ÜZEMFENNTARTÁSI TEVÉKENYSÉGEK 3.09
A DLI Engineering Rezgésdiagnosztikai Szakértői Rendszere Alkalmazás a MOL olajfinomítójában Tina Czibrinski, international sales manager, DLI Engineering Corp., Dr. Nagy István, ügyvezető; Dr. Sólyomvári Károly, tanácsadó, DELTA-3N Kft. Tárgyszavak: karbantartás; rezgéselemzés; műszaki diagnosztika; DLI; szakértői rendszer.
Bevezetés Az Automatikus Diagnosztikai Szakértői Rendszert (ExpertALERT) a DLI Engineering Corp. (az ABB csoport tagja) fejlesztette ki az 1980-as évek elejétől, és 1990-ben jelent meg a piacon. A rezgésdiagnosztikai szakértői rendszer fejlesztésének fő oka az volt, hogy csökkentsék a nagyszámú mérés kiértékeléséhez szükséges mérnökórát, és az elemzést végző szakember gyakorlatától nem függő, objektív elemzéseket kapjanak a gépek állapotára vonatkozóan. A rendszer alapja több mint évi 20 000 gépvizsgálat volt a nyolcvanas évek kezdete óta. A tudásbázis fejlesztése napjainkban is folyik, és új géptípusokat adnak a rendszerhez. Jelenleg ez sok termelővállalatnál üzemel a világ minden részén a sörfőzdéktől a repülőgép-hordozó anyahajókig, a gyógyszergyáraktól a számítógépcsip-gyártókig, az atomerőművektől az olajfinomítókig.
Hogy működik a Diagnosztikai Szakértői Rendszer Manapság a gyárak karbantartásának vezetői elfogadják az állapotfüggő karbantartás módszereit. Fő problémájuk a nagy mennyiségű adathalmaz kezelése, amit az új generációs hordozható rezgés-adatgyűjtők és/vagy a folyamatos üzemű on-line rendszerek összegyűjtenek. A DLI megoldása az automatikus diagnosztikai szakértői rendszerek nagy teljesítményének felhasználása. A számítógép a megfelelő Automatikus Diagnosztikai Szakértői Rendszer hibasablonjainak, gépinformációinak, referencia adatbázisának segítségével dolgozza fel a gépek rezgésadatait. Részletes információt állít elő a gépek állapotáról, a hibákról, és a meghi-
básodás mértékéről, ami a gép hibajelentésének részeként megjelenik. Ennek a feldolgozásnak a folyamatdiagramja az 1. ábrán látható. alkatrészkódok
hibasablonok
motor
M kimeneti adatok képernyős megjelenítése
tengelykapcsoló
M
a gép hibajelentése
centrifugálszivattyú
M
1. ábra Diagnosztikai program folyamatábrája A rezgésdiagnosztikai szakértői rendszer ugyanazt a folyamatot végzi, mint a humán szakértő a rezgési adatok elemzésekor. A gép forgási sebességét az „adatnormalizáció” automatikusan határozza meg, ami alapja az aktuális spektrumok és a referenciaadatok összehasonlításának. A rendszer azonosítja az ismert gerjesztési frekvenciákat, és a hibakódok felhasználásával ezeket az értékeket kiemeli a spektrumokból. Az aszinkron csúcsok a Cepstrum-elemzés segítségével azonosíthatók mint csapágyfrekvenciák, ha a nemszinkron csúcsok harmonikus sorozatok részei vagy oldalsávcsúcsokkal rendelkeznek. A demodulált spektrumok (envelope vizsgálat) szintén megjeleníthetők csapágyfrekvenciaként és összehasonlíthatók a spektrumokkal. Miután a rendszer azonosította a jellemző csúcsokat, és azt a spektrumokból kiemelte, öszszehasonlítja a referenciaértékekkel, és az adott géphez tartozó szabálybázist futtatja segítségükkel.
