Ziel der Schwingungsüberwachung ist es, Unwuchten, Ausrichtfehler oder beginnenden Verschleiß frühzeitig zu erkennen und dadurch ungeplante Stillstände zu vermeiden. Gleichzeitig schafft die kontinuierliche Zustandsüberwachung die Grundlage für eine zustandsorientierte Wartung, verlängert die Lebensdauer kritischer Komponenten und trägt zu stabilen Prozessen und einer hohen Anlagenverfügbarkeit bei. Beim Schutz von Personen ermöglichen SIL2-zertifizierte Überwachungssysteme eine sichere Abschaltung oder Warnung bei kritischen Betriebszuständen. Darüber hinaus werden Schwingungssensoren auch für Regelungsaufgaben sowie für Condition-Monitoring- und Predictive-Maintenance-Konzepte eingesetzt.
Safety First
In modernen Industrieanlagen spielt die Schwingungsüberwachung nicht nur für die Anlagenverfügbarkeit, sondern zunehmend auch für die funktionale Sicherheit eine wichtige Rolle. Insbesondere bei großen Maschinen mit rotierenden Komponenten wirken hohe Fliehkräfte, die im Fehlerfall erhebliche Gefahren verursachen können. Unwuchten, beschädigte Lager oder mechanische Defekte können neben kostspieligen Maschinenschäden auch eine Gefahr für Mitarbeiter und benachbarte Anlagenbereiche darstellen. Entsprechend fordern Normen der funktionalen Sicherheit definierte Sicherheitslevel nach SIL oder PL, die in vielen Anwendungen eine normgerechte Schwingungsüberwachung voraussetzen.
Darüber hinaus ermöglicht die Schwingungsmessung den Übergang von festen Wartungsintervallen hin zu einer proaktiven Instandhaltung. Durch die kontinuierliche Erfassung und Analyse von Schwingungsmustern lassen sich Veränderungen an relevanten Maschinenkomponenten frühzeitig erkennen und bewerten. Dies schafft die Grundlage für Predictive-Maintenance-Konzepte, reduziert ungeplante Stillstände und erhöht die Anlagenverfügbarkeit.
Präzise Messergebnisse
Für diese Aufgaben setzt Pepperl+Fuchs auf robuste kapazitive MEMS-Sensoren, die auch unter anspruchsvollen Industriebedingungen präzise Messergebnisse liefern. Die Schwingungssensoren der Baureihen VIM6 und VIM8 decken einen Frequenzbereich von 1 bis 1.000Hz ab und erfassen nach DIN ISO20816 sowohl Schwinggeschwindigkeit als auch Schwingbeschleunigung. Die normgerechte Mittelwertbildung erfolgt direkt im Sensor. Innerhalb eines definierten Zeitfensters wird aus den erfassten Beschleunigungswerten der RMS-Wert (Root Mean Square) berechnet. So lassen sich kurzzeitige Störeinflüsse, etwa durch externe Erschütterungen oder vorbeifahrende Fahrzeuge, herausfiltern.
Die Steuerung erhält damit weitgehend von solchen Störeinflüssen bereinigte Messwerte, die den tatsächlichen Maschinenzustand besser abbilden. Gleichzeitig verbessert die gefilterte Datenerfassung die Trendanalyse, sodass sich schleichende Verschleißprozesse frühzeitig identifizieren lassen. Da charakteristische Schwingungsmuster einzelnen Maschinenkomponenten zugeordnet werden können, ist zudem eine detaillierte Zustandsdiagnose möglich.
Grenzwerte für Warnmeldungen, Wartungsanforderungen oder sicherheitsgerichtete Abschaltungen lassen sich individuell parametrieren. Wird ein kritischer Zustand erkannt, übermittelt der Sensor ein entsprechendes Signal an die Maschinensteuerung. Innerhalb der VIM-Produktfamilie stehen zudem Varianten zur Verfügung, die für sichere Anwendungen zertifiziert sind. Dadurch reduziert sich der Aufwand für die sicherheitstechnische Bewertung und Zertifizierung kompletter Maschinen und Anlagen.
Sensorserien für unterschiedliche Anwendungen
Das Portfolio der VIM-Schwingungssensoren umfasst drei Geräteserien mit unterschiedlichen Merkmalen. Dazu zählen explosionsgeschützte Varianten, Geräte für große Temperaturbereiche oder besonders raue Umgebungsbedingungen sowie Sensoren mit Lagerzustandserkennung. Je nach Ausführung stehen Schutzarten bis IP67, verschiedene Zulassungen sowie Möglichkeiten zur webbasierten Fernwartung über IO-Link zur Verfügung.
