche Messungen zu verifizieren. In diesem Fall war die zusätzliche Messung nicht notwendig, es genügte ein Blick auf das Analysetool. Der Vollständigkeit halber geben wir diese Erkenntnis hier dennoch wieder:
Andere Werkzeuge - Geschwindigkeit RMS (root mean square), Bänder - für rotierende Maschinen
Zwei weitere Hilfsmittel können dem Benutzer als zusätzliche Orientierungshilfe beim Umgang mit Anomalien dienen. Das erste ist der Wert der momentanen RMS-Geschwindigkeit in mm/s. Durch die Verfolgung dieses Wertes, ähnlich wie bei der Anomaliebewertung, kann der Benutzer den langfristigen Trend der Schwingungsänderung überwachen und rechtzeitig Maßnahmen ergreifen.
Darüber hinaus ist es möglich, jeder Maschine eine Maschinengruppe aus der internationalen Norm ISO 20816 zuzuordnen. Dies führt dazu, dass automatisch Warnungen generiert werden, wenn die von der Norm empfohlenen RMS-Geschwindigkeitswerte überschritten werden.
Das zweite Werkzeug ist die Überwachung von Frequenzbändern" oder frequenzabhängigen Fehlern in rotierenden Maschinen. NSW ist somit in der Lage, vermutete Fehlausrichtungen und mechanische Lockerungen automatisch zu bewerten und Warnungen für diese Arten von Fehlern zu generieren.
Urteil/Bewertung - unterstützte Ausschreibungen
Nach der Nutzung aller verfügbaren Funktionen und Werkzeuge muss der Benutzer/Diagnosetechniker entscheiden, ob es sich wirklich um eine Störung oder nur um eine Anomalie handelt, die durch eine Änderung der Betriebsart verursacht wird, die eine Veränderung des Geräuschs mit sich bringt, die möglicherweise nicht im ursprünglichen Trainingsset der Maschine enthalten ist und somit "Fehlalarme" erzeugt.
Verfügt der Kunde über einen Dienst im Modus der unterstützten Alarmierung, führt der NSW-Diagnostiker stets die Analyse aller Alarme durch und informiert den Kunden, wenn er dies für angebracht hält. Der Kunde erhält also nur vorgeprüfte Ereignisse und entscheidet dann, wie er damit umgehen will.
Übersicht der Ereignisse auf einem bestimmten Rechner
Wenn der Benutzer daran interessiert ist oder es vorzieht, sich einen Überblick über die Ereignisse auf einem Rechner in Form einer Liste zu verschaffen, kann er die Registerkarte "Ereignisse" verwenden, auf der er wiederum zwischen verschiedenen Arten von Ereignissen filtern und bearbeiten kann, und es gibt auch die Möglichkeit, generierte Alarme aufzulösen.
Nachdem der Benutzer/Diagnostiker die vom System festgestellten Anomalien bewertet hat, kann er mit den Warnungen umgehen, wie er es für richtig hält. Das heißt, er kann die Warnungen als Fehlalarme abschließen oder eine andere Person über sie informieren. Über ein Dialogfeld kann der Benutzer eine E-Mail mit einer detaillierten Beschreibung des Ereignisses an die zuständige Person senden.
Die diagnostizierte Anomalie wurde durch Schlamm in den Rohrleitungen um die Pumpe herum verursacht. Dank der aufgezeichneten Anomalie konnte der Servicetechniker mehrere Stunden im Voraus gewarnt werden, so dass er rechtzeitig auf den Reservekühlkreislauf umschalten und so eine irreversible Zerstörung der Pumpe und Schäden an Produkten im Wert von mehreren zehntausend Euro vermeiden konnte.
Schlussfolgerung
Das nGuard-Tool half dem kundenseitigen Diagnostiker des Pharmaunternehmens, einen drohenden Pumpenausfall zu erkennen. Dazu wurde die Entwicklung der Geräusche um die betreffende Pumpe herum aufgezeichnet.
Das nGuard-Portal ermöglicht die Führung von Wartungs- und Reparaturprotokollen für jede Maschine. Es bietet die Möglichkeit, schnell und unabhängig (ohne einen Fachmann zu benötigen) den Betrieb der Maschine abzuhören/zu überprüfen, um zu sehen, ob sie in Ordnung ist - wenn der Kunde dort selbst etwas hört, kann er einen Fachdienst anrufen, der ihm eine genaue Diagnose stellt (d. h. er muss nicht regelmäßig und für alle Maschinen jemanden hinschicken, sondern nur, wenn er von uns eine Warnung erhält und für eine bestimmte Maschine/einen bestimmten Standort).
Die Lösung kann auch dann eingesetzt werden, wenn es an der Maschine Geräusche gibt und ein menschlicher Bediener das Problem nicht hören würde, selbst wenn er neben der Maschine stünde - er kann die Maschinengeräusche im nGuard-Portal ohne Probleme hören. Dank der kontinuierlichen Aufzeichnung kann die Lösung auch kürzere Geräusche (z. B. Knallgeräusche) erfassen, da sie ein breiteres Spektrum an Problemen abdecken kann, die von der Vibrodiagnose im Rahmen der regelmäßigen Kontrollen nicht erfasst werden.
Dies ermöglicht eine Optimierung der Anzahl und Häufigkeit der Wartungseingriffe und damit des gesamten Wartungsmanagements. Der Kunde spart in diesem Fall sowohl Zeit und Geld für die Wartung als auch für die Wiederherstellung von Produkten, die auf die erforderliche Temperatur gekühlt wurden.
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