Einsatzfall anpassen. Das M14 stellt standardisierte Messwerte für die Weiterverarbei- tung zur Verfügung. Messgrößen Das M14 ist für den Betrieb mit einem IEPE-kompatiblen piezoelektrischen Beschleunigungsaufnehmer ausgelegt. Es eignet sich zur Messung und Überwachung folgender Schwinggrößen:...
Empfindlichkeit, isoliertem Boden und Schutzgrad IP67. Der Konstantstrom zur Versorgung der Sensorelektronik wird vom M14 bereitgestellt und kann bei Bedarf über die Schnitt- stellen ausgeschaltet werden. Dies kann zum Beispiel sinnvoll sein, wenn zwei M14 an einem Sensor betrieben werden. In diesem Fall darf nur ein Gerät den Sensor versorgen.
Klemmen oder über den Busverbinder auf der Rückseite zu- geführt werden (vgl. Bild 3 auf Seite 1). Schnittstellen Zum Parametrieren und Messen besitzt das M14 zwei digitale Schnittstellen. Auf der Frontseite befindet sich eine Mini- USB-Buchse. Das Gerät kommuniziert im virtuellen COM- Port-Modus über ASCII-Befehle.
4. Installation 4.1 Auswahl der Messpunkte Sensor- Vor dem Einsatz des Gerätes müssen geeignete Messpunkte anbringung an der Maschine gefunden werden. Dazu sollte man mög- lichst Fachpersonal mit Erfahrungen in der Maschinenüber- wachung heranziehen. Die bei Schwingungen auftretenden Kräfte werden normaler- weise über Lager und Lagergehäuse auf das Maschinenge- häuse übertragen.
DIN/ISO 20816-1 Die Norm DIN/ISO 20816-1 empfiehlt für Maschinenschwin- gungen Lagergehäuse oder deren unmittelbare Umgebung als bevorzugte Messpunkte (Bilder 5 bis 8). Für Überwachungszwecke reicht es oft aus, nur in vertikaler oder horizontaler Richtung zu messen. Bei Maschinen mit ho- rizontalen Wellen und starrer Aufstellung treten die größten Schwingamplituden meist horizontal auf.
Bild 7: Messorte an Elektromotoren Bild 8: Messorte an Hubkolbenmaschinen 4.2 Montage Das M14 ist für die Befestigung auf einer 35 mm-DIN-Schie- ne (Hutschiene) vorgesehen. Diese muss horizontal ange- bracht sein. Der Einbau erfolgt in staub- und feuchtigkeitsge- schützter Umgebung, vorzugsweise in Schaltschränken.
Das Bild zeigt eine DIN-Schiene mit Busverbindern Busverbinder für RS-485 und Versorgungsspannung. Die Busverbinder M14-BUS3 (Bild 11) werden seitlich ineinander gesteckt und auf die DIN-Schiene aufgeschnappt. Beim Einrasten werden damit die Versorgungsspannungsanschlüsse und die RS-485- Schnittsellen aller Module untereinander verbunden, was die Verdrahtung wesentlich vereinfacht.
Geeignet sind zum Beispiel 24 V-Netzgeräte für DIN-Schienenmontage. Der Minuspol der Versorgungsspan- nung ist mit der Signalmasse verbunden. Die Stromaufnahme liegt, je nach Spannung, bei 25 bis 80 mA. Das M14 ist ge- gen Falschpolung und gegen kurze Überspannungsimpulse geschützt. Wenn das Gerät über den DIN-Schienen-Busver- binder versorgt wird (vgl.
