Whitepaper zur Lebensmittel- und Getränkeindustrie
Wartungsherausforderungen in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie
Fabriken können die Kosten für lange Produktionsstillstände nur selten rechtfertigen, weshalb Ingenieure oft am Wochenende oder nachts arbeiten müssen, um Wartungsarbeiten an Maschinen durchzuführen. Regelmäßige Wartung ist unerlässlich, um sicherzustellen, dass es keine negativen Auswirkungen auf die Sauberkeit oder die Qualität der hergestellten Produkte gibt. Dies sollte mit minimalen Auswirkungen auf die Produktion und mit den kosteneffizientesten Methoden erfolgen.
In der Vergangenheit standen redundante Anlagenkomponenten für den Fall eines Ausfalls zur Verfügung. Wenn beispielsweise eine Pumpe ausfiel, schaltete sich eine zweite Ersatzpumpe ein, so dass kein Produktionsverlust entstand. Heutzutage ist die Installation redundanter Anlagenkomponenten nicht mehr wirtschaftlich, was es einfacher macht, die Kosten für die Zustandsüberwachung zu rechtfertigen.
Herstellung von Nahrungs- und Genussmitteln umfasst viele verschiedene Branchen. Sie reicht von der Obst- und Gemüseverarbeitung, Bäckereien, Getreidemüllerei und Milchverarbeitung bis hin zu Zuckerraffinerien.
Der Getränkeherstellungssektor umfasst die Herstellung von Bier, Wein und Spirituosen sowie von Erfrischungsgetränken und Mineralwasser. Fabriken stehen unter dem Druck, die Verarbeitungseffizienz zu steigern und gleichzeitig die Verbrauchernachfrage nach diversifizierteren Produkten zu erfüllen.
In der Lebensmittel- und Getränkeverarbeitung verwendete Geräte
Der Lebensmittel- und Getränkeindustrie verwendet in seinen Fertigungsprozessen eine breite Palette von Geräten, darunter Mischer, Zentrifugen, Pumpen, Motoren, Luftkompressoren, Öfen, Ventilatoren und Förderbänder.
Wartungsingenieure sollten sich der Vorteile der Überwachung von Schwingungspegeln an dieser Maschinerie bewusst sein. Die Schwingungsüberwachung ist eine kostengünstige Methode der vorausschauenden Wartung, die zunehmend an Beliebtheit gewinnt. Schäden an Maschinen und ungeplante Fabrikstillstände aufgrund von Ausfällen können extrem kostspielig sein.
Typische Ansätze zur Schwingungsüberwachung
Es gibt zwei mögliche Methoden zur Überwachung der Schwingungen von rotierenden Maschinen: die Online-Überwachung und die Offline-Überwachung.
Online-Schwingungsüberwachung
Online-Monitoring bezeichnet die kontinuierliche Überwachung des Gesamtschwingungspegels einer Maschine, die rund um die Uhr an sieben Tagen in der Woche einen vollständigen Schutz gewährleistet.
Eine gängige Konfiguration für das Online-Monitoring ist die Installation von 4-bis-20-Milliampere-Beschleunigungssensoren von der HS 420 Serie, direkt gekoppelt an SPS-Systeme, SCADA-Plattformen, BMS-Systeme und ähnliche 4-bis-20-Milliampere-Eingangsmodule. Alarme können voreingestellt werden, um Maschinen sofort abzuschalten, wenn sichere Schwingungspegel überschritten werden.
Dieser Ansatz eignet sich gut für das Essen und Trinken verarbeitende Industrie, in der SPS-Systeme häufig eingesetzt werden.
Alternativ kann ein eigenständiges Schutzsystem mit 100-Millivolt-pro-g-Beschleunigungssensoren von dem/der HS 100 Serie in Verbindung mit Vibrationsmodulen der HS 500 Serie.
Die standardmäßigen AC-100-Millivolt-pro-g-Beschleunigungsmesser von den HS 100 Serien werden häufig zur Messung des Lagerzustands und von Unwuchtmerkmalen eingesetzt. Für jeden Beschleunigungssensor-Ausgang ist ein Schwingungsmodul erforderlich, wobei jedes Modul zwei vorprogrammierbare Grenzwertalarme und eine lokale Anzeige bietet.
Die Module können auf Hutschiene montiert oder in einem maßgeschneiderten Industriegehäuse untergebracht werden von der HS 580 Serie. Die Schwingungsmodule bieten zudem die Möglichkeit, Ausgänge an eine SPS oder ein ähnliches System weiterzuleiten, wodurch eine vollständige Online-Schutzlösung entsteht.
Offline-Vorspannungsüberwachung
Wo sich die Kosten für ein vollständiges Online-Überwachungssystem nur schwer rechtfertigen lassen, kann ein kostengünstigeres Offline-Vibrationsüberwachungssystem eingesetzt werden.
