TR-tech gjorde det: Nytt analysatorsystem löser svåra mät- och reglerproblem

av Bjarne Nyman Forum 1993-10, sida 32-33, 26.08.1993

TR-TECH GJORDE DET:

Nytt analysatorsystem löse svåra mät- och reglerproblem

Bjarne Nyman

Diagrammet visar schematiskt hur mätresultat från upp till sex sensorer kan skrivas ut på datorns bildskärm. Data kan även lagras för senare analys eller bearbetning.

Systemet i korthet

I TR-analysatorn ingår cn PC-dator, ett gränssnitt för omvandling av sensorernas analoga signaler samt programvara. Sensorerna omvandlar den fysikaliska processen till en spänning som är direkt proportionell mot sensorns acceleration.

Gränssnittet utgörs av ctt A/D-kort, som omvandlar spänningen till en digital signal. Denna signal går vidare till datorn. där den behandlas matematiskt och resultatet visas grafiskt på datorns bildruta.

Analysatorprogrammet fungerar under operativsystemet MS DOS version 3.0 eller nyare versioner. Programvaran är moduluppbyggd. vilket gör uppdateringar och eventuclla ändringar relativt enkla att utföra.

Signalerna från maximalt sex kanaler kan samtidigt visas på skärmen och data kan sparas i olika filer för senare analysbearbetning.

Analysatorn läser in en uppsättning data från sensorerna, behandlar informationen matematiskt. läser in en ny uppsättning, behandlar den o.s.v. Denna s.k. batchline-procedur är dock så snabb att användaren uppfattar processen s som i online. Datorn beräknar även trender för att enter.

De mätvärden som registeras är inte absoluta värden utan variablernas förändringar. Den praktiska fördelen med detta är att TR-aunalysatorn aldrig behöver kalibreras.

Alarmsignaler genereras om någon sensor överskrider fastställda larmgränser. På skärmen meddelas vilken eller vilka sensorer som utlöst alarmfunktionen och det numeriska värdet på den variabel som gått över gränsen. Information om alarmeringar spara: n särskild fil. Användaren kan själv fastställa larmgränserna.

Alarmfunktionen bygger på ett neuralt nätverk, som på egen hand kan lära sig vad som är normalt och vad som är onormalt.

Analysatorn innehåller även korsanalysfunktioner, som gör det möjligt att analysera sambandet mellan två olika sensorer. Denna funktion kan utnyttjas t.ex. för att upptäcka fel i lager innan en allvarlig skada har hunnit ske. Den kan även användas till att bestämma t.cx. optimala parametrar för regulatorer och modeller i ett reglersystem. Förfarandet kallas spektral optimering.

För att processtörningar och reglerproblem skall kunna åtgärdas måste störningarna och orsakerna till dessa mätas, analyseras och tolkas.

Denna sj älvklarhet är emellertid inte allti lätt att realisera i i praktiken, speciellt inte när man har att göra med invecklade system, där risken för feltolkningar ä överhängande.

TR-Tech Int. Oy i Åbo har nu utvecklat et databaserat system —

TR-Analyzer — so kan tillämpas på de mest varierande processer — från vibrationsanalyser till ininställning av reglersystem.

ärnan i TR-Analysatorn är ett avancerat, moduluppbyggt — pro grampaket i C-språk. Varje modul utgörs av en algoritm som programmerats enligt precisa specifikationer för att lösa specifika problem. Programvaran förbättrar informationen i signalerna från sensorer, vilket gör tolkningen enklare än med

Tillämpningarna för TR-analysatorn — programvaran, datorn, sensorerna och övrig utrustning — från vibrationsanalys i inställning av reglersystem. På bilden DI Tomas Rosin, VD, och ekon.stud. Gunvor Helin’som bl.a. har hand om ekonomin.

konventionella metoder. Modulariteten i systemet gör att det är relativt enkelt att anpassa analysatorn till olika typer av processer. Antalet möjliga applikationer är — därmed enormt stort.

Enligt TR-Tech Int. Oy:s VD Tomas Rosin har arbetet med programvaran tagit cirka två års tid i anspråk. Antalet programmerade rader uppgår till cirka 35 000 (!).

En viktig egenskap hos analysatorn är att de flesta sensorer, som finns på marknaden, kan kopplas till systemet. Dessutom har TR-Tech på

JM kbokelk: Wende tt tb: Mee TRNERER

FR NELVNA sa Fi 32

ETT SERVICEHUS FÖR KONFERENSER OCH UTSTÄLLNINGAR

Tampere-talo lämmerforshuset lampor Hall

Yliopistonkatu 55. Postbox 16. 5F-33101 Tammerfors, Finland. Telefon +358-31-243 4111. Telefax +358-31-243 4199.

eget initiativ utvecklat två sensorer, en ECT-sensor för mätning av statisk elektricitet hos dielektriska — material, t.ex. plaster och glasfiber, och en optoelektrisk sensor, som mäter dimensioner och rörelser hos olika objekt.