Beschleunigungssensoren mit isoliertem Gehäuse verwendet oder für erdpotenzialfreie Montage auf der Maschine gesorgt werden. Relaisausgänge Das M14 hat zwei Relaisausgänge, die üblicherweise für Voralarm (Warnung) bzw. Hauptalarm verwendet werden. Es handelt sich um kontaktlose PhotoMOS-Relais mit einem Schaltkapazität Schaltanschlüsse sind galvanisch vom Rest der Schaltung...
auszulegen, dass U > 8 V + U ist. U ist der Spannungs- abfall über allen im Stromkreis enthaltenen Messwider- ständen bei 20 mA. Bei Übersteuerung oder Sensorfehler beträgt der Schleifen- strom 24 mA. Bild 13: Stromschleife Die Spannung an den Klemmen +I und -I darf 30 V nicht überschreiten.
Schwingbeschleunigung oder Schwinggeschwindigkeit handeln. M12DIS ist ein 3 ½-stelliges LCD-Digitalanzeige- modul zum Anschluss an den Stromschleifenausgang des M14. Die Versorgung der Anzeige erfolgt aus der 4-20 mA- Stromschleife. Eine Hintergrundbeleuchtung kann mit separa- ter Versorgungsspannung betrieben werden. Der Anschluss erfolgt wie im Abschnitt 4.3 beschrieben am Stromschleifenausgang des M14.
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Bild 14: Anschluss der Schwingpegelanzeige Bei Bedarf kann eine LED-Hintergrundbeleuchtung zuge- schaltet werden. Dazu ist eine separate Gleichspannung U erforderlich, die über einen Vorwiderstand R an die Klem- men BL+ und BL- angelegt wird. Der Strombedarf der Hin- tergrundbeleuchtung beträgt 30 mA. Der Vorwiderstand errechnet sich wie folgt: - 5 V 30 mA...
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Wandstärke 1 bis 3 mm Ausschnitt 62 mm x 32 mm Halte- bügel Frontrahmen Bild 15: Montageöffnung Isolier- scheiben Bild 16: Einbau der Schwingpegelanzeige Wenn nicht anders bestellt, erfolgt die Werkskalibrierung so, dass die Schwingpegelanzeige „0“ bei 4 mA und „1000“ bei 20 mA anzeigt.
Die Kalibrierung der Anzeige kann entweder mit einer 4-20 mA-Konstantstromquelle oder in Verbindung mit dem M14 erfolgen. Bei Kalibrierung mit dem M14 geht man wie im Kapitel 11 beschrieben vor, indem man ein Referenz- Schwingsignal in den Schwingungssensor einspeist oder die Sensorspannung durch ein Generatorsignal simuliert.
Der Treiber installiert ein virtuelles COM-Port auf dem PC und arbeitet im CDC-Modus, so dass sich das Gerät auf einfa- che Weise mit ASCII-Befehlen ansprechen lässt. Nachdem Sie den Treiber installiert haben, wird das M14 vom System erkannt. PC-Software Auf unserer Softwaredownload-Internetseite installieren https://mmf.de/software-download.htm#m14...
XML-Format gespeichert. Beim Laden der Einstellungen werden diese automatisch zum M14 über- tragen. Standard- Durch Klicken von „Defaults“ setzen Sie das M14 auf die einstellungen Werkseinstellungen zurück. Alle Eingaben werden an das M14 gesendet, sobald der Mauszeiger das betreffende Menü verlässt.
6.2.3 Sensoreinstellungen IEPE-Versorgung Das M14 ist für den Anschluss IEPE-kompatibler Beschleuni- gungsaufnehmer vorgesehen. Die Anschlussklemmen für den Sensor sehen Sie in Bild 3 auf Seite 1. Ein IEPE-Sensor benötigt eine Konstantstrom- quelle zur Versorgung der Sensorelektronik. Der Konstantstrom lässt sich abschalten (Bild 19).
Sie können wählen, ob die Relais bei Alarm schließen sollen („n.o.“, normally open) oder öffnen („n.c.“, normally closed). Mit der Auswahl „n.c.“ ergibt sich eine Selbstüberwachungs- funktion der M14-Versorgungsspannung sowie der Relais- Verkabelung, da in beiden Fällen bei Unterbrechung der Re- laiskreis öffnet und somit Alarm signalisiert.
