antriebstechnik 4/2019

SENSORIK UND MESSTECHNIK

SENSORIK UND MESSTECHNIK Umgebungstemperaturen. Sie sind werkseitig auf ferromagnetische bzw. nicht ferromagnetische Materialien abgestimmt, wodurch eine Linearisierung vor Ort entfällt. Dank der werkseitigen Kalibrierung bieten die eddyNCDT 3001 und 3005 Sensoren eine hohe Genauigkeit und Temperaturstabilität, was besonders für den Dauereinsatz in industriellen Umgebungen von Vorteil ist. Sie zeichnen sich durch ihre nach IP67 robuste und kompakte Bauweise integrierter Elektronik aus. Im Vergleich zu induktiven Schaltern und Sensoren liefern diese Modelle eine höhere Bandbreite und sind deshalb für die Überwachung und genaue Erfassung schneller Bewegungen konzipiert. SPALTMESSUNG AM GLEITLAGER Hydrostatische Lager werden an vielen Großanlagen verwendet. Messaufgabe der Sensorik ist die Überwachung des Spaltmaßes zwischen Lagerfläche und Welle. Im Schmierspalt befindet sich ein Ölfilm, der einen direkten Kontakt von Lagerfläche und Welle verhindert. Bei einer Störung in der Hydraulik kann der Öldruck sinken und der Spalt würde im Extremfall geschlossen. Die Folge wäre die Beschädigung des Lagers, was wiederum zu einem Ausfall der Anlage führen kann. Der Sensor wird dazu seitlich am Lagerschuh montiert. Er misst durch den Ölfilm und die Gleitlagerschicht hindurch direkt auf die Welle. Zum Einsatz kommen hierbei berührungslose Wirbelstrom-Wegsensoren der Serie eddyNCDT 3001 und 3005. Sie zeichnen sich durch ihre robuste und kompakte Bauform mit integriertem Controller aus. Sie finden häufig Anwendung, wenn hohe Präzision bei schwieriger Umwelt gefordert ist. Besonders ausgeprägt ist die Resistenz der Wirbelstromsensoren gegenüber Druck, Schmierstoffen und extremen Temperaturen. Eine weitere Anforderung an die Sensorik ist eine schnelle Inbetriebnahme bzw. Austausch und die Möglichkeit bestehende Anlagen nachzurüsten. LUFTSPALTÜBERWACHUNG IM GENERATOR Bei sehr großen Generatoren oder Elektromotoren ist es sehr wichtig, den Rundlauf des Läufers im Innern des Motors gegenüber dem des Stators zu bestimmen. Durch Unwucht im Betrieb, die bei Windkraftanlagen u. a. durch Verschleiß wegen extremer Wind- und Wetterbedingungen auftritt, kann der Läufer den Stator berühren – die mögliche Folge wären große Schäden. Daher wird während des Betriebes der Abstand zwischen Stator und Läufer, der sogenannte Läuferspalt, mit optischen oder mit kapazitiven Sensoren überwacht. Bei den kapazitiven Sensoren kommen Sensoren mit einem Messbereich von 0 bis 8 mm zum Einsatz. Kapazitive Sensoren sind für berührungslose Weg-, Abstandsund Positionsmessungen konzipiert. Sie zeichnen sich durch ihre Langzeitstabilität, Zuverlässigkeit und Temperaturstabilität aus. Bei der Luftspaltüberwachung im Generator beträgt die durchschnittliche Temperatur etwa 120 °C. Die Sensortechnologie von Micro­ Epsilon macht hochpräzise Messungen auch in schwierigen Umgebungen möglich. Die eingesetzten Sensoren wurden speziell für Messungen im Generator optimiert. Sie sind vibrationsfest und durch ein Gehäuse geschützt. Ihr triaxialer Aufbau macht einen bündigen Einbau auch in leitfähige Materialien möglich, denn an der vorderen Sensorkante befinden sich neben der Messelektrode auch die Schutzringelektrode und die Erdung. Kapazitive Sensoren von Micro-Epsilon zeichnen sich durch eine hohe elektromagnetische Verträglichkeit aus. Ein Tausch der Sensoren ist ohne neue Kalibrierung möglich, während herkömmliche Systeme aufwändig kalibriert und linearisiert werden müssen. Durch den Einsatz von Sensorik lassen sich nicht nur an Windturbinen sondern generell in nahezu allen Anwendungen verschiedenster Branchen Reparaturen vermeiden, Ausfälle reduzieren, Wartungszyklen planen und Kosten senken. Im Vergleich zu manuellen Prüfungen durch Mitarbeiter, deren Kontrollen Schwankungen je nach Ermüdungsgrad und Tagesleistung unterliegen, liefern Sensoren hochpräzise, zuverlässige und über den gesamten Prozess gleichbleibende Messergebnisse. Micro-Epsilon ist führend im Bereich der hochpräzisen Messtechnik und verfügt über eine Produktpalette, welche induktive, konfokal-chromatische und kapazitive Sensoren, dazu Laser-, Wirbelstrom-, Seilzug- und Temperatursensoren, außerdem Prüfanlagen sowie Messsysteme z. B. für 3D-Oberflächeninspektion beinhaltet. Fotos: Micro-Epsilon Messtechnik GmbH & Co. KG www.micro-epsilon.de DIE IDEE „Seit die industrielle Messtechnik Einzug in Windkraftanlagen gehalten hat, lassen sich die Großanlagen in einer neuen Dimension optimieren und dadurch wesentlich effizienter nutzen. Mittels moderner Sensorik können Hersteller Wartungen vorhersehen und planen. Unvorhersehbare Ausfälle und Standzeiten werden auf ein Minimum herabgesetzt. Bei steigender Produktivität werden dadurch Ressourcen geschont und Kosten reduziert. Präzise Sensoren ermöglichen die Echtzeitüberwachung von Fertigung, Prüfstand und laufendem Betrieb. Die Messwerte können direkt in die Condition Monitoring Systeme der Anlagen eingebunden werden.“ Michael Kuran, Beratung & Vertrieb Sensorik, Micro-Epsilon Messtechnik GmbH & Co. KG 78 antriebstechnik 2019/04 www.antriebstechnik.de

