New safety solution for small-scale gas turbines with advanced and cost-effective vibration analysis

Besuchen Sie uns auf der Messe PowerGen, Düsseldorf, 6.-8. Mai 2003 Stand L30 Heute werden immer höhere Anforderungen an Wirkungsgrad, Emissionen, Sicherheit und kompakte Konstruktion von Klein-Gasturbinen gestellt. Diese wachsenden Anforderungen tragen auch dazu bei, dass die Betriebsüber-wachung und die Messung der Vibrationen immer wichtiger werden. Jetzt präsentiert ein schwedisches Unternehmen, Nira Automotive AB, dafür eine neue kosteneffektive Sicherheitslösung.

Die Lösung von Nira Automotive besteht aus einer Kontrolleinheit in Modulbauweise, vor allem entwickelt für Gasturbinen mit einer Leistung zwischen 0,1 - 10 MW. Das Modul mit der Bezeichnung VMS - Vibration Monitoring Satellite - ist kompakt und kann in direkter Nähe der Sensoren und Turbinen montiert werden, da dieses Modul äußerst strapazierfähig ist und z.B. Temperaturen von bis zu +70 Grad widersteht.

Das VMS-Modul lässt sich durch ein Reglersystem ergänzen, das unter der Bezeichnung NICS (Nira Industrial Control System) verfügbar ist. Dieses NICS-System besteht aus einer oder mehreren Main Control Units (MCU), je nach Typ der Anwendung sowie aus mehreren „Satelliten"-Einheiten für I/O-Expansionen oder spezielle Funktionen. MCU kommuniziert mit den Satelliten über CAN- oder Ethernet-Interface.

Diese Lösung zur Vibrationsüberwachung von Nira wurde speziell für kleinere industrielle Gasturbinen konzipiert. VMS kann einerseits als freistehende Ausrüstung aufgebaut werden, andererseits mit Niras MCU-Einheit - in beiden Fällen bietet das System eine komplette ganzheitliche Lösung der Vibrations-analyse.

An das VMS-Modul können verschiedene Typen von Accelerometern und/oder verschiedene Gebertypen angeschlossen werden. VMS lässt sich für verschiedene Filtrationsformen konfigurieren, u.a. für sog. „Tracking Filtration", d.h. die Überwachung einzelner Vibrationsfrequenzen, z.B. der Rotationsgeschwindigkeit. Auf diese Weise kann der Anwender sofort gezielt Maßnahmen ergreifen, falls die Gasturbine unerwünschtes Vibrationsverhalten aufweist. VMS kann zudem für komplexe FFT-Analysen eingesetzt werden (Fast Fourier Transform), so dass ein komplettes Vibrationsspektrum überwacht wird. Der Anwender kann dabei mühelos wählen, exakt welcher Filter eingesetzt werden soll, um die Quelle verschiedener Vibrationen zu ermitteln.

Bereits bei der Entwicklung von VMS ging Nira Automotive AB davon aus, eine generelle und flexible Lösung zu konzipieren, die problemlos individuellen Kundener-forder-nissen angepasst werden kann. Bei der Entwicklungsarbeit wurde VMS außerdem für die Großserienfertigung vorbereitet, so dass entsprechend kosteneffektive Lösungen möglich werden. Nira ist in der Lage, kunden-spezifische Lösungen zu entwickeln und weiterzuentwickeln, die weiterhin preisgünstige Konzepte auch bei allen anderen Anwendungen darstellen, wo Vibrationen eine zentrale Rolle zukommt.

Ein wichtiger Vorteil von Vibration Monitoring Satellite ist das Preis-Leistungsverhältnis, das erheblich günstiger ist als bei vergleichbaren Produkten des Marktes. Dies wiederum ermöglicht den Einsatz von Sicherheitslösungen von Nira für die komplexe Vibrationsanalyse vorhandener Systeme, und nicht wie bisher hauptsächlich in Form von Testausrüstungen.

„Sowohl eine freistehende Teillösung als auch ein Komplettkonzept von Nira Automotive repräsentieren beim Preis-Leistungsverhältnis einen wichtigen Durchbruch. Mit unseren Lösungen können auch Klein-Gasturbinen vor Ort mit einem wegweisenden und kosteneffektiven System zur Vibrationsanalyse ausgestattet werden, das die Gefahr von Pannen auf ein Minimum reduziert und die wirtschaftliche


Haltbarkeit der Maschinen entsprechend verlängert", erläutert Peter Lagerkvist, Technical Manager Control Systems bei Nira Automotive.