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Unter „Delay“ wird die Zeit t von 0 bis 99 s eingegeben, während der der Alarmzustand durchgängig anliegen muss, bevor das Relais schaltet. Fällt das Signal vorher wieder unter die Alarmgrenze, erfolgt keine Auslösung. „Hold time“ be- stimmt die Mindesthaltezeit t eines Alarm-Schaltzustands von 0 bis 9 s.
gens nach dem Anlegen der Versorgungsspannung kann eine Einschaltverzögerung definiert werden, während der der Re- laisausgang inaktiv ist. Latenzarme In bestimmten Anwendungen ist eine möglichst schnelle Momentanwert- Alarmierung erforderlich, z.B. zur Notabschaltung bei Ge- überwachung fahr. Für solche Einsatzfälle lassen sich die Relaisausgänge so konfigurieren, dass bereits wenige Millisekunden nach Über- schreitung der Alarmgrenze ein Schaltvorgang erfolgt.
Bild 25: Überwachungsmo- zu den Tabs „RMS/Peak“ oder „FFT“ in der PC-Software wechseln. Der gewählte Modus bleibt aktiv, wenn Sie das USB-Kabel vom M14 abstecken oder das M14 von der Ver- sorgung trennen und wieder verbinden. 7. Messfunktionen 7.1 Effektiv- und Spitzenwertmessung Bild 26: Effektiv- und Spitzenwertmessung Zusätzlich zu seiner Funktion als Grenzwertüberwachung lie-...
Plotter Der Verlauf des Effektiv- oder Spitzenwerts über die Zeit kann grafisch dargestellt werden. Die zu schreibende Größe wählen Sie oben rechts. Sie können auch wählen, ob sich die Amplitudenachse dem Signalverlauf anpassen soll („Autosca- le“). Weitere Skalierungsoptionen, auch für die Zeitachse, er- reichen Sie durch rechten Mausklick in das Diagramm.
Die zehnte Amplitude gilt bis zur oberen Grenzfrequenz. Sie können die Grenzwertlinie im Diagramm ein- und aus- blenden, was jedoch keinen Einfluss auf das M14 hat. Dieses vergleicht im FFT-Überwachungsmodus die Spektrallinien mit dem zur jeweiligen Frequenz gehörenden Grenzwert. Bei Überschreitung wird das Alarmrelais umgeschaltet bzw.
9. Web-basierte Überwachungslösung M14-WEB 9.1 Überblick Durch seine vollständig digitale Konzeption und seinen RS-485-Bus lässt sich das M14 auf einfache Weise über eine SPS mit Feldbussen oder dem Internet verbinden. Die ermög- licht es, aus der Entfernung Schwingwerte zu messen, Fre- quenzspektren zu analysieren oder Einstellungen vorzuneh- men.
• Grafische Darstellung des Effektivwert-Zeitverlaufs • Ausgabe des Frequenzspektrums eines gewählten Kanals 9.1.1 Verbindung zum Netzwerk herstellen Anschlüsse Die M14-Module werden auf eine DIN-Schiene mit Busver- verbinden bindern (M14-BUS) und Anschlussklemme M14-BUS1 mon- tiert (vgl. Abschnitt 4.2). Die Anschlussbelegung zeigt Bild 2 auf Seite 1.
Der Browser sollte dann die Login-Seite anzeigen (Bild 30). Login Bild 30: M14-WEB - Login der Webvisualisierung Klicken Sie auf „Login“ und tragen Sie bei der ersten Anmel- dung als Benutzername und Passwort jeweils m14-web ein. Es öffnet sich der Anmeldedialog (Bild 32).
(„Add or insert user“) fügen Sie den neuen Benutzer hinzu. Nachdem Sie Ihre eigenen Nutzerdaten erfolgreich getestet haben, öffnen Sie nochmals die Benutzerverwaltung und lö- schen den Standardbenutzer m14-web (Klick auf „X“ oben links). Die Anmeldung besteht bis zum Logout oder Schließen der Webseite.