CONDITION-MONITORING AN ANTRIEBEN VON KRANEN Für Hubwerks- und Fahrwerksantriebe von Kranen bietet die Gesellschaft für Maschinendiagnose GfM Online-Condition-Monitoring an. Diese Antriebe laufen meist nur kurze Zeit am Stück, und das i. d. R. mit variabler Drehzahl. Daher gelten diese Antriebe bei der schwingungsdiagnostischen Überwachung als besondere Herausforderung. Mit den Systemen von GfM kann die Messung auf bestimmte Parameter getriggert werden. Für die Diagnose wird die Ordnungsanalyse eingesetzt. Ein besonderes Augenmerk liegt bei den Systemen auf der Automatisierung der Analyse, sodass der Mensch erst für die Entscheidung „Reparatur oder Weiterbetrieb“ gefordert ist. Die Systeme und Services des Anbieters rund um Online- Condition-Monitoring und Offline-Maschinendiagnose für mechanische Antriebe dienen der vorausschauenden Instandhaltung an grundsätzlich allen industriellen Antrieben. Sie helfen dabei, Stillstände durch unerwartete Maschinenausfälle zu minimieren. www.maschinendiagnose.de SCHUTZ VOR SCHÄDEN AN WINDKRAFTANLAGEN Der Safety-Schwingungssensor NVA/S3 von TWK ist für den Einsatz in der Windbranche optimiert, um Windkraftanlagen vor Schäden zu schützen, die durch Turm- und Generatorschwingungen verursacht werden. Er erfasst Beschleunigungen von 0,05 bis 60 Hz bis zu einer Amplitude von 2 g. Die einwirkende Beschleunigung wird über auswählbare Frequenzfilter ausgewertet und über die CANopen Safety- Schnittstelle ausgegeben. Zwei sichere Schaltkontakte stehen als parametrierbare Limit-Schalter für die Sicherheitskette zur Verfügung. Der Messwert der Beschleunigung kann als Momentan- oder Peak-Wert, als RMS-Mittelwert oder als aufintegrierter Wert ausgegeben und verarbeitet werden. Letztere Funktion ist wichtig, um eine Abschaltung der Anlage vorzunehmen, wenn ein einstellbarer Beschleunigungsgrenzwert geringfügig, jedoch für längere Zeit überschritten wird. Mit schnellen Butterworth-Filtern kleiner Ordnung können Regelungsprozesse realisiert werden. www.twk.de HANNOVER MESSE 01. - 05.04.2019 Halle 14/15 | Stand B05 SENSORIK FÜR NEIGUNGEN ODER BESCHLEUNIGUNGEN Sensorik für die Industrie 4.0: Der Gyro-/Beschleunigungssensor von Concept Electronic bietet die passende Sensorik für Neigungen oder Beschleunigungen aller Art und passt sich mit dem I2C- oder SPI-Interface der Elektronik an. Der zusätzliche Relaiskontakt ermöglicht es, z. B. eine Sicherheitskette aufzutrennen, um so ab einer gefahrbringenden Schieflage des Systems Notabschaltungen in Gang oder Antriebe still zu setzen. Eine Tüv-Abnahme ist in Vorbereitung. www.concept-electronic.de KRAFTSENSOR ERMITTELT BIS 450 KN Mit dem Typ 9397C kündigt Kistler den weltweit größten 3-Komponenten-Kraftsensor an. Der Messbereich beläuft sich auf bis zu 450 kN in der Z-Achse und 100 kN in der x- und y-Achse. Ein typischer Anwendungsfall in der Industrie ist das Messen dynamischer und quasi statischer Zug- und Druckkräfte. Die piezoelektrische 3-Komponenten- Kraftsensoren sollen selbst kleinste Änderungen großer Kräfte in allen drei Richtungen erfassen können. 9397C wird kalibriert und vorgespannt geliefert und ist sofort einsetzbar. www.kistler.com 65 mm Hohlwelle! Neuer Servoantrieb CanisDrive®-58 Vorteil! Mit dem CanisDrive® entscheiden Sie das Spiel für sich – und zwar völlig spielfrei. www.harmonicdrive.de