Dewesoft 数据采集系统与 KS 龙卷风试验台的集成

2022-07-08浏览次数:448

Dewesoft 数据采集系统与 KS 龙卷风试验台的集成


Case study
ELIN Motoren GmbH
By Konrad Schweiger, Regional Sales, Dewesoft GmbH, Austria


奥地利 ELIN Motoren 公司已经将对每台生产的机器 -- 电机或发电机 -- 进行强制性振动测量作为最终检验程序的一部分。在寻找合适的数据采集系统时,要求其便于携带,只用一个系统(原始数据)测量振动和电功率,并且在测试过程中数据的传输必须完美无缺地流向 KS Tornado 试验台。Dewesoft 提供了完美的解决方案。


几年前,作为他们数字化战略的一部分,ELIN Motoren 决定获得交货时每台电机和发电机的振动剖面图。其目的是验证产品质量,并获得参考数据,以便在客户稍后阶段出现故障时提供证据。

总部设在奥地利的 ELIN Motoren 是一家高科技公司,生产全球使用的旋转电机-电机和发电机。公司拥有125年的经验,共有1000名员工,年营业额1.2亿欧元。自2019年底以来,ELIN Motoren 70% 的股份由全球科技公司福伊特集团持有。

公司主要生产电机、中低压电机和高压电机。它为下列市场的工业应用开发和生产定制的解决方案:
▶  风,
▶  采矿业,
▶  塑料,
▶  发电厂,
▶  海事处,
▶  石油和天然气


它的发电机主要用于风能和分散式发电发电。

图1. 在 ELIN Motoren 内部测试场的测试装置。


在 Elin Motoren 的测试平台由 KS 工程公司提供,这是一家为汽车和发动机行业提供测试平台的领先供应商。KS 产品线包括电池和燃料电池开发和测试的测试和模拟系统。KS 还为电动机领域的驱动系统的协调提供解决方案。
KS工程公司或 Kristl,Seibt & co. 。GmbH 是一家业主管理的公司,总部设在格拉茨,从事汽车测试、工业自动化和建筑设备技术领域的工作。KS 工程师提供机械工程、电气工程、控制工程、电子和 IT 领域的知识。
这些测试平台由名为 Tornado 的自动化软件运行。该软件包具有图形界面,为测试工作台提供测量、控制和报告功能。它优化了发动机和底盘测功机测试台,动力传动系测试台,车辆部件测试台。


测试台数据采集(DAQ)集成

KS 测试平台软件 Tornado 控制被测设备(DUT) ,例如,启动发动机运转或滑行,设置转速等等。DUT 发回诸如温度或运行状态等信息。
在测量过程中,ELIN Motoren 要求不断地从 Dewesoft 硬件和软件中获取振动数据并输入 Tornado 软件。这种通信是通过 TCP/IP 由 Dewesoft 插件(Testbed 模块)处理的。
Dewesoft 测试平台模块是 DewesoftX 数据采集软件和测试平台控制系统之间的接口。它使用请求/响应工作原理,可以独立于 DewesoftX 进行预设和使用。通过这种方式,它只受主系统的控制,主系统从 TestBed 模块请求特定的数据,然后将响应返回给主系统。
对于 ELIN Motoren,Tornado 软件在测量过程中要求 Dewesoft 通道提供实时的测量轨道和阶次分析数据。简单地说,通过 AK 协议,它提供了一个非常紧凑的命令集。
该插件支持四种特定的所谓主从协议:
▶  AK Protocol,
▶  Puma Open,
▶  D2T, and 
▶  Tornado. 

对于所有这些协议,RS232或TCP/IP连接都是可能的。

它可以与内燃机分析仪(CEA)模块一起使用,其中发动机循环用于存储和计算条件。另外,它也可以用于时间模式,其中任何通道或值可以从 DewesoftX 发送,测量时间用于触发和计算间隔。

图2. 在内部试验场测量轴承座和轴承振动。


解决方案

数据采集硬件和数据采集系统产品

▶  2个 SIRIUS R2DB 数据采集系统
▶  SIRIUSi-CUSTOM DualCoreADC 信号调理器片与8个模拟通道: 1xACC + ,5xACC,2xSTG-噪声,振动和苛刻测试(NVH)
▶  SIRIUSi-HS 高速信号调理切片8模拟输入: 2x STG,3xHV,3xLV-电源 
▶  SIRIUSi-HS-4xHV-4xLV 用于功率测量的高速数据采集系统
▶  SIRIUS-CUSTOM 数据采集系统
▶  KRYPTONi-8xRTD 电阻温度测量系统
▶  用于 IEPE 传感器直接连接的 DSI-ACC 适配器
▶  DS-TACHO2
▶  DS-SHUNT-05

