Testimittaus menossa Metropolian Myyrmäen yksikön laboratoriossa. Mittaajat vasemmalta Kristian Blomqvist, Toni Turunen ja Erno Laine.

Värähtelyanalyysit ovat kunnonvalvonnan perustoimintaa. Alalla toimivat laitevalmistajat ovat kehittäneet mittalaitteita, joilla nämä niin kutsutut reittimittaukset voidaan suorittaa. Metropolia Ammattikorkeakoulun opiskelijaryhmä paneutui aiheeseen Promaintlehden pyynnöstä ja seuraavassa on yhteenvetoa koekäytössä olleista laitteista ja niiden käytettävyydestä.

Vertailuun kutsuttujen laitteiden lista valmistui Promaint ry:n Kunnonvalvonta ja diagnostiikkatoimikunnan avustuksella. Siihen pyrittiin saamaan yleisimmät Suomessa käytössä olevat analysaattorit ajankäytön pakottaessa rajaamaan määrän viiteen, vaikka enemmänkin olisi ollut tarjolla. Sivulla 15 on listaus vertailussa mukana olleista analysaattoreista ja niiden edustajista Suomessa.

Vertailun suorittivat kolmannen vuosikurssin opiskelijat Erno Laine, Kristian Blomqvist ja Toni Turunen yliopettaja Kari Vierisen valvonnassa. Avustajina toimivat myös opettajat Tanja Reinikainen, Kai Virta ja Jari Olli.

Valmistautumisvaiheen toimenpiteet

Tammikuisen starttipalaverin jälkeen alkoi testipenkin suunnittelu sekä projektisuunnitelman ja vaatimusmäärittelyn laatimisella.

– Aikaa kului selvittämiseen, mistä saisimme sopivan testipenkin mittauksille. Väliesityksen jälkeen saimme sopivan testipenkin koululta. Sitä on ilmeisesti aikaisemmin käytetty Metropolian kiinteistössä puhaltimena. Aluksi putsasimme testipenkin ja moottorin. Tämän jälkeen testipenkissä kiinni oleva puhallin poistettiin ja moottoriin tehtiin tarvittavat sähkökytkennät. Testipenkin ja moottorin akselien hihnapyörät asennettiin samalle tasolle ja hihnan mukaisesti samalle etäisyydelle. Saatuamme testipenkin hyvälle mallille testasimme sen käytön Lenze:n taajuusmuuttajan avulla. Pyö- ritimme moottoria kaksinkertaisella nimellistaajuudella, joka oli 100 Hz eli noin 3 000 kierrosta minuutissa, kerrotaan alkuvaiheesta loppuraportissa.

Jatkossa seurasi tarkempi perehtyminen varsinaiseen mittaamiseen SKF:n avustama.

– Saatuamme testipenkin valmiiksi otimme yhteyttä Juhani Hoikkaseen SKF:ltä, joka tuli katsomaan testipenkkiämme ja ohjeistamaan meitä projektissamme. Saimme lainaksi SKF:n pienen demolaitteen, jolla päätimme tehdä laakerimittauksia oman testipenkkimme rinnalla.

– Tarkoitus oli alussa löytää demolaitteelle uudet laakerit ja tehdä niihin omat häiriöt, mutta kyseisiä laakereita ei ollut nopeasti saatavilla ja niiden mallit olivat erikoisia ja harvinaisia, joten käytimme meille valmiiksi annettuja laakereita.

Omalla testipenkillämme oli tarkoitus tehdä muun muassa ramppimittauksia ja iskutestejä. Lisäksi saimme SKF:ltä tarjouksen osallistua heidän Microlog peruskurssille. Otimme tarjouksen avosylin vastaan ja osallistuimme kyseiselle kurssille 8-9.4.2015, kerrotaan loppuraportissa.

Testipenkin mittauskohdat: 1.Puhallin,pysty, 2.Puhallin,vaaka, 3. Moottori,pysty, 4. Moottori,vaaka, 5.Aksiaali

– Testipenkillä mittasimme 2-4 minuutin ramppeja ylös ja alas. Mittauksia tehtiin puhaltimen pysty-, vaaka- ja aksiaalisuunnista sekä moottorin D-pään pysty- ja vaakasuunnista. Ramppimittauksista saimme selville testipenkin ominaistaajuuksia. Pystysuunnassa testipenkin ominaistaajuuksia olivat 16 Hz ja 98 Hz. Aksiaalin ominaistaajuus osoittautui olevan 6 Hz suuruusluokkaa ja vaakatason ominaistaajuudet 17 Hz ja 47 Hz. Vaakatasossa heijastuu myös aksiaalin ominaistaajuus 6 Hz. Ominaistaajuudet varmistuivat useitten iskutestien avulla eri suunnista sekä samankaltaisista tuloksista eri laitteilla.

