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Condition Monitoring für Aufzüge
Der WEARwatcher – ein autarkes und universelles Werkzeug für die
Überwachung wesentlicher Aufzugkomponenten
Schwelmer Symposium 2015
Martin Hauk, Henning GmbH & Co. KG
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Wartungs-Strategien
Reaktive Wartung
- Reparatur nach Ausfall
- Unplanmäßige Verzögerungen
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Wartungs-Strategien
Reaktive Wartung
Präventive Wartung
- Service und Wartung
zu festgelegten Intervallen
(Anzahl Fahrten/ Zeitintervall)
- Schmierung Führungen, Ölwechsel, usw.
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Wartungs-Strategien
Reaktive Wartung
Zustandsorientierte Wartung
- Verschleißüberwachung
einzelner Komponenten
- Effiziente Bevorratung
von Komponenten
- Verbesserte Verfügbarkeit
Präventive Wartung
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Wartungs-Strategien
Reaktive Wartung
Zustandsorientierte Wartung
Präventive Wartung
Proaktive Wartung
- Optimierung des Systems zur
Verlängerung der Lebenszyklen
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Wartung
Abnutzungs-
Vorrat
raktiv präventiv zustandsorientiert proaktiv
Reparatur erfolgt nach
einem Ausfall
Reparatur erfolgt vor
einem möglichen Ausfall Reparatur erfolgt vor
einem möglichen Ausfall.
Zusätzlich kontinuierliche
Systemverbesserung
Time
Schadensgrenze
Referenz-
Zustand
Referenz-
Zustand durch
Optimierung
Wichtige Voraussetzung:
Condition Monitoring
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Condition Monitoring
Condition Monitoring steht für eine Überwachung des Systems
während des laufenden Betriebes.
Das Ziel ist einen Effizienz-Level durch selektive, kontinuierliche
Überwachung zu halten.
Condition Monitoring beinhaltet drei Stufen:
1. Ermittlung des Zustands
2. Vergleich des Zustands mit festgelegten Sollwerten
3. Diagnose um den Grad des Verschleißes zu ermitteln
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Vorteile einer zustandsüberwachten,
präventiven Wartung Verbesserung der operativen Sicherheit, basierend auf einer
effizienten Vorhersage von Ausfällen und wie diese verhindert
werden können.
Minimierung von Ausfallzeiten, da Servicemaßnahmen besser
eingeplant werden können.
Maximierung der Lebenszyklen von Komponenten durch
Verbesserung der Umstände, die eine Verkürzung dieser
Lebenszyklen zur Folge haben könnten.
Eine kosteneinsparender Betrieb der Komponenten durch
bessere Ausnutzung der Abnutzungsvorrat.
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Condition Monitoring an Windkraftanlagen
fgv
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Condition Monitoring Windkraftanlagen
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Conditon Monitoring an Aufzugsystemen
Messung der Fahrqualität nach ISO18738 & Schadenssuche
Messsysteme für periodische Messungen
zustandsorientiert
zustandsorientiert proaktiv
Messen und Einstellen der Seile zur Verlängerung der Standzeit
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Conditon Monitoring an Aufzugsystemen
Messsystem zur kontinuierliche Messung
?
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Condition Monitoring Anforderungen
Wartungsfreies Stand-Alone System
Einfache Installation
Echtzeit-Auswertung der Fahrtzustände
Verbindung zur Außenwelt über Standards der Aufzugindustrie
Attraktives Kosten- /Nutzenverhältnis
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WEARwatcher System WEARwatcher Cape
Mit 80MHz ARM Processor
Und 2MB SDRAM
3-Achs
Beschleunigungssensor
CANopen
RS485 Halb-Dublex
RS485 Voll-Duplex
RS232
SafeLine
BeagleBone
- ARM Prozessor
- 1GHz Takt
- 4GB eMMC
- MicroSD Kartenslot
- Linux Betriebssystem
- diverse Schnittstellen 3x analoge IN und
3x digital I/O
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Software Konzept
Messdatenaufnahme
Liest
Beschleunigungsdaten vom
WEARwatcher Cape
Ringspeicher
(RAM)
x/y/z Rohdaten
Indexer
Online-Erkennung der
Fahrzustände/
Fahrabschnitte
SQL
Datenbank ISO Auswertung
Auswertung der Fahrt
nach ISO 18738 und
weitergehende Analysen
Fahrabschnitte und
x/y/z Daten
ließt x/y/z data
schreibt Ergebnisse
Ergebnisanalyse
und
Kommunikation
Detektiert
Auffälligkeiten
und Defekte und
sendet diese nach
Außen
Leitzentrale
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Datenreduzierung
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Einige 50 Parameter
werden pro Fahrt generiert
Beispiel: RMS Wert „Tür schließen", Fahrten pro Tag
Fahrt # Etage 0 Etage 1 Etage 2
1 0,042
2 0,084
3 0,045
4 0,036
5 0,051
6 0,076
…
467 0,04
Mittelwert 0,039 0,047 0,079
Standard-abweichung 0,003 0,005 0,009
Tägl.