Sie durch Klick auf „Setup“ erreichen (Bild 34). Bild 34: M14-WEB – Kanalliste Die Tabelle enthält die angemeldeten M14 und ihre Einstel- lungen. Sie ist zunächst leer. Unter „Ser. No.“ tragen Sie die 6-stelligen Seriennummern von den Typenschildern der ange- schlossenen Geräte ein.
Bild 35: M14-WEB – Kanaleinstellungen Nach Abschluss der Eingaben klicken Sie auf „Back“ und werden gefragt, ob Sie diese zum M14 übertragen möchten. In der Kanalliste können Sie durch „Load all“ überprüfen, ob die geänderten Einstellungen übernommen wurden. Hilfe zu den meisten Bedien- und Anzeigeelementen der Webvisualisierung erhalten Sie, indem Sie den Mauszeiger darüber platzieren.
9.1.3 Effektiv- und Spitzenwertmessung Tabellarische Ansicht Bild 36: M14-WEB – Effektiv- und Spitzenwertmessung Bild 36 zeigt die Ansicht der Effektiv- und Spitzenwertmes- sung im Webbrowser. Sie starten die Effektiv- und Spitzenwertmessung durch Klick auf „Start“ (neben dem Setup-Button, nur bei angehaltener Messung nach Rückkehr von Setup oder FFT sichtbar).
Daten an. Unter /csv finden Sie die aufgezeichneten Plotda- teien, die Sie durch Anklicken laden. Das Diagramm kann bis zu 10 Kanäle gleichzeitig darstellen. Die M14-Kanäle sind daher in Zehnergruppen aufgeteilt. Unter „Channels“ wählen Sie die zu plottenden Kanäle und klicken links daneben auf „Apply channel settings“.
Sie mit Klick auf ► schließen. Bild 38: M14-WEB – CSV-Export Plot-Dateien Durch Klick auf „Plotter files“ in der Effektiv-/Spitzenwert- löschen überwachung öffnet sich eine Liste mit CSV-Dateien, die Sie durch Klicken auf „Delete“ von der SD-Karte löschen können (Bild 39).
RS-485 alle erforderlichen Informationen bereit. Für beide Schnittstellen finden Sie nachfolgend eine Liste aller Befehls- codes. Als Grundlage für die Einbindung in LabView stellen wir die Projektdaten für das Parametrier- und Messprogramm (vgl. Abschnitt 6.2) bereit. Als Vorlage für SPS-Anwendungen steht die WAGO-Projektdatei m14.ecp zur Verfügung.
10.2 USB-Kommunikation im CDC-Modus Befehlsformat Die Befehle und die Antworten sind ASCII-Zeichenketten. Zeilenwechselzeichen ist <CR>. Die Rückgabe endet immer mit /a + <LF> bzw. bei Fehlern mit /n + <LF>. Gerätename #Bnnnnnnnnnnnnnnnnnnnn: Gerätenamen schreiben n: Name, 20 Zeichen (Ziffern, Buchstaben, Leerzeichen) Empfangsbestätigung für den Befehl: /a Fehlermeldung, wenn Parameter kein Text: /n Kalibrierdatum #Cmmyy: Kalibrierdatum schreiben...
Teach-in-Faktor #Kx: Teach-In-Faktor zwischen gemessener Amplitude und der beim Drücken der Taste automatisch bestimmten Alarm- schwelle, x = 1 … 9 Empfangsbestätigung für den Befehl: /a Hinweis: Wenn die gemessene Amplitude beim Teach-In den Wert Null hat, wird der Teach-In-Faktor als Nachkommastel- le der Alarmschwelle eingesetzt.
