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機械の状態監視

ギアボックス,ファン,モータ,
ポンプなどの振動モニタリング

宇宙グレードの計測技術が機械の状態監視に導入されました。正確で信頼性が高く,使いやすく,コスト効率に優れたリアルタイム状態監視ソリューション。DEWESoftの状態監視ソリューションは、電気モータ,ギアボックス,ポンプなどあらゆる種類の回転機械に最適です。

振動や温度を可能な限り正確に計測・監視し、適切な結果を収録します。統合されたハードウェアとソフトウェアは、箱から出してすぐに使えます。

状態ベースの監視 (CBM)

機械の状態監視(または状態ベース監視 - CBM)は、故障や不具合の発生を示す重大な変化を特定するために、重要な機械の運転中の状態(振動,温度など)を監視します。 これは予知保全の主要な要素です。

DEWESoftは、さまざまな業界のテストおよび計測アプリケーションをカバーするハイエンドのデータ収録システム (DAQ)およびDAQソフトウェアのリーディングプロバイダです。 状態ベースの監視のために、低コスト,高性能,完全分散型の使いやすい機械状態監視システムも提供しています。

このソリューションは、自動車,鉱業,パルプ,製紙,鉄鋼,化学,セメント,石油・ガス,設備管理,発電などの分野で、ギアボックス,ファン,モータ,ブロワ,その他あらゆる回転機械の常時状態監視などの用途に適しています。

この費用対効果の高いソリューションにより、生産施設のオーナーは、高いROIで重要な設備の恒久的な監視を開始することができます。最終的には、生産の停止時間の短縮,メンテナンスと修理コストの削減,企業の収益性向上に貢献します。

なぜ恒久的な監視が必要なのか?

状態監視技術を使用することは、機械の状態を詳細に把握し、適切な時期に適切なメンテナンスを実施できる唯一の方法です。 たとえば、感知能力がなければ人々はどれほど脆弱になるかを想像してみてください。

計算はブレーキテスト終了直後に実行されます。ドライバーは、ブレーキテストのパラメータに即座にアクセスし、視覚的にフィードバックすることができます。


一般に機械設備の効率は、定期的な状態監視と定期的なメンテナンスによって、通常10~15%向上させることができます。

ー米国エネルギー省

どのようなパラメータを計測および
観察できるのか?

  • 温度監視
  • 振動監視
  • ひずみ監視
  • 圧力監視
  • 回転速度監視
  • 力の監視

どのような障害を検出できるのか?

  • ベアリングの故障
  • 過熱
  • シャフトのアンバランス
  • 分離マウント
  • ギア歯の破損
  • 荷重のズレ
  • ステータの偏心率
  • 他のマシンの致命的な障害

なぜDEWESoftなのか?

私たちは多くの企業に以下のような支援をしました。

  • 修理コストを平均32%削減
  • メンテナンスコストを平均52%削減
  • プラントの寿命を延ばす
  • 収益を平均17%増加
  • 予備品の在庫を平均26%削減
  • 従業員の安全性を高める
  • 一般的なコスト削減

私たちはどのように支援するのか?

すべての状態ベースのモニタリング事業は、戦略的選択がなされるさまざまな段階を経て進行します。 正しい方法で行われれば、望ましい結果が得られます。

DEWESoftのシステムインテグレータは、いくつかの重要な段階を経て、完全にカスタマイズされたターンキー状態監視ソリューションを提供し、お客様の生産プラントの安全性,可用性,効率の向上を提供します。

分散型ハードウェア

最新の機械状態監視ハードウェアを紹介します。

  • IOLITE-2xASI:2つのASI-1xVIB-50g振動プローブを接続するための2つの振動入力チャネル(各チャネル40kS/sのサンプリング速度)と、回転センサ(タコ)を接続するための1つのデジタル入力チャネルを備えたデータ収録デバイス
  • ASI-1xVIB-50g:1軸の高帯域幅(10 kHz)で低ノイズの振動センサプローブ。温度センサと方向識別用の3軸低速加速度センサも備えています。

このソリューションは、完全に同期した振動と温度を無制限に分散して計測することが重要であり、コストが重要な役割を果たすアプリケーション向けに設計されています。 RJ45コネクタを使用することで、迅速かつ簡単に機器を取り付けることができます。 DAQデバイスをセンサのすぐ近くに持ってくることで、長いアナログケーブルをなくし、ノイズの拾い込みとコストを削減します。