Report
RMS-Wert, gemittelt pro Monat, 30 Werte
Standardabweichung
0
0,02
0,04
0,06
0,08
1 2 3
Geschoss
Monatl.
Report
RMS Wert, monatl. Durchschnitt, 30 Werte
Standardabweichung
Etage
0
0,02
0,04
0,06
0,08
0,1
0,12
1 2 3
Geschoss
RMS-Wert, gemittelt pro Tag z.B. 400 Fahrten Standardabweichung
RMS Wert, täglich, z.B. 467 Fahrten
Standardabweichung
Etage
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Beispiel 1
Messungen am Aufzug G728
Führungen getauscht am 11.03.2004
A95 X-Beschl.
A95 Y-Beschl.
1
Vibrations-
Parameter
1
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Beispiel 2
Messungen am Aufzug A818
Türführungen verschmutzt ab 15.03.2004
Repariert am 19.03.2004
Max. Bereich öffnende Tür
Max. Bereich schließende Tür
RMS öffnende Tür
RMS schließende Tür
1
2
1 2
Tür-Parameter
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Auswertung von Beschleunigungsdaten
Vertikale Beschleunigung
Fahrtabschnitte
Tür schließen
Beschleunigung
Konstante Fahrt
Bremsen
Schleich-
fahrt
Tür
öffnen
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Auswertung von Beschleunigungsdaten
Fahrabschnitte
Tür schließen
Beschleunigung
Konstante Fahrt
Bremsen
Schleich-
fahrt
Tür
öffnen
Tür schließen
• Frequenzanalyse
• Effektivwert (RMS)
• Spitzenwertanalyse
Beschleunigung
• Ruck-Maxima
• Ø Beschleunigung
• Spitzenwertanalyse
Konstante Fahrt
• Frequenzanalyse
• Spitzenwertanalyse
• Geschwindigkeit
• Aktuelles Gewicht
Bremsen
• Ruck-Maxima
• Ø Beschleunigung
• Spitzenwertanalyse
Schleichfahrt
• Geschwindigkeit
• Dauer
Tür öffnen
• Frequenzanalyse
• Effektivwert (RMS)
• Spitzenwertanalyse
18 Parameter pro Fahrt
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Beispiel statistische Datenerfassung
Tür schließen
• Frequenzanalyse
• Effektivwert (RMS)
• Spitzenwertanalyse
Beschleunigung
• Ruck-Maxima
• Ø Beschleunigung
• Spitzenwertanalyse
Konstante Fahrt
• Frequenzanalyse
• Spitzenwertanalyse
• Geschwindigkeit
• Aktuelles Gewicht
Bremsen
• Ruck. Maxima
• Ø Beschleunigung
• Spitzenwertanalyse
Schleichfahrt
• Geschwindigkeit
• Dauer
Tür öffnen
• Frequenzanalyse
• Effektivwert (RMS)
• Spitzenwertanalyse
Eine Fahrt von der 1. zur 6. Etage
1. Etage
Tür schließen
Beschleinigung
Konstante Fahrt
Bremsen
Schleichfahrt
Tür öffnen
● ●
Tägl. Statistik
2. Etage
Tür schließen
Beschleinigung
Konstante Fahrt
Bremsen
Schleichfahrt
Tür öffnen
●
3. Etage
Tür schließen
Beschleinigung
Konstante Fahrt
Bremsen
Schleichfahrt
Tür öffnen
●
4. Etage
Tür schließen
Beschleinigung
Konstante Fahrt
Bremsen
Schleichfahrt
Tür öffnen
●
5. Etage
Tür schließen
Beschleinigung
Konstante Fahrt
Bremsen
Schleichfahrt
Tür öffnen
●
6. Etage
Tür schließen
Beschleinigung
Konstante Fahrt
Bremsen
Schleichfahrt
Tür öffnen
● ● ●
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Statistische Datenauswertung Daily statistics
1. Etage
Tür schließen
Beschleunigung
Konst. Fahrt
Bremsen
Schleichfahrt
Tür öffnen
● ●
… Etage
Tür schließen
Beschleunigung
Konst. Fahrt
Bremsen
Schleichfahrt
Tür öffnen
6. Etage
Beschleunigung
Bremsen
Schleichfahrt
Tür öffnen
Konst. Fahrt ● ● ● ●
● ● ● ● ● ●
● ● ● ● ● ●
Tür schließen
• Trendanalyse
• Grenzwertanalyse
• Ursachenanalyse
für relativ schnellen
Komponentenverschleiß
• Trendanalyse
• Grenzwertanalyse
• Ursachenanalyse
für relativ langsamen
Komponentenverschleiß
Tägl. Statistik
Monthly statistics
1. Etage
Tür schließen
Beschleunigung
Konst. Fahrt
Bremsen
Schleichfahrt
Tür öffnen
● ●
… Etage
Tür schließen
Beschleunigung
Konst. Fahrt
Bremsen
Schleichfahrt
Tür öffnen
6. Etage
Beschleunigung
Bremsen
Schleichfahrt
Tür öffnen
Konst. Fahrt ● ● ● ●
● ● ● ● ● ●
● ● ● ● ● ●
Tür schließen
Monatl. Statistik
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Trendanalyse
Time
Abnutzungs-
Vorrat
100% Inbetriebnahme
Ausfall 0 %
Schadensgrenze
Deutscher Standard: DIN 31 051 Wartung
Vorteil:
Automatische Verschleißerkennung
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Grenzwertanalyse
Messungen am Aufzug G728
Führungen getauscht am 11.03.2004
A95 X-Beschl.
