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Steuersysteme: Datenüberwachung

Compressed Air Wiki Compressor Control and Data Monitoring Compressor Regulation and Control Compressors

Regelungssysteme werden ständig weiterentwickelt, und die Entwicklung neuer Systeme bietet eine Vielzahl neuer Lösungen. Darüber hinaus sind alle Kompressoren mit Überwachungsgeräten ausgestattet, um den Kompressor zu schützen und Produktionsausfallzeiten zu verhindern. Lassen Sie uns die Technologie näher betrachten, die dies ermöglicht. Beginnen wir mit den Sensoren.

Was sind Sensoren?

Sensoren werden verwendet, um den aktuellen Zustand der Anlage zu ermitteln. Die Daten von den Sensoren werden vom Überwachungssystem verarbeitet, das beispielsweise ein Signal an einen Stellantrieb weiterleiten kann. Ein Sensor für die Messung des Drucks oder der Temperatur besteht häufig aus einem Fühler und einem Messumformer. Der Fühler erfasst den Messwert. Der Messumformer wandelt das Ausgangssignal des Fühlers in ein entsprechendes elektrisches Signal um, das vom Steuersystem verarbeitet werden kann.

Wie wird die Temperatur im Kompressor gemessen?

Messen der Temperatur im Kompressor

Ein Widerstandsthermometer wird normalerweise zur Messung der Temperatur verwendet. Es verfügt über einen Metallwiderstand als Sensor, dessen Widerstand mit steigender Temperatur zunimmt. Die Widerstandsänderung wird gemessen und in ein Signal von 4 – 20 mA umgewandelt. Pt 100 ist das gängigste Widerstandsthermometer. Dessen Nennwiderstand bei 0 °C beträgt 100 Ω.

Ein Thermistor ist ein Halbleiter, dessen Widerstand sich mit der Temperatur ändert. Er kann als Temperaturregler beispielsweise bei einem Elektromotor verwendet werden. Der Thermistor mit positivem Temperaturkoeffizient (PTC) ist der gängigste Typ. Beim PTC ändert sich der Widerstand bei Erhöhung der Temperatur bis zu einem Referenzpunkt nur minimal. Danach steigt der Widerstand sprunghaft an. Der PTC ist mit einem Steuergerät verbunden, das diesen sprunghaften Anstieg erkennt und beispielsweise ein Signal zum Anhalten des Motors liefert.

Wie wird der Druck im Kompressor gemessen?

Zum Messen des Drucks wird ein Druckmesskörper, z. B. eine Membran, verwendet. Das mechanische Signal von der Membran wird dann in ein elektrisches Signal umgewandelt, entweder 4 – 20 mA oder 0 – 5 V. Die Umwandlung eines mechanischen in ein elektrisches Signal kann in verschiedenen Messsystemen erfolgen. In einem kapazitiven System wird der Druck auf eine Membran übertragen.

Die Position der Messmembran wird durch eine Kondensatorplatte erfasst und in einem Messumformer in eine Gleichspannung oder einen Gleichstrom umgewandelt, die proportional zum Druck sind. Das Widerstandsmesssystem besteht aus einem Dehnungsmesser, der über eine Brückenschaltung mit der Membran verbunden ist. Wenn die Membran Druck ausgesetzt wird, wird eine niedrige Spannung (mV) empfangen. Diese wird dann auf einen geeigneten Pegel verstärkt. Das piezoelektrische System basiert auf bestimmten Kristallen (z. B. Quarz), die elektrische Ladungen auf ihrer Oberfläche erzeugen. Die Ladungen sind proportional zur Kraft (Druck) auf der Oberfläche.

Überwachungsgeräte

Datenüberwachungsgeräte sind leistungsstarke Werkzeuge in Druckluftanlagen

Die Überwachungsgeräte müssen an den Kompressortyp angepasst werden. Dies erfordert eine große Auswahl an Geräten, um alle Kompressortypen abzudecken. Ein kleiner Kolbenkompressor ist nur mit einem herkömmlichen Überlastschutz für den Motor ausgestattet, während ein großer Schraubenkompressor eine Reihe von Abschaltern und Sensoren für Überlast, Temperatur und Druck usw. verfügen kann. Bei kleineren, einfacheren Maschinen schaltet das Steuergerät den Kompressor ab, und die Maschine kann nicht neu gestartet werden, wenn ein Abschalter einen Alarmwert liefert. Eine Warnleuchte kann in einigen Fällen die Ursache des Alarms angeben. Mithilfe eines Bedienungspaneels kann der Betrieb bei moderneren Kompressoren überwacht werden, z. B. durch direktes Ablesen des Drucks, der Temperatur und des Status. Wenn ein Sensorwert einen Alarmgrenzwert erreicht, gibt das Überwachungsgerät eine Warnung aus.

Es können dann Maßnahmen ergriffen werden, bevor der Kompressor abgeschaltet wird. Wenn der Kompressor durch einen Alarm abgeschaltet wird, kann der Kompressor erst wieder gestartet werden, wenn der Fehler behoben oder der Kompressor manuell zurückgesetzt wird. Die Fehlerbehebung ist bei Kompressoren einfacher, die mit einem Speicher ausgestattet sind, in dem Daten wie Temperatur, Druck und Betriebsstatus protokolliert werden. Die Speicherkapazität kann die letzten 24 Stunden abdecken. Mit dieser Funktion können Trends während des letzten Tags analysiert und zur logischen Fehlerbehebung herangezogen werden, um den Grund für den Ausfall schnell ermitteln zu können.

Fernüberwachung einer Kompressoranlage

Bei manchen Kompressoranlagen muss der Betrieb des Kompressors von einem entfernten Standort aus überwacht und gesteuert werden. Bei kleineren Anlagen ist es relativ einfach, einen Alarm, eine Betriebsanzeige usw. vom Kompressor anzuschließen. Es ist in der Regel auch möglich, Fernstart- und -stoppvorgänge durchzuführen. Bei größeren Anlagen, bei denen erhebliche finanzielle Investitionen auf dem Spiel stehen, ist eine zentrale Überwachung oft wünschenswert. Dafür sollten Geräte eingesetzt werden, die eine kontinuierliche Übersicht über das System bieten und den Zugriff auf einzelne Maschinen ermöglichen, um Details wie den Zwischenkühlerdruck, die Öltemperatur usw. zu steuern.

Das Überwachungssystem sollte außerdem einen Speicher haben, um ein Protokoll über die letzten 24 Stunden zu erstellen. Das Protokoll wird zur Darstellung von Trendkurven verwendet, um leicht Werte erkennen zu können, die vom Standardwert abweichen. Die Kurven können die Basis für die Entscheidung bilden, ob der Betrieb weiterlaufen kann oder ein Systemstopp eingeplant werden muss. Das System zeigt regelmäßig den Status der Kompressoranlage auf verschiedenen Ebenen, von einer Gesamtübersicht bis zum detaillierten Status für einzelne Maschinen.

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