IOLITE データ収録システム

IOLITEは24ビットの分解能20kS/sのサンプリング速度で、幅広い入力タイプのシングルまたは多チャネルの一般的なデータ収録が可能なDEWESoftの計測器シリーズです。 電圧,電流,ひずみゲージ,振動(IEPEおよびMEMS),温度(ユニバーサル熱電対およびRTD),デジタルI/Oなどの計測用に、いくつかのI/Oモジュールが利用可能です。

1本のEthernetケーブルで簡単にデイジーチェン接続することができ、ノード間の距離は最大50mです。 EtherCAT通信でデバイス間は完全に同期しています。

IOLITEラックユニット(R8,R8R,R12)は、より広いEtherCAT計測ネットワークの一部でありながら、同じ場所で大量のチャネルが必要なアプリケーション向けに設計されています。 すべてのラックユニットは、サードパーティの制御および保護システムへのパラレルリアルタイムデータ出力に使用できるセカンダリEtherCATバスを備えています。

KRYPTONの堅牢なデータ収録システム

KRYPTON は3~8個の計測入力を搭載した、過酷な環境向けの堅牢な防水,高温度対応シリーズです。 電源,データ,同期用のLemoコネクタを備えた頑丈なケーブル1本で、デバイス同士をデイジーチェン接続できます。

KRYPTONはIOLITEと同じEtherCATチェーンに適合しながら、過酷な環境でも使用できるように設計されています。

システム構成

DEWESoftのデータ収録システムは、幅広いアナログとデジタル入力を備え、ほとんど全てのサードパーティセンサをサポートします。 デジタルおよびアナログ出力デバイスは、アクチュエータやスイッチを駆動する機能を提供します。

すべてのEtherCAT対応デバイス(IOLITE,KRYPTON)を同じネットワークに接続することができるので、電源,同期,データを1本のケーブルで供給し、事実上無限のチャネルチェーンを構築できます。 EtherCATチェーン全体は距離に関係なく1usに同期します。ノード間の距離は最大50m です。

データ収録装置からの生データはすべて、DewesoftX機械状態監視ソフトウェアを実行する計測ユニットによって収録および処理されます。処理されたデータはTCP/IPネットワーク経由でサーバーに送信されます。データはクライアントPCでアクセスして表示することも、時系列データベース(Historian)に保存することもでき、OPC UAなどの標準インタフェースを使用してSCADAシステムやクラウドソフトウェアに提供することもでき、インダストリー4.0アプリケーションをサポートします。

状態監視アプリケーション

DEWESoftの状態監視ソリューションは、様々なアプリケーションに最適です。

  • パルプ・製紙:ブロワ,コンベアベルト,チッパー,チップ分級機,リファイナ,圧力スクリーン,スクリューコンベア,攪拌機,ニップモニタリング,フェルトローラなど
  • 鉄鋼: 原料処理機械,コンベアベルト,船舶アンローダ,亜鉛めっき工場,スタックリクレーマ,連続鋳造機,クレーン,圧延機,焼鈍機,ポンプ,ファン,ギアボックスなど
  • 自動車: 風洞,エアハンドリングユニット,塗装工場のポンプ,プレス,トランスファープレスなど
  • セメント: 粉砕機,ギアボックス,コンベアベルト,セパレータ,ファン,原料ミル,ボールミル,エレベータ,送風機
  • 産業プラントおよび設備: ギアボックス,UPS,AC,電気モータ,ファン,ポンプ

状態監視ソフトウェア

DEWESoftの機械状態監視ソフトウェアは、市場でもユニークなものです。 これは、PCクライアントソフトウェアと、PdMのエキスパートエンジニアに適した詳細な機械状態解析機能を組み合わせています。 また、迅速な意思決定に適した機械状態のデータ概要を備えたハイレベルなWebベースのソフトウェアレイヤと、データを永久保存するためのHistorianの時系列データベースも提供します。

DEWESoftの機械状態監視ソフトウェアのユーザインタフェースは、英語,スペイン語,ポルトガル語,中国語,日本語,韓国語,ドイツ語,イタリア語,フランス語,ロシア語,その他すべての主要言語に翻訳されています。

ロータのバランス調整

モニタリングソフトウェアがアンバランスを検出した後、収録&解析ソフトウェアDewesoftXはロータバランサモジュールを提供し、直感的なステップバイステップのアプローチでローターのバランス調整を行います。

  • 現地でのシングルまたはデュアルプレーンバランシング
  • 簡単なステップバイステップの手順
  • 豊かな視覚化
  • ウェイト分割
  • 影響ベクトルの保存

