SONAPHONE DataSuite Software
Management von Ultraschalldaten am Beispiel eines Kraftwerks
Das clevere Zusammenspiel von Hard- und Software spielt in der Instandhaltung eine immer wichtigere Rolle.
Mit dem SONAPHONE und der SONAPHONE DataSuite bietet SONOTEC verschiedenen Industrien eine intelligente Lösung, um Ultraschalldaten mit tragbaren Geräten zu sammeln und zentral in der Software zu verwalten.
Entdecken Sie die SONAPHONE DataSuite Software!
Vorwort
Steffen Moeck
Produktmanager
SONOTEC GmbH
Intuitive Software für Ihre Instandhaltung
Im Zeitalter von Instandhaltung 4.0 verändern sich Anforderungen an technische Lösungen. Ziele sind, mehr Transparenz über den Zustand aller Betriebsmittel zu erlangen und deren Betriebssicherheit und Verfügbarkeit zu erhöhen.
Die Betriebsmittelprüfung mit Ultraschalltechnologie ist gängige und weithin verbreitete Praxis. Moderne Software wie die DataSuite stellt darüber hinaus umfangreiche Werkzeuge zum zentralen Management von Daten und zur Messwertanalyse zur Verfügung. Über Routengänge kann der Zustand der Anlagen vor Ort erfasst und wenn notwendig Maßnahmen der Instandhaltung organisiert werden. Die Software leistet somit einen wichtigen Beitrag, dass Anlagen und Netze bestimmungsgemäß funktionieren bzw. geplant außer Betrieb und instandgesetzt werden können.
Im Folgenden sollen die Anwendung von Ultraschalltechnologie und die Vorteile der DataSuite am Beispiel eines Kraftwerks näher beleuchtet und dargestellt werden.
Steffen Moeck
DataSuite Software zum Datenmanagement
Die SONAPHONE DataSuite Software ist die zentrale Plattform zur Organisation und Analyse von Messdaten, die mit SONAPHONE Handgeräten an den entsprechenden Anlagen und Maschinen im Kraftwerksbereich erfasst werden.
Die Software ist als moderne Web-App programmiert, d. h. die Datenanzeige erfolgt in allen Standard-Webbrowsern. Die Installation kann sowohl auf einem lokalen Rechner erfolgen (Desktop-Installation) als auch über Server eingerichtet werden, wenn sich diese in einem Firmennetzwerk mit eigener Administration befinden. Gerade letzteres bietet eine hohe Zugänglichkeit zu den Daten, unabhängig von Plattform und Standort.
Bild 1: Zusammenspiel der Software DataSuite (Web-App) und der Spezialapp AssetExpert auf dem SONAPHONE Handgerät
Die Hauptfunktionen der SONAPHONE DataSuite Web-App sind:
- Abbilden der Anlagenstruktur im Kraftwerk mit Prüfpunkten (Anlagenbaum)
- Vorgabe von Prüfpunktdetails (Kontextdaten, Abgleichsmethode)
- Zusammenstellen von Routen zur systematischen Prüfung der Kraftwerksbereiche
- Synchronisieren von Messpunktinformationen mit dem SONAPHONE-Handgerät (historische Daten, Status, Kontextdaten)
- Überwachen von Kennwerten zur Zustandsbewertung (Trend, Status über Ampel)
- Darstellen aller Messergebnisse und deren Analyse (Spektrogramm)
Tabstruktur
Einzelne Tabs sind auf die verschiedenen Aufgabenbereiche in der Instandhaltung zugeschnitten:
- AssetExpert: Anlagenstruktur und Planung
- DataViewer: Prüfdatenanzeige und Analyse
SONAPHONE-Prüfgerät für diverse Anwendungen
Das SONAPHONE-Prüfgerät wird im Kraftwerksbereich für die Instandhaltung verschiedener Anlagenteile eingesetzt. Je nach Anwendung wird ein Luftschall- oder Körperschallsensor verwendet.
Hauptanwendungsfelder
Das digitale Prüfgerät erfasst zunächst über den Sensor hochaufgelöste Rohdaten mit 256 kHz. Die Messergebnisse werden dann in Form von Kennwerten (z. B. Pegelwerte) und visuell im Spektrogramm dargestellt. Der Instandhalter kann anhand dieser Angaben bereits vor Ort eine erste Aussage über den Zustand der Betriebsmittel im Kraftwerk treffen.
Spezial-App SONAPHONE AssetExpert
Das SONAPHONE arbeitet mit einem Android-Betriebssystem und vereint somit die Stärken eines Ultraschall-Prüfgeräts mit einer modernen Nutzerführung über Apps.
Die SONAPHONE AssetExpert App ist speziell für die Routenbearbeitung vor Ort optimiert. Alle relevanten Bereiche / Systeme im Kraftwerk können nach einem vorgegebenen Plan an vorgegebenen Punkten geprüft und Messwerte erfasst werden.
Online-Kundenportal „My SONAPHONE”
Registrieren Sie ihr SONAPHONE um immer über neue Software & Updates informiert zu sein!