ECT-sensorn är klar för kommersiella — tillämpningar, medan den optoelektriska sensorn testas som bäst i industriell miljö.

Svåra vibrationsanalyser

En av analysatorns första tilllämpningar var vibrationsanalyser som med konventionella metoder inte gav pålitlig information. Enligt Tomas Rosin är TR-analysatorns stora fördel den att den matematiska uppbyggnaden av programvaran är mycket exakt. Det går därför enkelt att eliminera ovidkommande indata, t.ex. störningar som inte har med själva problemet att göra.

Hittills har vibrationsanalyser utförts bl.a. på växellådorna ombord på fartyget Finnjet. Tack varc det installerade systemet kan frekvenser, som orsakar problem — skakningar och resonanser med ökat slitage som följd — undvikas. In stallationen sparar stora summor pengar i det långa loppet.

I andra tillämpningar kan vibrationsanalysen ge information om konditionen hos rörliga element, t.ex. roterande axlar eller pulserande kolvar. Analysatorn meddelar om någon variabel inte håller sig inom utsatta gränser, d.v.s. när någonting håller på att gå galet. Felet kan därmed avhjälpas innan någon större skada hunnit ske.

— Tillämpningarna på enbart vibrationsanalysens område är otaliga, konstaterar Tomas Rosin, men betonar samtidigt att analysatorn främst skall användas på sådana problem där konventionell vibrationsanalys inte ger tillräckligt goda resultat.

Närliggande områden är t.ex. analys av vågornas inverkan på fartygsskrov och kontroll av konditionen hos flygplansmotorer.

Exakt inställning av reglersystem

Invecklade reglersystem för processer av de mest varierande slag är ofta behäftade med störningar, som kan vara svåra att eliminera. Också på detta område kommer TR-analysa torn med välkomna lösningar. Analysatorn beräknar en optimal reglermodell och optimala reglerparametrar för systemet och störningarna kan därmed effektivt elimineras.

— Vi har utnyttjat analysatorn för fininställning av dynamiska positionssystem för fartyg. Eu dylikt uppdrag utförde vi på fartyget Trenchsetter utanför den holländska kusten i februari i år med en metod vi kallar spektral optimering.

En optimeringsalgoritm för reglersystem har också levererats till en finländsk tillverkare av fartygspropelleranordningar.

ECT-analysen kan få många tillämpningar TR-Tech’s system för mätning av elektriska laddningar och polaritet kan enligt Tomas Rosin få många tillämpningar inom industrin. T.ex. inom plast- och plasfiberindustrin kan ECT-analysatorn användas för att bestämma de viktigaste — kvaliletsparametrarna för produktionsprocessen. Risken för elektriska urladdningar kan också minimeras genom att kontinuerligt mäta den sta BALTIC RI Är Du intresserad av affärsutveckling i östersjöområdet tiska elektriciteten hos material i produktionen. Detta är speciellt viktigt i processer där lättantändliga material ingår.

— Vår ECT-analysator är så pass ny att vi tillsvidare hittat bara en bråkdel av alla möjliga tillämpningar, säger Tomas Rosin. — Ett område, som kan bli intressant i framtiden, är t.ex. sortering av returplast. Genom att olika plaster laddas olika mycket vid beröring kan analysatlorn användas till sortering. Ett annat område vi ägnat en tanke är sprutmålning, där eiektriskt laddade partiklar i luften kan ställa till med problem.

Den optoelektriska sensorn för mätning av dimensioner och rörelser har testats vid Ahlströms = glasfiberfabrik i Karhula, där den motsvarat förväntningarna. Fördelen med denna sensor är att dess resolution ligger i mikrometerklassen. Det innebär au den kan ersätta laserinstrument, som är många gånger dyrare. Också denna sensor kommer enligt Tomas Rosin att få många tillämpningar.

(PS. TR-Tech står för Today’s Research upon tomorrow’s high Technology) LJ

Utbildningsprogrammet Baltic Rim ger Dig insikter i frågor som berör näringslivet i Ryssland, Estland, Lettland, Litauen, Polen och Nordtyskland. Efter slutförd kurs bör Du besitta kunskap att självständigt etablera, utveckla och upprätthålla. affärsverksamhet inom målområdet.

Programmet består av följande elemérit: - föreläsningar / - individuella projektarbeten 7 — - studieresor och företagsbesök/ ex studieresa till Nordtyskland: ‘Berlin-Schwerin-Rostock ” - Kursen pågår 1.11.1993 - 31.3.1994 - Undervisningen sker främst på kvällstid K Vr —- — Till kursen antages 20 deltagare Ansökan inlämnas senast 1.10.1993 Deltagaravgiften är 7 500 mk För arbetslösa är kursen avgiftsfri

Ansökningsblanketter och närmare uppgif ifter fås a igt Lindholm, tel. 90-403, agnus Salenius, tel. 90-4030 3271 Fax 90-4030 3352 Fortbildningsenheten vid Svenska handelshögskolan Arkadiagatan 22, 00100 Helsingfor 33