Dewesoft 數據采集系統與 KS 龍卷風試驗臺的集成

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

奧地利 ELIN Motoren 公司已經將對每臺生產的機器 -- 電機或發電機 -- 進行強制性振動測量作為最終檢驗程序的一部分。在尋找合適的數據采集系統時，要求其便于攜帶，只用一個系統(原始數據)測量振動和電功率，并且在測試過程中數據的傳輸必須完美無缺地流向 KS Tornado 試驗臺。Dewesoft 提供了完美的解決方案。

幾年前，作為他們數字化戰略的一部分，ELIN Motoren 決定獲得交貨時每臺電機和發電機的振動剖面圖。其目的是驗證產品質量，并獲得參考數據，以便在客戶稍后階段出現故障時提供證據。

總部設在奧地利的 ELIN Motoren 是一家高科技公司，生產全球使用的旋轉電機-電機和發電機。公司擁有125年的經驗，共有1000名員工，年營業額1.2億歐元。自2019年底以來，ELIN Motoren 70% 的股份由全球科技公司福伊特集團持有。

公司主要生產電機、中低壓電機和高壓電機。它為下列市場的工業應用開發和生產定制的解決方案:
?  風,
?  采礦業,
?  塑料,
?  發電廠,
?  海事處，
?  石油和天然氣

它的發電機主要用于風能和分散式發電發電。

圖1. 在 ELIN Motoren 內部測試場的測試裝置。

在 Elin Motoren 的測試平臺由 KS 工程公司提供，這是一家為汽車和發動機行業提供測試平臺的領先供應商。KS 產品線包括電池和燃料電池開發和測試的測試和模擬系統。KS 還為電動機領域的驅動系統的協調提供解決方案。
KS工程公司或 Kristl，Seibt & co. 。GmbH 是一家業主管理的公司，總部設在格拉茨，從事汽車測試、工業自動化和建筑設備技術領域的工作。KS 工程師提供機械工程、電氣工程、控制工程、電子和 IT 領域的知識。
這些測試平臺由名為 Tornado 的自動化軟件運行。該軟件包具有圖形界面，為測試工作臺提供測量、控制和報告功能。它優化了發動機和底盤測功機測試臺，動力傳動系測試臺，車輛部件測試臺。

測試臺數據采集(DAQ)集成

KS 測試平臺軟件 Tornado 控制被測設備(DUT) ，例如，啟動發動機運轉或滑行，設置轉速等等。DUT 發回諸如溫度或運行狀態等信息。
在測量過程中，ELIN Motoren 要求不斷地從 Dewesoft 硬件和軟件中獲取振動數據并輸入 Tornado 軟件。這種通信是通過 TCP/IP 由 Dewesoft 插件(Testbed 模塊)處理的。
Dewesoft 測試平臺模塊是 DewesoftX 數據采集軟件和測試平臺控制系統之間的接口。它使用請求/響應工作原理，可以獨立于 DewesoftX 進行預設和使用。通過這種方式，它只受主系統的控制，主系統從 TestBed 模塊請求特定的數據，然后將響應返回給主系統。
對于 ELIN Motoren，Tornado 軟件在測量過程中要求 Dewesoft 通道提供實時的測量軌道和階次分析數據。簡單地說，通過 AK 協議，它提供了一個非常緊湊的命令集。
該插件支持四種特定的所謂主從協議:
?  AK Protocol,
?  Puma Open,
?  D2T, and 
?  Tornado. 

對于所有這些協議，RS232或TCP/IP連接都是可能的。

它可以與內燃機分析儀(CEA)模塊一起使用，其中發動機循環用于存儲和計算條件。另外，它也可以用于時間模式，其中任何通道或值可以從 DewesoftX 發送，測量時間用于觸發和計算間隔。

解決方案

數據采集硬件和數據采集系統產品

?  2個 SIRIUS R2DB 數據采集系統
?  SIRIUSi-CUSTOM DualCoreADC 信號調理器片與8個模擬通道: 1xACC + ，5xACC，2xSTG-噪聲，振動和苛刻測試(NVH)
?  SIRIUSi-HS 高速信號調理切片8模擬輸入: 2x STG，3xHV，3xLV-電源 
?  SIRIUSi-HS-4xHV-4xLV 用于功率測量的高速數據采集系統
?  SIRIUS-CUSTOM 數據采集系統
?  KRYPTONi-8xRTD 電阻溫度測量系統
?  用于 IEPE 傳感器直接連接的 DSI-ACC 適配器
?  DS-TACHO2
?  DS-SHUNT-05

