Condition Monitoring hydraulischer...
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Parker Hannifin Kurzvorstellung
• Weltweit führend in Antriebs-und Steuerungstechnologien
• Rund 12 Mrd $ Umsatz (Fiskaljahr 2008)
• Rund 62.000 Mitarbeiter weltweit
• 298 Fertigungsstandorte weltweit
• 28 Standorte in Deutschland
Unternehmenszentrale in Cleveland Ohio/USA
Vertriebs- und Service Zentrale Deutschlandin Kaarst
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Condition MonitoringWirtschaftlicher Nutzen für den Anwender
Gliederung:
I Begriffsklärungen zu Condition Monitoring
II Wirtschaftliche Aspekte
III Condition Monitoring FLUID
IV Condition Monitoring SYSTEM
V Zusammenfassung
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Condition MonitoringBegriffsklärungen
Condition Monitoring ist gleichbedeutend mit der Erfassung von Betriebsdaten der Maschine. Die Daten werden auf Abweichungen zum Wunsch-/Normalzustand ausgewertet.
1. Zustandserfassung
Messung und Dokumentation/Speicherung von Betriebsparametern
2. Zustandsvergleich
Gegenüberstellung vonIst-Größen mit
Referenz-Größen/Grenzwerten
3. Diagnose
Rückschluss auf dieUrsache für die
Zustandsveränderung der Maschine
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Condition MonitoringBegriffsklärungen
Intermittierende Betriebsdatenerfassung:• Nicht kontinuierliche Zustandserfassung in
regelmäßigen oder variablen Zeitabständen
• Langfristige Entwicklungen werden erfasst und dokumentiert
• Veränderungen aufgrund plötzlicher Zustandsänderungen nicht detektierbar
• Festlegung der Inspektionsintervalle auf Basis von Erfahrungen des Herstellers oder Betreibers
• Einsatz mobiler Messgeräte statt vollständiger Maschineninstrumentierung
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Condition MonitoringBegriffsklärungen
Kontinuierliche Betriebsdatenerfassung:• Permanente Online - Erfassung der
Zustandsinformationen• Neben langfristigen Zustandsänderungen werden
auch sprunghafte Zustandsänderungen erfasst und dokumentiert
• Unverzügliche Diagnose auch kurzfristiger Zustandsänderungen möglich
• Überwachte Betriebsparameter werden kontinuierlich erfasst und dokumentiert
• Voraussetzung ist die Installation entsprechender Sensortechnik
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ConditionMonitoring
Condition MonitoringOptimierung der MaschinenverfügbarkeitAusfallorientierte Instandhaltung:
GeplanterStillstand
Produktion ProduktionInstand-setzung
Ausfall
Vorbeugende Instandhaltung:GeplanterStillstand
Wartung WartungGeplanterStillstand
Produktion
Zustandsorientierte Instandhaltung:
GeplanterStillstand
Inspektion WartungGeplanterStillstand
Produktion
Investitionsumfang
Anlagenverfügbarkeit
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Wirtschaftlicher Nutzen einerZustandsorientierten Instandhaltung
+ Kürzere Stillstandszeiten der Maschine
+ Kosten für Instandhaltungs-Kapa. planbar
+ Erhöhte Qualität durch Reproduzierbare Produktionsbedingungen
+ Weniger Ausschuss und Reklamationen
- Kosten für kontinuierliche Betriebsdatenerfassung
Zustands-orientierte
Instand-haltung
+ Kürzere Stillstandszeiten der Maschine
+ Kosten für Instandhaltungs-Kapazitäten planbar
+ Keine CM-System Investitionen
- Kosten für Ersatzteil-Bevorratung
Vorbeugende
Instand-haltung
+ Keine Kosten für Ersatzteil-Bevorratung
+ Keine CM-System Investitionen
- Produktionsausfall/Wartezeit
- Schäden an Maschine, Werkzeug und Material
- Teure, ungeplante Instandhaltungs-Kosten
Ausfall-orientierte
Instand-haltung
NutzenKosten
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Faktoren zur Entscheidung für eineZustandsorientierte Instandhaltung
• Stillstandskosten für die Maschine/den Prozess
• Kosten für Einführung einer zustands-orientierten Instand-haltung
• Anforderungen an die Qualität des Prozesses und des Produktes
Tage
InvestitionskostenCondition Monitoring
Stillstands-kosten
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Welche Parameter der Anlage können zumCondition Monitoring ausgewertet werden?