Yhteenvetoa havainnoista

Sivulla 15 on yhteenveto analysaattorien perusominaisuuksista. Jokaisesta analysaattorista ja sen kanssa käytettävästä ohjelmistosta kirjoitettiin testauksen jälkeen selvitys. Ne on otettu suoraan loppuraportista ja niiden järjestyksenä päätyi Promaint-lehti käyttämään samaa järjestystä, jossa opiskelijat suorittivat vertailumittaukset.

======================

SKF Microlog AX 80 + @aptitude Analyst

SKF Microlog AX 80 (klikkaa kuva suuremmaksi)

ANALYSAATTORIN käyttö oli helppoa ja selkeää, sillä yksinkertainen ulkoasu piti käyttäjän kartalla, toisin sanoen navigointi sujui kepeästi. Laite oli melko iso ja raskas, eli jos mietitään mittauksien tekemistä kentällä, liikkuminen saattaa olla kömpelöä.

Reittimittaus oli hyvin helppoa ja yksinkertaista, koska toiminto ei vaatinut paljoa käyttäjältä. Myös muut mittaukset olivat yksinkertaisia, kun osaa asettaa oikeat tiedot. Kuvaajat olivat suuren näytön takia helpommin havaittavissa ja helppolukuisia. Myös mittauksien ja niiden kuvaajien jälkianalysointi kävi vaivattomasti etsimällä oikean kohdan ja painamalla Review nappia.

Kakkoslaakerin kiihtyvyys aikatasossa. Aikataso on otettu kuorman puolelta ja kuvaajassa näkyy selvästi iskuja, jotka viittaavat laakerivaurioon.(klikkaa suuremmaksi)

Ohjelmiston ulkoasu oli yksinkertainen, otsikointi selkeä ja värimaailma hyvä, mutta näytön funktionäppäimet olisivat voineet erottua paremmin. Kuvakkeet olivat paljon paremmat kuin ohjelmiston napeissa. Laitteen fyysiset näppäimet olisivat voineet olla ergonomisemmin aseteltu. Laitteen oppiminen oli suoraviivaista ja siitä oli havaittavissa aivan selkeä logiikka.

Ohjelmisto seurasi Microsoft-tyylistä ulkoasua ja hierarkiaa, joka teki ohjelmiston käytettävyydestä melko yksinkertaista ja tuttua. Ohjelmisto toimii myös pilvessä, joten kuljetettavuus ei ole ongelma. Toimenpiteiden kuten esimerkiksi mittauspisteiden lisäys oli yksinkertaista, mutta vaatii kokemusta ohjelmasta. Asetuksien laatiminen edellyttää myös kokemusta ja ammattitaitoa, jotta mittaukset saadaan oikein.

Laakeri 2:n kiihtyvyyden spektri (vaurio kuorman puolella).

Kuvaajat ja tulokset olivat selkeitä ja värimaailmaa pystyy muokkaamaan halutun laiseksi. Kuvaajiin palaaminen ja niiden yhdistely oli myös helppoa. Numeeriset arvot olivat epäselvemmät ja vaikeammin havaittavissa. Aloittelijan silmillä katse kiintyi ohjelmiston useaan nappiin. Kaikkien nappien symbolit eivät olleet selkeitä ja edustavia toiminnolleen. Värimaailma ja hierarkia olivat muutettavissa oman mielensä mukaisesti ja tämän takia selkeitä. Ohjelmiston suomennos oli väkisin käännettyä, eli englanniksi ohjelmisto on selkeämpi.

Navigointi ei ollut nappien avulla helppoa, sillä symbolit oli yritetty tehdä liian yksityiskohtaisesti. Vaihtoehtoinen navigointi pystyttiin tekemään yläpalkin kautta. Se oli helpompaa, mutta toimintojen etsiminen vaati myös sen takia enemmän aikaa. Koska ohjelmisto käytti Microsoft tyylistä ulkoasua, opittavuus oli helppoa. Toimintojen järjestys oli myös loogista, kun uutta konetta lisättiin hierarkiaan.

======================

SPM Leonova Diamond

SPM Leonova Diamond (klikkaa suuremmaksi)

ANALYSAATTORI SOPII hyvin käteen ja sitä on mahdollista käyttää yhdellä kädellä. Napit olivat suuret ja reagoivat painallukseen hyvin. Laite on kevyt ja sitä pystyy kätevästi kuljettamaan kentällä. Myös akun vaihto kävi erittäin näppärästi akun pikakiinnityksen avulla.

Reittimittaukset kävivät nopeasti ja ne pystyttiin suorittamaan eri tavoilla: manuaalisesti yksi kerrallaan, valituista mittauspisteistä x-määrä mittauksia tai kaikki kerralla.