DAQ 软件

▶  DEWESoftX 数据采集软件
▶  动态信号分析(DSA)软件选项: FFT 分析仪,顺序跟踪,模态测试,人体振动,冲击响应频谱,声级,扭转振动,转子平衡
▶  Dewesoft Power 选项
▶  Dewesoft 测试插件

图3。 Dewesoft 数据采集系统提供振动分析结果到龙卷风软件。



测量单元

测量仪器和数据记录仪是便携式的。同样的 DAQ 设备可以用于测试平台,也可以用于现场维护和安装。这就是为什么 ELIN Motoren 决定将 SIRIUS R2DB 混合为一体的数据采集和单个 SIRIUS 模块,以便于扩展到更高的信道数。

Dewesoft SIRIUS R1DB 和 R2DB 全合一便携式数据采集系统

决定购买 Dewesoft 也是因为没有进一步的软件许可证成本,更新是免费的永远,数据文件可以访问的任何人没有许可证。电力和振动数据用同一个系统测量,原始数据被存储,并可以重新计算。
图4. 测量设置——从控制中心远程访问具有 SIRIUS 模块的 R2DB。

适配器

使用 dsi 适配器,他们可以调整到当今的任何度量需求。DSI 适配器是 TEDS IEEE 1451.4传感器适配器,它将我们的任何带有 DSUB9连接器的通用模拟输入放大器转换成直接 IEPE、充电、热电偶、分流、电压、 LVDT 或 RTD 输入。

不同的 DSi 适配器

IEEE 1451.4是电气和电子工程师学会(IEEE)开发的一套智能传感器接口标准,而 TEDS 表明,它们包括一个传感器电子数据表。

电涡流传感器

电涡流传感器用于测量轴的位移轨道,轴的中心线和轴的轨迹图。电涡流传感器是为非接触式位移,距离,位置,振动和振动测量而设计的。他们的稳健传感器设计适合于工业测量,特别是当高精度需要在恶劣的环境中与压力,污垢,或极端温度。

在 ELIN,工程师们对特定的参数特别感兴趣,如:
▶  S_0 peak-peak
▶  S_90 peak-peak, and 
▶  Smax. 

涡流传感器已经与 d.u.t 结合在一起。他们必须精确地安装,因为他们需要有一个非常高的灵敏度-7.87伏/毫米-能够测量微米范围内的位移。此外,他们需要一个特殊的供应 -19 v,然而,SIRIUS-STG 模块可以提供这个范围内的可编程传感器电源。

利用 Dewesoft 轨道分析仪进行轨道分析

Dewesoft 轨道分析模块是为叶轮机械应用量身定做的,用于精确的转子运动测量和先进的分析。
它是检查和评估任何引起振动的转子运动限制的分析工具,也是一种诊断工具,能够发现和预防许多类型的潜在故障和机械停机。

图5. 轨道分析测量显示示例。

IEPE 加速计

集成电子压电加速度计(IEPE)已成为最常用的加速度计类型。IEPE 加速度计基本上是带有内置电荷或电压放大器的加速度计。正因为如此,IEPE 加速度计不需要特殊的布线,而且非常容易与系统集成。
IEPE 加速度计需要一个恒定的直流电源,然而,许多数据采集系统包括这一点。与电荷模式加速度计相比,电压模式 IEPE 加速度计内部的微电子电路限制了其耐恶劣环境的能力。尽管如此,这些加速度计的温度范围通常至少在 -40 ° 至 + 125 ° c 之间,这对大多数应用来说是足够的。
在可选的 Dewesoft 软件模块中,ELIN Motoren 使用电压模式 IEPE 加速度计测量壳体和轴承振动,用于 Dewesoft 阶次跟踪分析。他们可以定义一个整体振动剖面,坎贝尔图,并使用数据检查异常,例如,检测是否有任何谐波占主导地位的转速范围。
图6. 一个订单分析测量显示的例子。

总结

Dewesoft 提供了一个解决方案,扩大 KS 龙卷风测试床已经在运行。它们可以很容易地辅以一系列 Dewesoft 应用解决方案,例如:
▶  高精度功率测量
▶  内燃机分析(CEA)
▶  任何其他 DewesoftX 软件选项/插件,如 OPC UA,Modbus,

例如,当涉及到引擎开发时,任何这样的组合都为所有现有的 kristlseibt 用户提供了巨大的好处。无论是传统燃烧,电动,或混合动力,因为所有模块可以组合在 DewesoftX 软件。
用户受益于软件更新,没有每年的许可证成本,高质量的硬件具有很大的灵活性,以及强大的本地支持团队。