Was ist Zustandsüberwachung?

Bei der Zustandsüberwachung werden Sensoren, Datenerfassungsgeräte und spezielle Software verwendet, um eine vorausschauende Wartung zu ermöglichen. Maschinen erzeugen im Normalbetrieb viele Datenpunkte. Sensoren erfassen Vibrations-, thermische, akustische und andere Daten, die an ein DAQ-Gerät und ein Steuerungssystem zur Analyse gesendet werden. Die Software markiert potenziell problematische Ergebnisse zur menschlichen Überprüfung oder kann eine automatisierte Reaktion auslösen, um Geräte und Mitarbeiter zu schützen. Zustandsüberwachung wird in industriellen Umgebungen, vor Ort und in Prüf- und Messlaboratorien eingesetzt.

^{Abbildung 1: Zustandsüberwachungsprozess}

Ein einzelnes Gerät kann mehreren Arten der Zustandsüberwachung unterzogen werden:

Schwingungsüberwachung

Vibration ist ein häufiges Merkmal von schweren Maschinen und muss nicht immer Anlass zur Sorge sein. Eine ungewöhnliche Schwingungssignatur kann jedoch darauf hinweisen, dass eine Komponente abgenutzt, unausgewuchtet, beschädigt oder anderweitig beeinträchtigt ist. Die Schwingungsüberwachung basiert meist auf Beschleunigungssensoren, Näherungssensoren und Geschwindigkeitssensoren, die Messwerte aufnehmen und an ein Steuersystem zur Analyse senden.

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Thermische Überwachung

Maschinenkomponenten arbeiten jeweils innerhalb eines erwarteten Temperaturbereichs. Erkennen Sensoren ungewöhnlich hohe oder niedrige Temperaturen, kann dies bedeuten, dass mit dem Equipment oder Prozess etwas nicht stimmt. Zu den Sensoren für die thermische Überwachung gehören Thermoelemente, Widerstandsthermometer (RTDs) und Thermistoren, die Daten zur Analyse an einen Computer senden.

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Akustische Überwachung

Die akustische Überwachung erfasst und analysiert Schallwellen, um ungewöhnliche Geräusche oder Klangeigenschaften zu erkennen, die auf Probleme mit Lagern, Getrieben und anderen Komponenten hinweisen können. Mikrofone sind die am häufigsten eingesetzten Sensoren für die akustische Überwachung, doch Beschleunigungssensoren und Hydrophone kommen in bestimmten Situationen zum Einsatz.

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Weitere gängige Arten der Zustandsüberwachung umfassen Ölanalysen, elektrische Überwachung und Drucküberwachung. Die Zustandsüberwachung kann kontinuierlich (online) oder intermittierend (offline) erfolgen, unabhängig davon, was gemessen wird.

Ziel der Zustandsüberwachung ist es, Probleme an Geräten frühzeitig zu erkennen, bevor sie Schäden oder Ausfallzeiten verursachen. Durch die Analyse der Sensordaten kann die vorausschauende Wartung verbessert werden, was die Maschinenzuverlässigkeit und -lebensdauer erhöht, ungeplante Reparaturkosten senkt und sogar Arbeitsunfälle vermeidet. 

Die Zustandsüberwachung wird für viele Geräte und Prozesse eingesetzt:

• Rotierende Wellen
• Motoren
• Gasturbinen
• Pipelines
• Kolbenkompressoren
• Pumpen
• Lager
• Lüfter
• Motoren
• Getriebe
• Generatoren
• Transformatoren
• Leistungsschalter
• Elektronische Komponente und Schaltschränke
• HLK-Systeme
• Öfen und Backöfen
• Serverräume und Rechenzentren
• Hydrauliksystemflüssigkeiten
• Schmiersystemöle
• Materialhärtungsprozesse

Die NI-Technologie unterstützt die Zustandsüberwachung mit Datenerfassungsgeräten und Analysesoftware. Unsere DAQ-Module verbinden Sensoren mit Steuersystemen und bieten Lösungen für Schall- und Schwingungsmessung sowie Temperaturmessung. NI-Software wie LabVIEW und SystemLink™ wird für Zustandsüberwachung und Analyse verwendet und hilft, Sensordaten zu visualisieren. NI-Hardware und -Software unterstützen branchenübergreifend vorausschauende Wartungsstrategien, die durch intelligente Datennutzung die Effizienz verbessern und Kosten senken.