DAQ 軟件

?  DEWESoftX 數據采集軟件
?  動態信號分析(DSA)軟件選項: FFT 分析儀，順序跟蹤，模態測試，人體振動，沖擊響應頻譜，聲級，扭轉振動，轉子平衡
?  Dewesoft Power 選項
?  Dewesoft 測試插件

測量單元

測量儀器和數據記錄儀是便攜式的。同樣的 DAQ 設備可以用于測試平臺，也可以用于現場維護和安裝。這就是為什么 ELIN Motoren 決定將 SIRIUS R2DB 混合為一體的數據采集和單個 SIRIUS 模塊，以便于擴展到更高的信道數。

決定購買 Dewesoft 也是因為沒有進一步的軟件許可證成本，更新是免費的永遠，數據文件可以訪問的任何人沒有許可證。電力和振動數據用同一個系統測量，原始數據被存儲，并可以重新計算。

適配器

使用 dsi 適配器，他們可以調整到當今的任何度量需求。DSI 適配器是 TEDS IEEE 1451.4傳感器適配器，它將我們的任何帶有 DSUB9連接器的通用模擬輸入放大器轉換成直接 IEPE、充電、熱電偶、分流、電壓、 LVDT 或 RTD 輸入。

IEEE 1451.4是電氣和電子工程師學會(IEEE)開發的一套智能傳感器接口標準，而 TEDS 表明，它們包括一個傳感器電子數據表。

電渦流傳感器

電渦流傳感器用于測量軸的位移軌道，軸的中心線和軸的軌跡圖。電渦流傳感器是為非接觸式位移，距離，位置，振動和振動測量而設計的。他們的穩健傳感器設計適合于工業測量，特別是當高精度需要在惡劣的環境中與壓力，污垢，或極端溫度。

在 ELIN，工程師們對特定的參數特別感興趣，如:
?  S_0 peak-peak
?  S_90 peak-peak, and 
?  Smax. 

渦流傳感器已經與 d.u.t 結合在一起。他們必須精確地安裝，因為他們需要有一個非常高的靈敏度-7.87伏/毫米-能夠測量微米范圍內的位移。此外，他們需要一個特殊的供應 -19 v，然而，SIRIUS-STG 模塊可以提供這個范圍內的可編程傳感器電源。

利用 Dewesoft 軌道分析儀進行軌道分析

Dewesoft 軌道分析模塊是為葉輪機械應用量身定做的，用于精確的轉子運動測量和先進的分析。
它是檢查和評估任何引起振動的轉子運動限制的分析工具，也是一種診斷工具，能夠發現和預防許多類型的潛在故障和機械停機。

IEPE 加速計

集成電子壓電加速度計(IEPE)已成為最常用的加速度計類型。IEPE 加速度計基本上是帶有內置電荷或電壓放大器的加速度計。正因為如此，IEPE 加速度計不需要特殊的布線，而且非常容易與系統集成。
IEPE 加速度計需要一個恒定的直流電源，然而，許多數據采集系統包括這一點。與電荷模式加速度計相比，電壓模式 IEPE 加速度計內部的微電子電路限制了其耐惡劣環境的能力。盡管如此，這些加速度計的溫度范圍通常至少在 -40 ° 至 + 125 ° c 之間，這對大多數應用來說是足夠的。
在可選的 Dewesoft 軟件模塊中，ELIN Motoren 使用電壓模式 IEPE 加速度計測量殼體和軸承振動，用于 Dewesoft 階次跟蹤分析。他們可以定義一個整體振動剖面，坎貝爾圖，并使用數據檢查異常，例如，檢測是否有任何諧波占主導地位的轉速范圍。

總結

Dewesoft 提供了一個解決方案，擴大 KS 龍卷風測試床已經在運行。它們可以很容易地輔以一系列 Dewesoft 應用解決方案，例如:
?  高精度功率測量
?  內燃機分析(CEA)
?  任何其他 DewesoftX 軟件選項/插件，如 OPC UA，Modbus，

例如，當涉及到引擎開發時，任何這樣的組合都為所有現有的 kristlseibt 用戶提供了巨大的好處。無論是傳統燃燒，電動，或混合動力，因為所有模塊可以組合在 DewesoftX 軟件。
用戶受益于軟件更新，沒有每年的許可證成本，高質量的硬件具有很大的靈活性，以及強大的本地支持團隊。