Zu jeder Messung ist die Speicherung von Kontextinformationen wie Bilder, Textmemos und Voicememos möglich.
Über die SONAPHONE AssetExpert App erfolgt darüber hinaus die Synchronisation der Daten mit der SONAPHONE DataSuite-Plattform.
Strukturierung und Planung in der DataSuite
Das Abbilden der Anlagenstrukturen mit Prüfpunkten sowie die Planung von Routen – entweder zeitbasiert oder zustandsbasiert – bilden die Grundlage eines jeden industriellen Instandhaltungskonzeptes.
Anlegen von Prüfpunkten des Kraftwerks
Die für die Ultraschallmessung relevanten Prüfpunkte werden im Anlagenbaum angelegt. Die Grundstruktur kann dabei an die in Kraftwerken üblichen Kennzeichnungssysteme KKS oder RDS-PP angepasst werden. Zur besseren Orientierung stehen für die verschiedenen Ultraschall-Anwendungen entsprechende Symbole zur Verfügung. Über ein Ampelprinzip wird schnell erfasst, welchen Zustand die einzelnen Prüfpunkte haben.
Bild 2: Aufteilung des Kraftwerks über Ebenen entsprechend dem Kraftwerk-Kennzeichensystem KKS, z. B. 1LAC20 (Maschinensatz in Speisewasserpumpenanlage) und 1LBA01 (Kondensatableiter in Dampfleitungssystem)
Zusammenstellen der Messpunktdetails
Zusatzinformationen
Zusätzliche Informationen zur Anlage unterstützen nicht nur den Instandhaltungsplaner, sondern auch den Routengänger vor Ort.
Diese können in Form von Fotos und Textmemos hinterlegt und mit dem SONAPHONE synchronisiert werden, z. B. die Position der Sensorankopplung zur reproduzierbaren Messwertaufnahme.
Identifikation der Anlagenteile
Wichtig ist die eindeutige Identifizierung des Prüfpunktes im Kraftwerk. In den Messpunktdetails kann dafür eine ID und die Art des Abgleichs in der Anlage (z. B. per QR Code) vorgegeben werden.
Auf diese Weise ist sichergestellt, dass Messwerte und zusätzliche Informationen für den richtigen Prüfpunkt vorliegen. In Kraftwerken wird häufig mit dem Kraftwerk-Kennzeichensystem KKS oder RDS-PP gearbeitet. Diese Systematik kann auch hier als ID-Text hinterlegt werden.
Wie in jedem datenbasierten Prozess ist die Verfügbarkeit von Informationen an jedem Messpunkt wichtig. Eine weitere Grundlage für eine hohe Qualität der Messergebnisse ist die eindeutige Identifizierung der Anlagenteile.
Festlegen der Alarmschwellen
Durch initiale Messungen oder durch den Vergleich baugleicher Betriebsmittel liegen i. d. R. Erfahrungswerte vor, die für die Festlegung von Schwellenwerten und somit für die Zustandsanzeige der Betriebsmittel (Ampelprinzip) genutzt werden können. Aus allen verfügbaren Größen wird ein Kennwert (KPI) festgelegt, der als Führungsgröße mit den Alarmschwellen abgeglichen wird.
Historische Werte auf dem Prüfgerät
Zur Bewertung vor Ort können historische Werte sowie Referenzwerte definierter Messgrößen mit dem SONAPHONE synchronisiert werden.
Zusammenstellen von Routen
Routen geben dem Prüfer einen konkreten Arbeitsplan vor. Sie werden je nach Instandhaltungsplan auf das SONAPHONE zur Abarbeitung übertragen.
Die Routen können individuell zusammengestellt werden, z. B. gefiltert nach kritischen Messpunkten, oder einem wiederkehrenden Prüfplan folgen. Über Drag & Drop werden Prüfpunkte leicht in die jeweiligen Routen gezogen. Es können beliebig viele Routen erstellt und verwaltet werden.
Synchronisierung von Informationen mit dem Prüfgerät SONAPHONE (historische Messdaten, Bilder, Textmemos, …)
Prüfung mit dem SONAPHONE
Kraftwerksbereiche können anhand der Routen systematisch abgelaufen werden. Wurden die Routen gut vorbereitet, sind reproduzierbare Messungen schnell durchführbar. Vor Ort können aktuelle mit historischen Werten verglichen werden.
Anzeige der zu prüfenden Routen
Die AssetExpert App auf dem SONAPHONE zeigt auf einen Blick alle Routen an, die sich zur Abarbeitung auf dem Prüfgerät befinden. Auf dieser Ebene sind folgende Informationen zusammengefasst:
- Anzahl der abzuarbeitenden Routen
- Datum, bis wann die Route abgearbeitet werden soll
- Anzahl der zu prüfenden / der geprüften Messpunkte
- Statistik zum Status aller Messpunkte (Ampel)
Anzeige der Prüfpunkte in einer Route
Innerhalb einer Route werden die abzuarbeitenden Prüfpunkte aufgelistet. Die Reihenfolge entspricht den Vorgaben, die der Planer in der SONAPHONE DataSuite Webapp getroffen hat. Auf dieser Ebene sind folgende zusammengefasste Informationen ersichtlich:
- Anzahl / Reihenfolge der abzuarbeitenden Prüfpunkte
- Ort der Prüfpunkte in der Anlage (Anlagenstruktur)
- Prüfstatus (Prüfpunkt abgearbeitet oder offen)
- Status des Messpunkts vor / nach der Prüfung (Ampel)
Anzeige der Detailinformationen zu einem Prüfpunkt
Zu einem Prüfpunkt werden in der AssetExpert App umfangreiche Informationen angezeigt, die den Prüfer bei seiner Prüfaufgabe unterstützen. Die Informationsqualität kann durch den Planer in der DataSuite Web-App gesteuert werden. Zusätzlich werden die aktuellen Messergebnisse angezeigt.