FFT-Grenzwerte #Onfffffaaaa.a: Grenzwerte für die FFT-Überwachung n: Grenzwertnummer (0 - 9, 1 Ziffer), f: Frequenz in Hz (5 Ziffern), a: Amplitude in m/s² (5 Ziffern mit Dezimalpunkt vor letzter Stelle) z.B.: #2015000010.0 (Grenzwert 2 bei 1500 Hz 10,0 m/s²) Die Frequenzen müssen in numerischer Reihenfolge angege- ben werden (niedrige zuerst).
Beispiel: #123456G2 Am M14 mit der Seriennummer 123456 wird die Verstär- kung auf 100 eingestellt. 11. Kalibrierung Werksabgleich Das M14 wird werksseitig so kalibriert, dass es nach Eingabe der korrekten Sensorempfindlichkeit (vgl. Abschnitt 6.2.3) amplitudenrichtig misst. Schwingungs- Eine Überprüfung der Kalibrierung kann auf einfache Weise...
Starten Sie „Firmware Updater“, wählen Sie den Gerätetyp „M14“ und stellen Sie das virtuelle COM-Port ein, welches das M14 mit seiner USB-Schnittstelle belegt. Bild 42: Firmware Updater Klicken Sie auf „Lade“ im „Firmware Updater“ und geben Sie den Pfad zum Download-Ordner an, in dem sich das ent- packte Firmwarefile m14.hex befindet.
Bild 43: Zonengrenzwerte der Schwinggeschwindigkeit nach DIN/ISO 20816-1 13.2 Wälzlagerüberwachung Allgemeines Während das in Abschnitt 13.1 gezeigte Verfahren nach DIN/ISO 20816 sich mit Vibrationen beschäftigt, die von Un- wuchten hervorgerufen werden, soll in diesem Abschnitt auf Wälzlagerschwingungen eingegangen werden. Typische Ursachen von Schäden an Wälzlagern sind Ermü- dung, Korrosion, Käfigbeschädigungen, schlechte Schmie- rung oder Ermüdung durch zu hohe Beanspruchung.
hohes Maß an Erfahrung. Die Verfahren im Zeitbereich (Effektiv- und Spitzenwerte der Beschleunigung) liefern hingegen einfachere Ergebnisse und erfordern weniger Geräteaufwand. In vielen Fällen liefern sie hinreichende Aussagen über den Zustand der Wälzlager einer Maschine. Crest-Faktor Ein bewährtes Verfahren im Zeitbereich ist die Crest-Faktor- messung.
Eine weitere Methode der Wälzlagerüberwachung im Zeitbe- Diagnose- reich ist die Diagnosekennzahl D (t) nach Sturm. Diese er- Kennzahl nach rechnet sich aus den Effektiv- und Spitzenwerten der Be- Sturm schleunigung im Gutzustand (0) und im zu beurteilenden Zu- stand (t): a (0) â...
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Klemmenspannung: 8 .. 30 V; bei Übersteuerung und Sensorfehler: 24 mA Wechselspannungsausgang Beschleunigungssignal; û = ± 2 V; 1 Hz .. > 100 kHz; Impedanz 100 Sensorüberwachung Leuchtdiode „IEPE“; Ansprechschwelle: <1 V und >20 V über den Eingangsklemmen; bei Sensorfehler 24 mA an Stromschleife und Alarmrelais Übersteuerungsanzeige Leuchtdiode „OVL“;...
Die Kosten für die Versendung des Gerätes an Metra trägt der Erwerber. Die Kosten für die Rücksendung trägt Metra. Konformitätserklärung nach EU-Richtlinie 2014/30/EU Produkt: Schwingungsüberwachung Typ: M14 Hiermit wird bestätigt, dass das oben beschriebene Produkt den folgenden Anforderungen entspricht: DIN EN 61326-1: 2013 DIN EN 61010-1: 2011 DIN 45669-1: 2010 Diese Erklärung wird verantwortlich für den Hersteller...