Es ist sehr wichtig, dass Maschinen / Anlagen in einer Fabrik in Betrieb sind. Natürlich für den Fall, dass eine Fabrik Tag und Nacht in Betrieb sein muss. Eine ungeplante Ausfallzeit ist sehr unerwünscht, da dies zu hohen und unnötigen Kosten führt. Es ist daher wichtig, jede Maschine, insbesondere die kritischsten, kontinuierlich zu überwachen. Dies verhindert Maschinenschäden, die zu (längeren) ungeplanten Ausfallzeiten führen.
Sofern eine Lieferverpflichtung besteht, entstehen dem Unternehmen auch zusätzliche Kosten. Wenn ein Werk aufgrund einer Störung oder Beschädigung einer Maschine längere Zeit nicht betriebsbereit ist, kann das Unternehmen die Lieferverpflichtung nicht erfüllen. Obwohl für ein Überwachungssystem eine erhebliche Investition erforderlich ist, kann dies den Unterschied zwischen der Verhinderung eines Ausfalls oder dem Auftreten eines Ausfalls ausmachen. Darüber hinaus trägt es in hohem Maße zur Sicherheit der Mitarbeiter, des Werks und der Umwelt bei. Ein Maschinenüberwachungssystem arbeitet autonom; Sobald das System installiert wurde, wird niemand hinzugefügt. Infolgedessen ist das System keinem potenziellen menschlichen Fehler ausgesetzt, der die Hauptursache für Arbeitsunfälle darstellt.
Ein Beispiel
Wenn eine Turbine aufgrund einer Fehlfunktion eine Überdrehzahl erreicht, sind die Folgen katastrophal, wenn kein Überwachungssystem vorhanden ist. Überschreitet eine Turbine die maximal erreichbare Drehzahl, muss ein Überwachungssystem durch Abschalten der Turbine eingreifen. Dies geschieht, wenn ein Alarmwert ausgelöst wird und das Überwachungssystem die Turbine abschaltet. Das Ausschalten einer Maschine ist die letzte Barriere, bevor es tatsächlich schief geht. Oftmals gehen andere Fehler der Turbine mit Überdrehzahl voraus. Beispiele für diese Fehler sind Probleme mit der Welle, dem Generator oder der Kupplung.
Isolated layer of protection
Die isolated layer of protection ist die letzte Barriere, bevor es schief geht; das überwachungssystem schaltet die maschine aus. Um beim vorherigen Beispiel zu bleiben; Die Gasturbine erreicht eine Überdrehzahl und überschreitet die voreingestellten Alarmwerte. Die maximale Drehzahl pro Minute wird überschritten und die Maschine sofort ausgeschaltet. Bevor eine isolierte Schutzschicht eingreift, werden normalerweise mehrere Schritte ausgeführt. Ein Fehler führt zu einem anderen Fehler, bis die Alarmwerte erreicht sind und die Maschine ausgeschaltet ist. Bei Überdrehzahl können Fehler so schnell auftreten, dass Mitarbeiter nicht rechtzeitig eingreifen können. Das Vorhandensein eines Überwachungssystems, das innerhalb von 40 Millisekunden reagiert (API 670-Richtlinie), ist daher von großer Bedeutung. Die isolierte Schutzschicht ist niemals mit einem Netzwerk (extern) verbunden, sodass sie nicht für Cyberangriffe anfällig ist.
Maschinenüberwachung und Zustandsüberwachung
Maschinenüberwachungssysteme sollen sicherstellen, dass die Maschine ausgeschaltet wird, wenn dies in einer gefährlichen Situation erforderlich ist. Dies ist häufig das Ergebnis einer Häufung von Fehlern. Es gibt Möglichkeiten, sich anhand von Schwingungsmessungen ein klares Bild über den Zustand einer Maschine zu machen. Dies bedeutet, dass häufig eingegriffen werden kann, bevor die Alarmwerte erreicht sind und die Maschinenüberwachung auslöst.
Ein Beispiel
In 2009 ereignete sich ein schwerer Unfall in einem Wasserkraftwerk in Russland (Sayano-Shushenskaya). Vibrationen haben zu Metallermüdung in den Schrauben geführt, die das Ventil einer der Turbinen gehalten haben. Die Schrauben waren gebrochen, was dazu führte, dass sich das Ventil löste und eine große Menge Hochdruckwasser in den Generatorraum gelangte und viel Schaden anrichtete. 76 Menschen starben, als die Turbine des Wasserkraftwerks aufgrund von Vibrationen zusammenbrach. Neben den Opfern war das Wasserkraftwerk für eine Leistung von 6400 MW verantwortlich. Zum Vergleich; Das größte Kraftwerk (Kohleverbrennung) in den Niederlanden hat eine Leistung von 1560 MW. Der plötzliche Stillstand des gesamten Wasserkraftwerks sorgte dafür, dass das Gebiet stromlos war. Die Reparaturkosten betrugen mehr als 1,5 Milliarden und dauerten länger als 5 Jahre.
Die durch die Vibrationen verursachte Metallermüdung hätte mittels eines Maschinenüberwachungssystems (Vibrationsüberwachung) festgestellt werden können. Ein Maschinenüberwachungssystem (mit Zustandsüberwachung) ist daher von großer Bedeutung. Auch wenn die Wahrscheinlichkeit, dass etwas Ähnliches passiert, so gering ist, sind die Folgen nicht abzusehen.
Maschinenüberwachung zur Sicherheit
Obwohl ungeplante Ausfallzeiten immer unerwünscht sind, kann ein Maschinenüberwachungssystem schwerwiegende Folgen wie (tödliche) Opfer, Umweltschäden und Schäden an der Anlage (und den Maschinen) verhindern. Die Folgen einer zu stark vibrierenden Turbine sind nicht absehbar (siehe Abbildung 1). Neben der Möglichkeit von (tödlichen) Opfern wurde die Fabrik in einem Ausmaß beschädigt, dass es Monate (wenn nicht Jahre) dauern wird, bis sie wieder in Betrieb genommen werden kann. Dies führt zu schwerwiegenden finanziellen Problemen und möglichen Lieferproblemen. Immerhin handelt es sich um ein Wasserkraftwerk mit Lieferverpflichtung.