ベアリングとギアの解析

エンベロープ加速度は、高周波の加速度スパイクを特徴的なベアリングとギアのメッシュ周波数に復調するために使用されます。

ベアリングの大規模なデータベースがすぐに利用でき、ユーザによる追加入力も可能です。

ソフトウェアモジュールは、ベアリングの各部分のスペクトルで対象となる周波数を特定します。

ソフトウェア構成の概要

生データの計算は、次のような何千もの機能を提供する収録&解析ソフトウェアDewesoftXが動作する計測ユニットで実行されます。

  • 収録した任意のチャネルの積分(加速度から速度)または微分(変位から速度)
  • ローパスフィルタとハイパスフィルタ
  • オーダートラッキング(継続および準備/停止)
  • エンベロープ検出
  • トラッキングフィルタ
  • オクターブバンド解析
  • ねじり、回転振動

計測ユニットは、クライアント PC にさらなる表示と計算のための生データを提供することも、永久保存のためにHistorianデータベースに縮小フォーマットで提供することもできます。

Historian時間データベースで利用可能な履歴データは、WebクライアントまたはPCクライアントを使用して表示することができます。WebクライアントのインタフェースはどのWebブラウザからもアクセスできるので、クロスプラットフォームおよびモバイルソリューションとなります。最も重要な機械の健全性データとその長期的な傾向の概要を提供し、電子メールによるアラートも提供します。

PCクライアントは標準のDewesoftX機械状態監視ソフトウェアを実行しており、データベースから以下のような計算結果を詳細に表示します。

  • 加速度,速度,変位計測
  • 3Dスペクトラムの動向
  • エンベロープ検出
  • ランアップ/コーストダウン解析
  • ねじり振動および回転振動解析
  • オクターブバンド解析
  • 機械要素の識別

連続監視およびランアップ/コーストダウン監視

オーダートラッキングは、次の一般的な解析タイプも両方をサポートします。

  • 連続 - 一定回転数
  • ランアップ/コーストダウン - 機械の始動および停止ルーチン中のRPMの増加/減少

監視ソフトウェアは運転モードを自動的に検出し、連続運転中は時間経過とともに、またはランアップおよびコースダウン中は回転数経過とともにオーダードメインデータを提供します。

時間または回転数にわたる次数の振幅値は、さらなる計算に使用できる独自のチャネルで抽出できます。

OPC UAによるインダストリー 4.0 (IIoT) 接続

クラウドソフトウェア

クラウドソフトウェアのインフラは、機械の状態をグラフィカルに表現するために利用できます。 長期トレンドの可視化と監視技術が利用可能です。さらに、しきい値アラーム電子メールまたはSMS通知と組み合わせて使用することもできます。

ユーザインタフェースは、顧客の要件に応じて簡単にカスタマイズできます。 データはローカルPC上で動作する収録&解析ソフトウェアDewesoft DAQからOPC経由でデータベースにストリーミングされます。 データベースはローカルサーバでもクラウドでも動作します。

SCADA

DewesoftからSCADAへのデータ転送は、Dewesoft OPC UAサーバまたはクライアントモジュールを使用することで簡単に行えます。 この場合、Dewesoftは顧客の要求に応じてSCADAサーバまたはクライアントとして機能します。

産業用通信プロトコル

いくつかの産業用インタフェースとプロトコルが、データを提供したり読み取ったりするためにオープンになっています。 OPC UA,Siemens S7,MODBUS,シリアル通信,EtherCAT/Ethernet通信プロトコルは、オプションのアップグレードとしてサポートされます。

加速度,速度,変位

収録した任意の数のチャネルを積分(加速度から速度)または微分(変位から速度)することができます。加速度,速度,変位の各チャネルは、機械監視のニーズに合わせてあらかじめ設定されています。

このソフトウェアは、加速度,速度,変位波形,スペクトルプロットをリアルタイムで表示し、視覚化する非常にシンプルな方法を提供します。

統合および微分チャネルは細かく設定し直すことができます。

  • 自由に設定可能なハイパスおよびローパスフィルタ(タイプ,次数,周波数)
  • 各信号のサンプリングとFFT分解能を自由に設定可能 - 少ないライン数で対象帯域の高周波分解能を実現

スペクトルトレンド3Dグラフ

時間の経過に伴う周波数スペクトルデータは、機械の動作に関する重要な情報を表します。DewesoftX 3Dグラフビジュアルコンポーネントは、継続的な状態監視に不可欠なツールです。

周波数領域と次数領域の両方を3Dグラフ上に表示できます。

高度な 3D グラフ機能には次のものが含まれます。

  • リニアまたは対数の振幅スケール
  • サーフェスまたはラインの表示
  • フルタイム履歴または選択した時間間隔の表示

Dewesoft Historian - データベース
ストレージ

Historianソフトウェアパッケージは、長期的なデータ保存のための時系列データベースを提供します。 データベースはローカル,リモートサーバ,クラウドのいずれかに配置できます。 このソリューションは、InfluxDB時系列データベースオープンソースプロジェクトに基づいています。