A95 Y-Beschl.
1
Vibrations-
Parameter Grenze für
A95 X acc.
1
Nachteil:
Benutzerdefinierte Grenzen (Erfahrungen und Referenzwerte erforderlich)
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Ursachenanalyse
1. Etage
Tür schließen
Beschleunigung
Konst. Fahrt
Bremsen
Schleichfahrt
Tür öffnen
●
2. Etage
Tür schließen
Beschleunigung
Konst. Fahrt
Bremsen
Schleichfahrt
Tür öffnen
●
3. Etage
Beschleunigung
Bremsen
Schleichfahrt
Tür öffnen
● Konst. Fahrt
Tür schließen
4. Etage
Beschleunigung
Bremsen
Schleichfahrt
Tür öffnen
● Konst. Fahrt
Tür schließen
5.Etage
Beschleunigung
Bremsen
Schleichfahrt
Tür öffnen
● Konst. Fahrt
Tür schließen
6. Etage
Beschleunigung
Bremsen
Schleichfahrt
Tür öffnen
Konst. Fahrt
●
●
Tür schließen
Ala
rm
Ala
rm
Ala
rm
Ala
rm
Ala
rm
Ala
rm
● ●
● ●
● ● ● ● ●
●
●
Logische Schlussfolgerungen:
• Alarm an allen „Tür öffnen“ Vorgängen Probleme mit der Fahrkorbtür
• Alarm bei „Tür schließen“ 2. und 5. Etage Problem mit der Schacht-Tür 2. und 5. Etage
• Alarm an allen „konst. Fahrt“ Vorgängen Problem mit Antrieb, Getriebe, Führungen, usw.
• … …
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Zusätzliche Parameter
Der Einfachheit halber ist ein
Parameter bisher nicht
berücksichtigt worden.
Zusätzlich kann die Analyse
verschiedene Zuladungsklassen
berücksichtigen.
N-te Etage
Tür schließen
Beschleunigung
Konst. Fahrt
Bremsen
Schleichfahrt
Tür öffnen
N-te Etage
Tür schließen
Beschleunigung
Konst. Fahrt
Bremsen
Schleichfahrt
Tür öffnen
1. Zuladungsklasse
…
N-te Zuladungsklasse
1. Zuladungsklasse
…
N-te Zuladungsklasse
1. Zuladungsklasse
…
N-te Zuladungsklasse
1. Zuladungsklasse
…
N-te Zuladungsklasse
1. Zuladungsklasse
…
N-te Zuladungsklasse
1. Zuladungsklasse
…
N-te Zuladungsklasse
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Anwendung Lift-Systeme in
Produktionsumgebungen und in
öffentlichen Bereichen
Verbessert die Verfügbarkeit
Geplante und kürzere
Ausfallzeiten
Bessere Ausnutzung der
Abnutzungsvorrat
Vergrößerung der
Wartungsintervalle
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Zusammenfassung
Zustandsorientierte und proaktive Wartung haben ein großes
Potential in der Lift-Industrie
Diese Wartungsstrategien können die operative Sicherheit
und die ökonomische Effizienz von Lift-Systemen verbessern
Condition Monitoring ist eine kostengünstige Vorgehensweise
zum Erreichen dieser Ziele
Erste Tests sind sehr vielversprechend, verschiedene
Feldtests sind geplant
