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EKG für Prozesspumpen

Komfortables Diagnosesystem für die kontinuierliche Zustandsüberwachung
EKG für Prozesspumpen

Mit Hilfe des Diagnosesystems Novalink CSM lassen sich Prozesspumpen permanent und vollautomatisch überwachen und parametrieren – und dies auch über große Entfernungen hinweg. Fehlfunktionen in der Pumpe sind so schnell lokalisierbar, was wiederum zu einer deutlichen Reduzierung von Reparaturzeiten und -kosten beiträgt.

Christian Huhnke

Das Novalink CSM (Continiuous Status Monitoring) von Bran+Luebbe analysiert die Zustände von Prozesspumpen, beispielsweise einer Novaplex-Pumpe, anhand ihrer pV-Diagramme. Die wichtigsten Fehlerzustände wie Gas im Pumpenkopf, Defekte an den Ventilen oder die ungenügende Funktion von Pulsationsdämpfern in Saug- oder Förderleitungen werden dabei erkannt und als Warnung (Gelb) bzw. Alarm (Rot) an einen Monitoring-PC weitergeleitet bzw. der übergeordneten Prozesssteuerung gemeldet.
Funktionsweise
Bild 1 veranschaulicht Aufbau und Funktion des Novalink-Diagnosesystems. An jedem Pumpenkopf der Maschine ist über eine Schnellkupplung (im Betrieb unter Druck kuppelbar!) ein Drucksensor am Hydraulikraum des Kopfes angeschlossen. Da der Druck auf beiden Seiten der frei schwingenden Doppelmembran während fast der gesamten Kurbelwellenumdrehung gleich groß ist, ist es auf diese Weise möglich, den Druckverlauf der Pumpe sowohl während der Kompressions- und Expansionsphase als auch während der Saug- und Förderphase zu erfassen, ohne dass der Sensor mit dem Medium in Berührung kommt.
Vom letzten Triebwerk wird mit einfacher Sensorik die Drehzahl der Kurbelwelle (ein Impuls/Umdrehung) und die Drehwinkelstellung (mehrere Impulse/Umdrehung) erfasst. Damit sind auch die Drehwinkelschwankungen, die bei Kurbeltrieben entstehen, messbar. Beide Signale werden im Schaltschrank per Trennschaltgerät angepasst.
Die Signale (Druck und Drehwinkelinformationen) werden direkt an den Online-Rechner des Novalink-CSM-Systems im Schaltschrank geleitet. Sollte sich die Prozesspumpe im Ex-Bereich befinden, können Trennschaltverstärker die Drucksignale übertragen.
Der Online-Rechner erfasst die Signale in Echtzeit und ermittelt für jeden Pumpenkopf pV-Diagramme (Druck-Hubvolumen-Diagramm, Bild 2). Darin ist nun das dynamische Verhalten der Arbeitsventile, der Flüssigkeit in der Saug- bzw. Förderleitung und sogar das Verhalten der Komponenten der Membran-Lagen-Steuerung erkennbar. Aus den pV-Diagrammen werden, ebenfalls in Echtzeit, Kennwerte, wie mittlere Saug- bzw. Förderdrücke, Wirkungsgrade usw. berechnet und Simulationsmodelle (pV-Diagramme von idealen Pumpenköpfen bei den aktuellen Druckverhältnissen) gebildet. Für ausgewählte Kennwerte untersucht der Online-Rechner permanent die Über- bzw. Unterschreitung vorher definierter Grenzwerte, der Warn- und Alarmgrenzen. Sobald eine Grenzwertüberschreitung vorliegt, schaltet der Online-Rechner vom Status Grün auf Gelb bei Warnung und Rot bei Alarm-Status (Ampelsystem). Diese Analyse erfolgt sowohl für jeden Pumpenkopf als auch für die Gesamtpumpe. Die entsprechende LED auf der Frontseite des Rechners und das jeweilig zugehörige Relais für die Informationsübertragung zur übergeordneten Steuerung werden geschaltet. Außerdem wird ein Satz aller zum Zeitpunkt der Grenzüberschreitung vorliegenden Daten auf dem Online-Rechner abgespeichert.
Via Ethernet oder Telefon
Vom PC im Büro aus kann beispielsweise über das Hausnetzwerk (Ethernet) oder über eine ISDN-Telefonleitung eine Verbindung zum Online-Rechner hergestellt werden, der ebenfalls an das Ethernet oder per ISDN-Modem ans Telefonnetz angeschlossen ist. Mit spezieller PC-Software wird dann in den Online-Rechner eingewählt. Anschließend werden alle aktuellen Informationen – pV-Diagramme, Kennwerte, Simulationsmodelle und Ampelzustände – vom Online-Rechner zur PC-Software übertragen. Zusätzlich werden die Datensätze, die bei der Grenzüberschreitung entstanden sind, und weitere Datensätze des aktuellen Pumpenzustandes zur Protokollierung übertragen und abgespeichert. Diese Daten können dann ebenfalls mit der PC-Software visualisiert, analysiert und verglichen und damit zeitliche Veränderungen in der Pumpe untersucht werden (Bild 3).
Die PC-Software unterstützt außerdem die Parametrierung des Online-Rechners und die Definition von Fehlergrenzen. So ist beispielsweise auch die Fernbedienung des Online-Systems oder die Ferndiagnose der Prozesspumpe vom Werk aus über ISDN-Telefonleitung möglich.
Anwendungstechnische Vorteile
Neben den eingangs erwähnten Vorteilen, die die permanente Überwachung von Prozesspumpen mit sich bringt, sind folgende Merkmale sicher von entscheidender Bedeutung:
  • Die Langzeitbeobachtung ermöglicht eine durchgehende Dokumentation des Pumpenstatus. Dadurch lassen sich Fehler in der Pumpe besser voraussagen und Wartungsarbeiten und -intervalle vorausplanen und optimieren.
  • Die Ferndiagnose gestattet einen schnellen und hochwertigen Service durch den Hersteller per E-Mail und Telefon. Hierzu bietet Bran+Luebbe speziell zugeschnittene Service-Pakete zur Fernüberwachung als Dienstleistung an.
  • Insgesamt wird die Verfügbarkeit der Prozesspumpe erhöht und damit die Stillstandszeiten der Anlage minimiert.
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