Historianは、履歴データに対していくつかの便利な機能を提供します。

  • 生データと縮小データ:生データは詳細な解析のために常に計測ユニットに保存されますが、Historianはクラウドデータベースに縮小データを長期保存する役割を果たす。
  • データの安全性と再送信:計測ハードウェアとデータベース間の接続が失われた場合、データは計測ユニットのローカルに安全に保存され、接続が可能になった時点でデータベースに再送信される。
  • 傾向と解析:履歴データは、Historianデータベースから常に呼び出してロードすることができ、傾向だけでなく詳細な解析や根本原因の特定にも使用できる。

トラッキングフィルタ - 高度なスペクトル解析

トラッキングフィルタにより、回転周波数の特定の次数をトラッキングできます。

これにより、特定の次数帯域の信号のみを別チャネルに抽出することができます。

抽出されたチャネルは周波数領域に変換され、元のスペクトルから減算されます。 これにより、ユーザは特定の機械部品に固有の周波数帯域をスペクトルから除去し、残りのスペクトルだけを別のチャネルで解析できる。

オクターブバンド解析

オクターブバンド解析は、広い周波数範囲にわたる機械音のフットプリントに基づく状態監視に使用されます。 Dewesoftのオクターブ解析ソリューションは、オクターブフィルタに関するIECおよびANSIクラスIの仕様をすべて満たしています。

オクターブバンド解析のコア機能

  • 真のオクターブ解析
  • 総合解析
  • 最大1/24オクターブの分解能
  • 周波数音の重み付け
  • 周波数の平均化

概要とアラート用のWebクライアント

Webクライアントのインタフェースは、どのWebブラウザからもアクセス可能で、クロスプラットフォームおよびモバイルソリューションになっています。最も重要なマシンの健全性データの概要とその経時的傾向を提供します。

アラームと警告レベルは各ディスプレイで設定でき、Eメール/SMS 通知に関連付けることができます。

このソリューションはGrafanaオープンソースプロジェクトをベースにしており、Dewesoftによってベクトル表示(FFT)や履歴データの選択的読み込みなどの機能が強化され、ディスプレイへの長期データの読み込みが劇的に高速化されました。

ねじり振動と回転振動

ねじり振動は、長いシャフトの問題や故障の原因となることがよくあります。 回転振動とねじり振動は、回転速度の振動だけでなくシャフトの両端間のねじれ角の挙動を詳細に解析します。

  • 簡単なセンサ設定:両端に同じタイプのセンサーは不要
  • すべてのデータへのアクセス:計算結果のチャネルはさらなる計算に使用される
  • 高度な演算:入力フィルタ,回転DCフィルタ
  • オーダートラッキング解析の統合

軌道プロットによる軌道解析

軌道解析は、回転機械の振動解析に必要なツールです。このプロセスは本質的に近接プローブの物理的位置を考慮して、一対の直交プローブからの時間領域データを軌道グラフ上にプロットする時間波形解析の拡張です。

DEWESoftの軌道解析ソリューションは、実績のある解析メトリクスの全セットがパックされており、以下の計算とグラフ表示をサポートしています。

  • 生の軌道
  • 平均軌道
  • フィルタリングされた軌道
  • 極座標プロット
  • ボード線図
  • シャフト中心線
  • フルモーショングラフ
  • クリアランスサークル
  • 振れ補正
  • 基準軌道
  • ウォータフォール一式

サードパーティのエンタープライズ
ソフトウェアとの統合

SCADA,CMMS,ERPシステムは、MQTTメッセージングプロトコル経由でDewesoft Historianサービスに接続するか、APIを使用してInfluxDBデータベースに直接接続することもできます。

HistorianはMQTTブローカとして機能し、サードパーティのMQTTクライアントへのデータストリームを可能ににします。

InfluxDBデータベースは、文書化されたオープンAPIを提供しており実装が簡単で、機械学習ソフトウェアに統合するための履歴データアクセスが可能です。

周波数スペクトルの機械要素の識別

このソフトウェアにより、周波数スペクトル内の機械部品を簡単に識別できます。

  • 入力軸と出力軸
  • ベアリング
  • ギア

機械部品は、基本回転数の特性乗数によって定義されます。高調波マーカは、高調波周波数と基本周波数を区別するのに役立ちます。マーカは、横軸のどの量にも使用できます。

  • 周波数 (Hz)
  • 回転速度(RPM または CPM)
  • 次数

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