• Geräuschpegel• Stromaufnahme• Infrarotdiagnose • Partikelanzahl im Fluid• Wassergehalt im Fluid• Luftgehalt im Fluid• Druck des Fluids• Temperatur des Fluids• Volumenstrom des Fluids
� Das Fluid ist der Haupt-Informationsträger
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Fluidbasierte Indizien für Komponentenverschleiß
• Partikel oder Wassereinträge in das hydraulische System steigern die Verschleißgeschwindigkeit
• Verschleißbedingte Komponenten-ausfälle äußern sich durch eineZunahme der Partikelanzahl im Öl
• Entstehende Schäden können ebenfalls den Wirkungsgrad des Systems beeinflussen (Temperatur, Druck, Momente, Kräfte)
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Zustandserfassung Fluid-Eigenschaften
• Feststoffpartikel• Laboranalyse von Ölproben
• Ölanalyse mit mobilem Messgerät
• Kontinuierliche Analyse über fest installierten Sensor
• Wassergehalt• Laboranalyse von Ölproben
• Ölanalyse mit mobilem Messgerät
• Kontinuierliche Analyse über fest installierten Sensor
ISO 21/19/17
100-Fach vergrößert
ISO 16/14/11
100-Fach vergrößert
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Sensortechnik für Condition MonitoringÖlverschmutzungsüberwachung
• Kontinuierliche oder intermittierende Partikelzählung
Messprinzip der Partikelzählung
icount PD
- Anzeige aufDisplay nachISO 4406
- Ausgabe überCAN-Schnittstelle,Analogausgang u.a.
- Wassergehalts-sensor integriert
Laser CM
-StichprobenartigeKontrolle
- Sehr hoheGenauigkeit
icount BS
-StichprobenartigeKontrolle
- Auswertung einer Probe in 15 sec.
- Sehr hoheGenauigkeit
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Sensortechnik für Condition MonitoringWassergehaltsüberwachung• Kontinuierliche oder intermittierende Messung
des Wassergehalts im Öl während des Betriebs
Messprinzip
MS150, MS200
H2Oil
-StichprobenartigeKontrolle
- Sehr hoheGenauigkeit
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Sensortechnik für Condition MonitoringDrucküberwachung
• ServiceJunior• Digitale Druckmessung• Druckspitzenanzeige
• ServiceJunior wireless• Digitale Druckmessung• Messwertspeicher zur
Aufzeichnung von Druckverläufen• Auslesen per Funk zum PC
• Druck-/Temperatur-Sensor• Kombinierte Druck-/Temp.-Messung• Digitagle Aufnahme und Übertragung• CAN-Bus Schnittstelle
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Sensortechnik für Condition MonitoringVolumenstromüberwachung
• Messturbine SCFT• Geringer
Durchflusswiderstand
• Messbereich bis 750 l/min
• Hochdruckfest bis 480 bar
• Einsatz z.B. im Leckölstromder Verdrängereinheit
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• The Parker Service Master Plus• Tragbares Multifunktions-
Handmessgerät • Druck, Temperatur, Volumen-
strom, Drehzahl messen, überwachen und analysieren
• Messen von mehr als 50 Kanälen und darstellen als Zahl, Balken, Zeiger, Kurve
• Schnittstellen: CAN, LAN, USB
Systemintegration für Condition MonitoringAufnahme verschiedener Parameter
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System Monitoring mit Sensortechnikfür Condition Monitoring
Vergleich
Referenz-Kurve mit
Ist-Kurve
TemperaturFüllstand
Druck
Volumen-strom
Partikel-anzahl
Feuchte-Gehalt
Analyse undDiagnose inMaschinen-steuerung
Erfassung Vergleich Diagnose
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Zusammenfassung
• Zustandsorientierte Instandhaltung führt zu einer höheren Anlagenverfügbarkeit
• Kontinuierliche Verbesserungen werden ermöglicht• Spontane und langfristige Änderungen werden erfasst• Vorausschauende Bereitstellung von
Material, Personal und Werkzeug ist möglich• Vermeidung von Folgeschäden• System Monitoring ist Grundlage reproduzierbarer
Produktionsbedingungen und gesteigerter Energie-Effizienz
• Investitionskosten in Condition Monitoring sind häufig geringer, als mögliche Kosten bei Ausfällen
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Aktuelle Literatur zum Thema
[1] „Handbuch Hydraulik Filtration“
Parker Hannifin Corporation, 2005
[2] „Grundlagen der Instandhaltung“
DIN 31051:2003-2006
[3] „Sicherheit bei der Hydraulik-Instandhaltung“
BG-Information BGI 5100, 2007
[4] „Hydraulik-Fluide als Konstruktionselement“
Bock, W., Vereinigte Fachverlage, 2007