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Datenerfassung

Betriebsausfälle und Schäden an Anlagen vermeiden

Betriebsausfälle und Schäden an Anlagen vermeiden

Um Schäden an Anlagen und Betriebsausfälle zu vermeiden, ist eine lückenlose Aufzeichnung sämtlicher Messdaten, insbesondere von Schwingungssensoren, hilfreich. Die Herausforderung besteht darin, die riesigen Datenmengen effizient auszuwerten – also die Nadel im Heuhaufen möglichst leicht zu finden. Die IFTA GmbH beschreibt im Folgenden einen möglichen Lösungsansatz. 

Ein vereinfachtes Szenario aus der Praxis: Eine Heizungsanlage zeigt auffällige Vibrationen, begleitet von einer starken Lärmemission. Um einen folgenschweren Defekt auszuschließen bzw. frühzeitig darauf reagieren zu können, wird der Servicetechniker hinzugezogen. Der allerdings stellt  – typisch Vorführeffekt – keine außergewöhnlichen Schwingungen oder einen zu hohen Lärmpegel fest. Ohne verfügbare Messdaten ist eine weiterführende Analyse des Problems nicht möglich, und der Servicetechniker verlässt die Situation, ohne das Problem behoben zu haben. 

Ursachen solcher Vibrationen können oft in der Verbrennung liegen und deren Verhalten ändert sich je nach Umgebungsbedingungen, Betriebsmodus und der Zusammensetzung des zum Heizen verwendeten Gases. Das bedeutet, die Probleme treten nur sporadisch auf. Oftmals kann dann mit einer Langzeitmessung der Vibrationen der Brennkammer und des Betriebsmodus der Heizungsanlage die Ursache gefunden werden. Dieses Szenario lässt sich jederzeit in zahlreichen ähnlichen Anwendungsfällen anderer Branchen wiederfinden. 

Warum Langzeitmessungen? 

Das genannte Praxisbeispiel zeigt, dass Langzeitmessungen mit kontinuierlicher Datenerfassung und -speicherung überall dort sinnvoll sind, wo sporadisch auftretende Ereignisse oder Anomalien untersucht werden sollen. Langzeitmessungen führen automatisch zu großen Datenmengen, was IT-Systeme sowie deren Benutzer vor große Herausforderungen stellt: Zum einen müssen zeitlich hoch aufgelöste Daten über lange Zeiträume lückenlos aufgenommen, deren Qualität sichergestellt und zur späteren Verarbeitung optimiert abgespeichert werden. Zum anderen muss man diese Fülle an Informationen zuverlässig und effizient auswerten können. All dies erfordert speziell für diesen Zweck optimierte Soft- und Hardware. 

Ein weiterer Anwendungsfall von Langzeitmessungen besteht in der Optimierung der Maschinenwartung mit dem Ziel Betriebskosten zu senken. Beispielhaft sind im Bild oben schematisch die akkumulierten Betriebskosten einer Maschine über der Zeit aufgetragen, einmal mit und einmal ohne Langzeitüberwachung. Aufgrund des verbesserten Maschinenwissens kann hier bei Einsatz einer Langzeitüberwachung der geplante Stopp effektiver zur Wartung genutzt und damit ein weiterer, ungeplanter Stopp vermieden werden.  

Im Beispiel der Heizungsanlage hätte man potenziell durch die Implementierung einer kontinuierlichen Langzeitüberwachung frühzeitig kleine Unregelmäßigkeiten – wie etwa auffällige Vibrationen in bestimmten Betriebszuständen – erkennen können. Das sich anbahnende Problem hätte dann bereits im Rahmen einer (geplanten) Wartung durch einen gezielten und potenziell günstigen Eingriff behoben werden können. Die störenden Lärmemissionen und der ungeplante Einsatz des Servicetech­nikers hätten vermieden werden können. 

Große Zeiträume analysierbar machen 

IFTA Messsysteme bieten die effiziente Erhebung und Analyse von Messdaten über einen Zeitraum von Tagen, Monaten oder gar Jahren. So sind die Systeme in Kraftwerken weltweit 24/7 ohne Unterbrechung über Jahre im Einsatz und sammeln und analysieren hierbei riesige Datenmengen. Die IFTA DataHub Software zeichnet Vibrations- und Betriebsdaten lückenlos und kontinuierlich auf. Eine zusätzliche zeitliche und kanalbasierte Datenaggregation erstellt neben den hochauflösenden Daten auch handhabbare kompakte Übersichtsdateien. Für die Analyse und Visualisierung erlauben diese kompakten Dateien einen schnellen Überblick über lange Zeiträume hinweg.  

Effiziente Datenanalyse und Visualisierung  

Aktuell gemessene Schwingungsparameter der überwachten Maschine können mit historischen Messdaten verglichen werden, um z. B. Abweichungen vom Normalzustand frühzeitig zu erkennen. Anwenderseitig erfolgt die Visualisierung und Analyse der Messdaten in der Software IFTA TrendViewer für Windows. Diese ist in der Lage auch große Datenmengen (> 10 GB) zügig zu laden und darzustellen. Trotz des mächtigen Funktionsumfangs ist sie intuitiv und effizient in der Handhabung. Plots lassen sich schnell und leicht per Drag-and-drop erzeugen, z. B. Trendplot, Spek­trogramm oder Listplot. 

Zusammenfassung 

Durch kontinuierliche 24/7 Datenerfassung und -speicherung können sporadisch auftretende Ereignisse erfasst und analysiert werden. Durch die Analyse von Langzeitdaten können auffällige Messwerte und Anomalien frühzeitig erkannt und eine rechtzeitige gezielte Wartung der Maschine geplant werden. Im Vergleich zu einem ungeplanten Maschinenstopp können so erhebliche Kosten eingespart werden. 

Langzeitdatenerfassung bringt Herausforderungen mit sich: Zum einen müssen zeitlich hoch aufgelöste Daten über lange Zeiträume lückenlos aufgenommen werden, zum anderen muss man diese Fülle an Informationen zuverlässig und effizient auswerten können. 

Da die IFTA-Systeme aus der Welt der Kraftwerke kommen und die Systeme 24/7 ohne Unterbrechung über Jahre enorme Datenmengen sammeln und analysieren müssen, hat IFTA Speicher- und Analysetechniken entwickelt, mit welchen man sich möglichst schnell und einfach einen Überblick über große Zeiträume verschaffen kann. 

Bilder: IFTA GmbH 

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