Folgende Informationen liegen vor:
- Führungsgröße mit Schwellenwerten und aktuellem Status (Ampel)
- Historische Werte aus den letzten 3 Messungen sowie Referenzwerte
- Aktuelle Werte einer neuen Messung
- ID, Bilder, Textmemos, Sprachmemos für den Prüfpunkt
Anzeige der Ergebnisse aktueller Messungen
Messungen werden mit den bekannten Funktionalitäten des SONAPHONE aufgenommen. Je nach Anwendung kommen entsprechende Sensoren (Körperschall, Luftschall) zum Einsatz. Folgende Informationen können zu einer aktuellen Messung angezeigt bzw. hinzugefügt werden:
- Spektrogramm-Anzeige und Pegelschriebe
- Aktuelle Messwerte (verschiedene Pegel, Temperatur)
- Bilder, Textmemos, Sprachmemos für die Messung
Darüber hinaus sind das Abspielen und gegebenenfalls das Überschreiben der aktuellen Messung möglich.
Bewertung der Prüfergebnisse in der DataSuite
Alle Messwerte und Kontextinformationen (Fotos, Textmemos, etc.), die in einem Routengang erfasst wurden, werden in die SONAPHONE DataSuite überspielt. Sie stehen somit an einer zentralen Stelle für Analyseaufgaben und Dokumentationszwecke zur Verfügung.
Audiovisuelle Analyse über Zeitsignal und Spektrogramm
Aufgezeichnete Prüfdaten lassen sich in der SONAPHONE DataSuite erneut abspielen. Sie werden im Zeitsignaldiagramm sowie im Spektrogramm visualisiert. Für die Analyse können Bereiche im zeitlichen Verlauf herausgezoomt werden. Weiterhin werden wichtige Messeinstellungen, Fotos, Textmemos und Sprachmemos angezeigt. Darüber hinaus kann sich der Nutzer die Ultraschallsignale erneut im hörbaren Frequenzbereich abspielen.
Bild 3: Zeitsignal- und Spektrogrammansicht sowie Kontextinformationen zu einer Messung
Breitband-Kennwerte für Trendüberwachung
Für jede Anwendung gibt es charakteristische Kennwerte. Änderungen gegenüber einem initialen Messwert (aufgenommen z. B. nach der Installation oder einer Reparatur) oder anderen vorhergehenden Trendwerten sind auf diese Weise schnell ersichtlich. Sie weisen auf Fehler, auf entstehende Schäden oder einen nicht mehr bestimmungsgemäßen Betrieb hin, z. B. Schmierungsmangel an Wälzlagern, Defekte in Kondensatableitern oder schadhafte Isolationen an elektrischen Anlagen.
Bild 4: Trend-Diagramm zum Monitoring von Kennwerten über die Zeit
Anzeige aller Messungen
Zu einem Prüfpunkt gehörende Messungen werden mit Zeitstempel in einer übersichtlichen Tabelle angezeigt. Alle Messungen können mit ihren dazugehörigen Daten für eine weitergehende Analyse ausgewählt werden.
Prüfergebnisse zur Planung der Instandhaltung
Prüfobjekt: Maschine (Wälzlager)
Ergebnis & Instandhaltungsmaßnahme
Erhöhter Pegel (Teppichwert): Schmierung des Lagers
Abbildung 5: Datenanalyse der gemessenen Werte
Prüfergebnisse zur Planung der Instandhaltung
Prüfobjekt: Kondensatableiter
Result & Maintenance Action
Defekter Ableiter (Leckage): Austausch des Kondensatableiters
Abbildung 6: Datenanalyse der gemessenen Werte
Prüfergebnisse zur Planung der Instandhaltung
Prüfobjekt: Sammelschiene
Ergebnis & Instandhaltungsmaßnahme
Gleitentladung an Schiene / Durchführung: Verschraubung prüfen, ggf. Reinigung
Abbildung 7: Datenanalyse der gemessenen Werte
Prüfergebnisse zur Planung der Instandhaltung
Prüfobjekt: Druckluftleitung
Ergebnis & Instandhaltungsmaßnahme
Leckage an Druckluftleitung: Rohrverbindung prüfen, ggf. Austausch
Abbildung 8: Datenanalyse der gemessenen Werte
Haben Sie Fragen?
Dann kontaktieren Sie uns! Wir helfen Ihnen gerne weiter.