VMS und NICS entstanden in enger Zusammenarbeit mit der Land- und Marine-Gasturbinendivision von Volvo Aero in Malmö, Schweden.
Die Anwendung des VMS-Moduls erfordert keinerlei Spezialkenntnisse, die Überwachung der Gasturbinen erfolgt vielmehr automatisch. Bei Unwucht und unnormalen Vibrationen wird entweder der Bediener alarmiert oder die Turbine automatisch abgeschaltet. Auf diese Weise reduziert sich die Gefahr schwerer und teuerer Störfälle.


Technische Daten:
Umgebungstemperatur
-40 - 70 ºC
Netzspannung, Eingabebereich
9-36 V
Max. Abweichung insgesamt (Ladestromstärke Amp.) 1,6 % des vollen Bereichs
Max. Abweichung insgesamt (ICP)
1,2 % des vollen Bereichs
Max. Abweichung insgesamt (Eingangsspannung)
1,0 % des vollen Bereichs
Eingangsfrequenzbereich
10 - 2000 Hz
Max. Filter Center Frequenzinstabilität
± 1,5 % von f0
Tracking-Filter, Breite
konfigurierbar
Tracking-Filter, Kurvenverlauf
48 dB / Oktave
Low-Pass-Filter, Kurvenverlauf
48 dB / Oktave
ADC-Auflösung 10 bits
Festverdrahtete Eingangsgeschwindigkeit, Frequenzbereich
10 Hz - 40 kHz
Festverdrahtete Eingangsgeschwindigkeit, Frequenzauflösung
±0,01% oder 1Hz


· Drei unabhängige, hochpräzise Vibrationssensoreingänge. Konfigurierbar für piezoelektrische Accelerometer-Sensoren oder verschiedene Arten von Vibrationsgebern.
· Verwendungsmöglichkeit als Teil eines Systems oder Stand-alone-Konfiguration.
· Tracking-Filter und online abstimmbare Low-Pass-Filter-Funktionen.
· Vorbereitet für FFT
· Gepufferte Spannungssignal-Ausgänge für bedingte aber ungefilterte Signale
· Konfiguration von VMS von Anwendung auf Parameterbasis über CAN oder von NIRAs Applikationstool WinNAP, falls Verwendung als Stand-alone-Konfiguration.
· Aluminiumgehäuse
· Austauschbare Schrauben- oder Federdruckstecker




Nira Automotive AB auf einen Blick
Nira Automotive AB ist ein schwedisches Unternehmen, an dem mehrheitlich die Volvo Technology Transfer Group beteiligt ist - ein Beteiligungsunternehmen des Konzerns Volvo AB. Nira Automotive entwickelt und vertreibt elektronische Überwachungs-, Steuerungs- und Regelausrüstung für anspruchsvolle Anwendungen der Kraftfahrzeugindustrie und der Schifffahrt sowie für weitere Industriebranchen.

Das Unternehmen wurde 1985 gegründet und war Anfang der 90er-Jahre Hauptzulieferer von Fahrzeugmanagement- und Gasturbinen-Steuerungen für 40-100 W Mikro-Turbinen der Konzeptmodelle Volvo Environmental Concept Car, Volvo Environmental Truck sowie Volvo Environmental Concept Bus. Später wurde die Produktpalette durch Gasturbinenanwendungen erweitert, seit 1995 ist Nira


Automotive AB Hauptlieferant von Steuerungssystemen für die Volvo Aero Land and Marine Gas Turbine Division. Zur Zeit expandiert das Unternehmen international.

Nira hat seit Unternehmensgründung komplexe Steuerungssysteme für die Kraftfahrzeugindustrie entwickelt, z.B. Antriebsschlupfregelung, Technik zur Steuerung des Ladedrucks sowie komplette Motormanagementsysteme (ECU) in Zusammenarbeit mit Unternehmen wie Volvo, Audi und BMW.

Weitere Informationen über VMS, NICS und Nira Automotive erhalten Sie unter: http://www.nira.se/automotive

oder wenden Sie sich bitte direkt an:
Katarina Edgren-Marsh
Business Development Manager
E-Mail: katarina.edgren-marsh@nira.se
Telefon, direkt: +46 31 734 21 10

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