Bei dieser Anordnung sind feste Beschleunigungsmesser von den HS 100 Serien werden an einen Schalter oder eine Anschlussdose wie die Serie HS SE oder HS CE angeschlossen. Anschließend wird ein tragbarer Datenerfasser verwendet, um Schwingungsmessungen durchzuführen, die zur weiteren detaillierten Analyse in eine Datenbank heruntergeladen werden.
Die Datenerfassung kann von einem Schwingungsanalyseunternehmen oder von internen Instandhaltungsingenieuren durchgeführt werden, die regelmäßige Messungen vornehmen. Die Analyse dieser Daten im Laufe der Zeit versetzt die Instandhaltungsingenieure in die Lage, ein wertvolles Bild der Maschinenbetriebsbedingungen zu erstellen und notwendige Instandhaltungsmaßnahmen zu planen.
Obwohl die Offline-Überwachung nur so effektiv ist wie der jüngste Messwert, können Systeme später zu einer Online-Überwachung ausgebaut werden. Dies kann erreicht werden, indem der Schaltkasten durch eine Überwachungsstation ersetzt wird, die eine detaillierte Schwingungsanalyse mittels FFT mit Remote-Webzugriff ermöglicht.
Beispiele für Anwendungen in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie
Maschinen mit beschränktem Zugang
Gesundheits- und Sicherheits- oder Versicherungsvorschriften können die Art der verwendeten Schwingungsüberwachung beeinflussen. Wartungsarbeiter haben manchmal keinen Zugang zu bestimmten Maschinen, selbst wenn Verriegelungssysteme vorhanden sind, da der Zugriff die Produktion unterbricht.
Dies ist ein klares Beispiel dafür, dass die Online-Vibrationsüberwachung kontinuierliche Zustandsinformationen liefert, ohne die Produktion zu beeinträchtigen.
Ventilatoren in Bäckereien und Trocknungsprozessen
In Bäckereien werden große Ventilatoren häufig in Trocknungs- oder Kühlprozessen eingesetzt. Ablagerungen von Schmutz auf dem Laufrad können zu Unwucht führen. Kleine Schmutzklumpen können sich während des Betriebs ablösen, was zu einer zusätzlichen Unwucht in den Motorwellen und zu erhöhten Vibrationen führt.
Wenn diese Situation nicht überwacht wird, besteht die Gefahr, dass Schaufelräder abbrechen und schwere Schäden verursachen.
Gefährliche und staubige Umgebungen
Bei der Herstellung von Mehl und Zucker können aufgrund von Staub oder Chemikalien in der Atmosphäre eigensichere Beschleunigungssensoren erforderlich sein.
Hansford Sensors produziert eine Reihe von eigensicheren Schwingungssensoren, die für den Einsatz in Umgebungen der Staubgruppe II zertifiziert sind.
Abspritzen und chemische Einwirkung
Wenn Maschinen regelmäßig gewaschen oder Chemikalien ausgesetzt werden, ist es unbedingt erforderlich, dass Beschleunigungssensoren mit geeigneter Verkabelung ausgestattet sind.
In diesen Anwendungen ein standardmäßiger AC-Sensor von dem HS 100 Es wird die Serie mit einem integrierten Silikonkabel und der Schutzart IP68 empfohlen. Diese Sensoren sind in Ausführungen mit oberseitigem oder seitlichem Abgang erhältlich und bis zu hundert Meter wasserdicht.
Temperatureinflüsse müssen möglicherweise auch in Bereichen berücksichtigt werden, in denen Öfen oder Kühlgeräte zum Einsatz kommen.
Niedriggeschwindigkeitsanwendungen
Für langsam laufende Maschinen wie Förderbänder in Abfüllanlagen oder Konservenfabriken sind die AC-Sensoren von HS 100 Serien mit einer höheren Empfindlichkeit von fünfhundert Millivolt pro g sind geeignet, die Signalqualität zu verbessern.
Wo ein verbesserter Niederfrequenzgang erforderlich ist, wird der HS 100F Die Serie bietet eine zusätzliche Option.
Gehäuse und Umweltschutz
Bei der Auswahl von Gehäusen wie Schaltkästen, Anschlussdosen oder Abzweigdosen muss die Betriebsumgebung berücksichtigt werden.
In staubigen oder feuchten Bereichen werden Edelstahigehäuse empfohlen, um Korrosion oder Beschädigungen zu vermeiden. Diese Produkte sind speziell für raue Industrieumgebungen und genau für diese Anwendungen konzipiert.
Technischer Support und Anwendungsexpertise
Hansford Sensors verfügt über umfangreiche Erfahrung in der Entwicklung und Herstellung industrieller Schwingungssensoren für ein breites Anwendungsspektrum. Technische Beratung steht zur Verfügung, um die korrekte Sensorauswahl und das Design von Überwachungssystemen zu unterstützen.
Für weitere Beratung kontaktieren Sie das technische Team unter +44 (0) 845 680 1957 oder per E-Mail an [email protected]
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