Általában minden mérőpont két frekvenciatartomány triaxiális adatait tartalmazza és egy demodulált függvényt, ha a gép gördülőelemes csapágyat tartalmaz. A szabálybázis nem csak ezeket a spektrumokat hasonlítja össze, amikor azt vizsgálja, hogy fennáll-e valamilyen hiba, hanem összehasonlítja az adatokat különböző mérőpontból is. Például, tengelykapcsoló-beállítási hiba esetén a tengely beállítási hibajelei megjelennek a tengelykapcsoló mindkét oldalán. Más lehetséges hibát ki kell zárni. Ez eléggé eltér az egyszerű „alarmszint” vagy „alarmsávok” használatával működő rendszerektől. A rendszer sajátos tulajdonsága, hogy nem használja az ipari szabványok riasztási szintjeit. Ehelyett a statisztikai átlagadatokba tömörített referenciákat használja, amelyek maguktól a gépektől származnak. Ezen kívül az értékeléshez a több mint 4500 egyedi szabályt tartalmazó szabálybázist használja, ami a különböző géptípusváltozatok egyedi hibáinak azonosítását tartalmazza. A rendszer nem csak adatokat szolgáltat, hanem tömör jelentést készít a vizsgálatról, amely tartalmazza az egyedi hibákat, a hibák nagyságát, valamint a karbantartási javaslatokat, azok sürgősségének meghatározásával (2. ábra). BLACK STOCK PUMP #2 423.0520 Report generated on: 06/02/2000 11:52 AM Acquired: 08/19/1998 10:35 AM 1xM = 1191 RPM Averages: 3 Maximum level: 112 (-7) VdB at 3xM on 3T in low range JAVASLATOK: UTASÍTÁS: A MOTORCSAPÁGYAT CSERÉLNI KELL DIAGNÓZIS: A MOTORCSAPÁGY RENDKÍVÜL NAGY KOPÁSA 100 (+33) VdB at 3,11xM on 2A in low range 94 (+21) VdB at 6,2xM on 2A in low range 85 (+28) VdB at 24,8xM on 2A in high range 104 (+34) VdB at 3,11xM on 2R in low range 92 (+30) VdB at 15,5xM on 2R in high range 92 (+21) VdB at 12,5xM on 2R in high range 97 (+20) VdB at 3,11xM on 2T in low range
92 (+16) VdB at 12,5xM on 2T in highrange 86 (+13) VdB at 52,8xM on 2T in high range 90 (+3) VdB at 73,2xM on 2A in high range 68 (+9) VdB noise floor on 2A in high range 68 (+10) VdB noise floor on 2R in high range 65 (+9) VdB noise floor on 2T in high range 97 (+24) VdB at 9,33xM on 2R in low range 103 (+34) VdB at 9,33xM on 2T in low range EXTREME MOTORBALL BEARING DEMOD Bearing tone harmonics in demod spectrum with direct match between regular and demod spectrum in 2R 21dB peak at 9,32x on 2R MAGYARÁZAT: POSITION 2 IS: MOTOR 2 POSITION 3 IS: PUMP 3
2. ábra Példa szakértői jelentésre
A DLI szakértői rendszer elemzi az összes modellezett hibát, a humán szakértő közvetlen beavatkozása nélkül. Installálás és a konkrét tudás- és adatbázis fejlesztés után a rezgésdiagnosztikai szakértői rendszer a humán szakértő közreműködése nélkül képes üzemelni. Az automatikus feldolgozás eredményeként megjeleníti a gép állapotának jellemzőit és a javításra vonatkozó javaslatokat. Mivel nem igényli humán szakértő beavatkozását, a rendszer alkalmas on-line folyamatos monitorozásra és a gépállapot trendjének követésére. A DLI szakértői rendszer minősítése és hibameghatározása leegyszerűsített, mivel a szoftver kinyomtatja a diagnózisra vonatkozó magyarázatot a géphibával együtt. A javítás tervezéséhez a szakértői rendszer megbecsüli valamennyi hiba fontosságát, és javaslatot tesz a prioritásokra. A sajátos hibatrendkijelzés segíti a karbantartás-vezetőt a gyors döntéshozatalban a gép állapotával, a javítási munkákkal és a leállási tervek készítésével kapcsolatban.
3. ábra Példa a hibatrendkijelzésre
Off-line Forgógép Diagnosztikai Rendszer a MOL-nál A MOL – Magyar Olaj és Gázipari Rt. az Off-line Forgógép Diagnosztikai Rendszerét a Százhalombattai Finomítóban 1700 berendezésre alakította ki, a DLI rezgésdiagnosztikai technológiájára alapozottan. A
fejlesztést a Delta-3N Kft. végezte 2002. szeptember és 2003. február között. Körülbelül 6000 mérőpontot építettek ki. A rendszer üzemel és fontos információt ad a gépek állapotára. A méréseket négyfős technikuscsoport végzi, két DCA-20/IS robbanásbiztos adatgyűjtő, analizátor segítségével. Körülbelül 900 gép mérését végzik havonta. Az adatbázis karbantartását és a mérési adatok értékelését két mérnök végzi, akik felelnek a mérések és a mérőpontok helyreállításának megszervezéséért. A teljes diagnosztikai tevékenységet egy mérnök irányítja, aki a rendszer géphiba-diagnosztikai és javítási ajánlatai megfelelőségéért felel. Ennek a mérnöknek lesz a feladata az On-line Rezgésfigyelő Szakértői rendszerek üzemeltetése. A jelenlegi 3 hónapos próbaüzem alatt a rendszerfejlesztő cég segíti elsajátítani a rendszer üzemeltetését.
Összegzés A diagnosztikai rendszer elsődleges célja a MOL Finomítójában a karbantartó szervezet munkáját segítő korszerű gépfelügyelő és diagnosztikai szakértői rendszer bevezetése. Ez a cél a DLI háttér fejlesztésein alapul, amelynek javaslata, hogy a bevezetendő rendszer elégítse ki az operátorok és a karbantartó szakemberek igényeit. A koncepció egy olyan off-line rendszer telepítése, amely segíti az üzemeltetés és a karbantartás fejlesztését és csökkenti ezek költségeit. Általános célunk a karbantartási vezetőkkel való együttműködés a javasolt diagnosztikai rendszer költséghatékonyságának bemutatása érdekében. Friedman, A.: Benefits of an Expert Automated Diagnostic System, DLI Engineering. Tranter, J.: Information and power in your hands; data collectors meet mobile computing. DLI Engineering. Wats, W. A.:Triaxial vibration spectral data – an important ingredient for proper diagnosis. DLI Engineering. Van Dyke, D. J.; Wats, W. A.: Automated rolling contact bearing fault detection using Cepstrum analysis. DLI Engineering.
