Wat op kantoor lange tijd vanzelfsprekend was, vindt nu ook zijn weg naar het onderhoud van installaties. Intelligente frequentieregelaars waarschuwen gebruikers in een vroeg stadium voordat de motor en het systeem tot stilstand komen. Het concept hierachter wordt toestandsafhankelijk onderhoud genoemd.
Het principe bestaat erin gegevens van interne en externe sensoren te verzamelen, op te slaan en door de frequentieregelaar met zijn randintelligentie te laten evalueren. De resultaten zijn dan beschikbaar waar ze nodig zijn door ze over te brengen naar de cloud of naar een lokaal controlesysteem. De verkregen gegevens maken voorspellend, toestandsafhankelijk onderhoud mogelijk, waardoor de prestaties, de efficiëntie en de uptime van installaties worden verbeterd, de levensduur van installatiecomponenten wordt verlengd en tegelijkertijd de complexiteit wordt verminderd.
Conditiebewaking met intelligente frequentieregelaars maakt het mogelijk systemen op een voorspellende manier te onderhouden. Dit biedt talrijke voordelen ten opzichte van correctieve en preventieve onderhoudsconcepten.Conditiebewaking berust echter op sensorgegevens en het installeren van extra sensoren in fabrieken kan duur zijn. Als in de toepassing intelligente frequentieregelaars worden gebruikt, vormen zij een waardevolle bron van gegevens die de conditiebewaking ondersteunt of helemaal mogelijk maakt. Dit creëert toegevoegde waarde door een kennisvoorsprong en bespaart onnodige kosten als gevolg van systeemuitval of verhoogde slijtage.
De installatie is eenvoudig: afhankelijk van de toepassing zijn er twee mogelijkheden. In het eerste geval leert de regelaar automatisch gedurende een bepaalde tijd parallel met de werking. De tweede optie: de industriële gebruiker voert een identificatierun uit, de zogenaamde baseline run. Dit betekent dat de regelaar de machine door het hele toerentalbereik laat lopen en dan een model voor de bewaking opbouwt.
Slijtage vroegtijdig detecteren: het bewaken van mechanische trillingen
Veel mechanische fouten, zoals slijtage van de lagers, verkeerde uitlijning van de as en onbalans, veroorzaken trillingen. Intelligente drives met hun nieuwe functies bieden tegenwoordig de mogelijkheid om de trillingen in een motor of toepassing met een externe sensor te controleren, te detecteren en de gevolgen ervan te minimaliseren of te vermijden.
Want de versnelde slijtage van mechanische onderdelen van een Power Drive System kan worden voorkomen. Bijvoorbeeld met een Danfoss VLT® frequentieregelaar in combinatie met een externe trillingstransmitter. Door het transmittersignaal te correleren met interne signalen, zoals het toerental of andere voor de toepassing relevante signalen, kan de drive fouten snel detecteren. Er wordt informatie verstrekt over de toestand van het systeem om uitval te voorkomen. Het onderhoud kan vooraf worden voorbereid en gepland terwijl de installatie in bedrijf blijft tot de eerstvolgende onderhoudspauze.
De monitoring van trillingen in VLT® frequentieregelaar wordt uitgevoerd met behulp van gestandaardiseerde methoden en drempelwaarden die zijn vastgelegd in normen zoals ISO 13373 voor bewaking van de toestand en diagnose van machines, of ISO 10816/20816 voor het meten en classificeren van mechanische trillingen. Het voordeel van een dergelijke bewaking in de regelaar is dat deze de gegevens kan vergelijken met de feitelijke bedrijfscondities bij continu bedrijf/aanlopen, belastingsomstandigheden of toerentallen.
Detectie van fouten in de motorwikkeling voordat de motor uitvalt
Fouten in motorwikkelingen treden niet plotseling op; ze ontwikkelen zich in de loop der tijd. Alles begint met een kleine kortsluiting in een wikkeling die leidt tot extra verwarming. Vervolgens blijft de schade onopgemerkt, totdat de overstroombeveiliging wordt geactiveerd en de installatie wordt stopgezet.
Dit leidt tot ongewenste stilstandstijd. Dit probleem wordt verholpen door de continue toestandsbewaking van de motor via analyse van de elektrische handtekeningen.
Uit de motorstromen en spanningssignalen is statusinformatie te genereren en kan worden geassocieerd met motor- of toepassingsfouten, zoals verkeerde uitlijning van de as of fouten in de statorwikkeling. De stroom- en spanningssensoren die deze informatie leveren, zijn sowieso essentiële componenten van frequentieregelaars. Er ontstaan dus geen extra kosten voor het gebruik van externe sensoren.
Bewaking van de omhullingscurve: vroegtijdige detectie van verzanding en dergelijke
De pomp lijkt normaal te werken, maar de intelligente frequentieregelaar van Danfoss activeert een onderhoudsalarm. Hij detecteert een zwaardere belasting. Hij geeft een niet mis te verstane aanwijzing: de pomp is verzand. Voordat zich grotere problemen voordoen, kan deze sneller dan vroeger worden gereinigd zodat de installatie normaal kan blijven werken.
Daarnaast zorgt de bewaking van de toestand voor energiebesparing, aangezien de pomp altijd onder optimale omstandigheden kan werken.
Om deze fout te herkennen, gebruikt de frequentieregelaar de waarden uit de stroom- en spanningsmetingen om de motor te regelen. Ook hier kunnen de op basis hiervan berekende parameters zoals het motorvermogen, energie, actuele motorsnelheid of het koppel worden gebruikt om de motorbelasting op een andere manier te bewaken. Detecteert de frequentieregelaar over- of onderbelastingscondities in pomptoepassingen waarbij sprake is van verontreiniging, verzanding, corrosie en dergelijke, dan wordt er een onderhoudsalarm gegenereerd.