Simcenter Testlab Neoにおける回転機械試験の簡素化 ～回転機械の性能を理解し、故障を防止する～ ｜ Siemens
今日の急速に進化する産業環境において、回転機械の性能を正確に捕捉・分析する能力は、これまで以上に重要性を増してしています。回転機械からの運転データ収集は、単なる保守手順のチェック項目ではなく、設備の健全性管理と運用効率の基盤を成すものです。高度なタービン、産業用コンプレッサー、電動モーターのいずれを管理する場合でも、運転ダイナミクスを理解することは、高額なダウンタイムを防止し、設備のライフサイクル全体を通じて最適な性能を確保するための基礎となります。
1. Simcenter Testlab Neo：マルチフィジックスデータ収集のためのソフトウェアプラットフォーム
業界の専門家が直面する複雑な課題を認識し、Siemensは機械試験のアプローチを変革するソリューションを開発しました。次世代データ収集・解析ソフトウェア「Simcenter Testlab Neo」は、初心者ユーザーと熟練プロフェッショナルの間の隔たりを埋める専用ワークフローを導入します。この革新的なプラットフォームは、音響・振動・ひずみ・電流・温度・速度測定を含むマルチフィジックス動作データの収集・解析手法において、画期的な進歩を遂げています。
Simcenter Testlab Neoによる回転機械の試験
3. ソリューションから実装へ：極めて重要な連携
堅牢なハードウェアとデータ収集・分析用ソフトウェアが当社の試験ソリューションの基盤を形成していますが、真の価値は、この技術を現実の課題解決にどう実装するかによって発揮されます。産業機械の試験には、信頼性の高い装置だけでなく、ハードウェアとソフトウェアの機能を実用的な応用ニーズと慎重に統合することが求められます。これは特に、回転機械の動的挙動を理解する際に重要です。機械の動的挙動を完全に把握するには、複数の物理現象を同時に捕捉する必要があるからです。
以下の測定システムは、これらの理論上の利点を実用的な解決策へと変換する方法を実証しています。
-測定装置：詳細な解説
Siemensの回転機械試験測定装置は、Siemens製電気モーターとSINAMICSドライブを空気弁に接続した構成です。速度センサーは3種類使用しています。ゼブラテープを検知する光学式センサー、2歯欠けギアを検知する磁気ピックアップ、およびモーター端部のインクリメンタルエンコーダです。後ほどこれらのセンサーから収集したデータを比較・処理し、それぞれの異なる動的特性について分析します。
回転機械試験装置
速度測定に加え、作動中の音を計測するためエアバルブ近くにマイクロホンを設置します。また3軸加速度センサを用いてエアバルブを支持するブラケットの加速度を測定します。最後に、電流クランプを用いてモーターへの電流を計測します。データ収集ハードウェアとしてSimcenter SCADAS Mobileを使用します。これはコンパクトなマルチチャンネルシステムであり、マルチフィジックス計測に最適です。コンパクトな設計に加え、前述のアナログ信号およびデジタル信号の調整をサポートする幅広いモジュール群を利用可能です。
-センサーから信号へ：チャネル設定の最適化
センサーから知見への旅は、適切なチャネル設定から始まります。Simcenter Testlab Neoはこの重要な段階を、直感的でありながら強力なプロセスへと洗練させました。ユーザーが Time Data Acquisition ワークブックを初めて起動し、Channels タブを開くと、計測器設定に伴う複雑な作業を体系的かつ効率的に行うことを目的とした、整理されたグリッド形式のインターフェースが表示されます。このインターフェースは中央司令塔として機能し、エンジニアはポイント識別から感度設定まで、トランスデューサ構成のあらゆる側面を効率的に管理できます。このシステムを真に際立たせるのは、様々なユーザーニーズや専門知識レベルへの適応性です。
エンジニアは特定の要件に合わせて表示をカスタマイズでき、現在のテストシナリオに関連するパラメータのみを表示できます。例えば、3軸加速度センサー、マイクロホン、電流クランプなどの複数センサーを設定する際、ユーザーはコンディショニング設定、測定量、カップリングオプションなどのパラメータを簡単に入力・調整できます。この柔軟性は、複数のセンサータイプを扱う複雑な設定時に特に価値を発揮します。
Simcenter Testlab Neoにおけるチャネル設定
当システムでは、連続して2歯欠けた歯車に対する速度磁気ピックアップ測定を行うため、欠歯パルス補正アルゴリズムが必要です。チャンネルタブのチャンネルプロパティから簡単に設定可能であり、この補正は測定中に自動的に行われます。
チャンネル設定におけるパルス欠損補正
設定タブのインタラクティブなデータ可視化インターフェースは、セットアッププロセスにさらなる確信をもたらします。エンジニアは各チャンネルの機能をリアルタイムで検証でき、調整を行いながら時間領域と周波数領域の両方のデータを観察できます。この即時フィードバックループにより、パラメータ変更やシステム応答が瞬時に可視化され、実際のテスト開始前に迅速なトラブルシューティングと最適化が可能になります。チャンネル設定段階におけるこのような細部への配慮は、テストプロセス全体を通じて効果を発揮し、最初からデータ品質と測定信頼性を確保します。
-実際に測定してみる：インタラクティブなモニタリング
本システムの高度な機能性は、その直感的な操作ワークフローによって支えられています。計測セッションの開始は驚くほど簡単です：ユーザーはSimcenter SCADASハードウェアを起動し、必要な監視機能を選択してデータ収集を開始するだけです。この合理化されたプロセスにより、チームは複雑な設定手順に煩わされることなく、分析作業に集中できます。
-データを知識へ変換
本システムの真の強みはリアルタイムデータ処理能力にあります。測定シートインターフェースを通じて、エンジニアは即時的な時間トレースと監視機能にアクセスし、収集された生データを実用的な洞察へと変換します。システムは流入情報を継続的に処理し、統計計算、スペクトル生成、全体レベルの監視を驚異的な効率で実行します。
このソリューションの差別化要因は柔軟なデータ提示機能です。エンジニアは特定の分析ニーズに合わせたカスタマイズ表示レイアウトを作成でき、確立された試験プロトコルをサポートする標準化された表示構成を実現します。音響・振動特性のリアルタイム可視化により、盲目的なデータ収集を排除。ライブフィードバックに基づく即時調整を可能にし、再試験の必要性を大幅に削減します。異常発生時にはチームが即座に対応でき、初期段階からのデータ品質を確保します。