Kuvaajat ja tulokset olivat hyvät, mutta niihin palaaminen oli hieman aikavievää. Tulosten tallentaminen tietokoneelle ei toiminut reitittömillä mittauksilla. Mittauspisteiden hierarkia ei ollut selkeää, ja mielestämme siinä olisi parantamisen varaa. Analysaattorin näyttö oli tarkka, kirkas ja värejä oli käytetty hyvällä maulla. Tekstin koko oli hyvä, sillä tarvittavan informaation näki selvästi. Liikkuminen päävalikoissa oli nopeaa funktionäppäimien ansiosta. Analysaattorin opittavuus oli yksinkertaista hyvän järjestyksen ja selkeän otsikoinnin ansioista.

Laitteen ohjelmisto seurasi mielestämme Microsoftin tyylistä ulkoasua, joten sen käytettävyys vaikutti yksinkertaiselta. Uuden reitin ja mittauspisteitten tekeminen oli helposti tehtävissä, mutta asetuksien laatiminen vaikutti mielestämme hankalammalta ja moni asia oli turhan monen valikon takana. Käyttö vaatii kokemusta ohjelmasta.

Ylempi: Nopeusspektri. Mittaus testipenkin moottorin D-päästä hihnan suuntaan (vaaka). Alempi: Samasta värähtelymittauksesta otettu nopeuden aikatasosignaali.

Kuvaajat olivat värimaailmaltaan selkeät ja helppolukuisia. Niitä pystyi saamaan monta samanaikaisesti näkyviin, mikä auttoi vertailua. Hälytysarvojen lisääminen oli nopeaa ja kuvaajista hyvin nähtävissä.

Ulkoasu oli minimaalinen, eikä siis informaatiotulvaa tullut heti ensi näkemällä, mikä oli hyvä. Ohjelmiston värimaailma oli tarpeeksi kattava ja kuvien lisääminen omaan tietokantaan auttoi hahmottamaan tuloksien analysointia toimistolla mittauskierroksen jälkeen. Hierarkia oli yksinkertainen ja samantyylinen kuin kaikissa muissakin. Ohjelmiston näppäimet olivat hyvin Microsoft-ohjelmiston tyyliset ja sen takia kuvaavia toiminnoilleen.

Ohjelmistossa navigointi oli helpompaa hierarkiassa ja kuvaajien välillä, mutta mittauspisteitä ja reittiä tehdessä hankalampaa. Ohjelmiston oppiminen ei ollut ulkoasun ansiosta vaikeaa, mutta toiminnosta toiseen siirtyminen ei tapahtunut yhtä sulavasti.

======================

Bently Nevada Scout 100

KENTTÄLAITTEEN KÄYTETTÄVYYS oli sujuvaa ja suoraviivaista. Laiteessa oli näppäimet molemmilla puolilla, joka mahdollisti laiteen käytön joko vasemmalla tai oikealla kädellä. Laitteen kuljetettavuus oli helppoa kuljetinhihnalla kaulan ympärillä. Hihnaan pystyi laittamaan anturin kätevästi kiinni magneetilla. Hihna oli myös kiinni laiteessa turvalenkeillä, jotka katkeavat jos niihin kohdistuu liikaa voimaa.

Bently Nevada Scout 100 (klikkaa kuvaa suuremmaksi)

Mittausten tekeminen oli helppoa reitin latauksen jälkeen. Myös muut reitittömät mittaukset ja niiden tallentaminen sujuivat kätevästi. Kuvaajia pystyi jälkeenpäin tarkastelemaan. Kuvaajat olivat aika pieniä, mutta niistä selvisi olennaisimmat asiat. Vaikka värimaailma oli mustavalkoinen, niin se ei vaikuttanut hahmotettavuuteen ja käyttökokemuksen miellettävyyteen. Tietoa ei ollut liikaa, mutta kaikki tarpeellinen oli saatavilla yksinkertaisen asettelun ja järjestyksen ansiosta.

Näppäimet olivat käyttöpinnan kanssa yhtenäisiä ja vaikuttivat kestäviltä sekä pitkäikäisiltä. Näppäimet olivat myös isot ja niiden toiminnot oli merkitty näkyvästi. Laitteella navigointi oli loogisen hierarkiansa ansiosta vaivatonta ja eksyminen valintojen maailman lähes mahdotonta. Tämän takia myös laitteen käytön oppiminen oli nopeaa. Käyttöliittymästä oli suorastaan aistittavissa, että käytön sujuvuuteen ja helppouteen on panostettu merkittävästi.

Jo ensi näkemällä näki ohjelmistossa maltillisen määrän painikkeita ja toimintoja. Tästä ei siis tullut informaatioähkyä, vaan oltiin heti perillä ohjelmiston käytettävyydestä.

Tietokannat olivat paikallisia ja niissä ei ollut automaattista pilvipalvelin toimintoa. Joidenkin mielestä tämä voi olla puute, mutta itse emme kokeneet tätä tarpeelliseksi. Toimintojen tekeminen oli yksinkertaista. Uusien laitteiden ja pisteiden lisääminen oli suoraviivaista ja niiden tietojen täyttäminen selkeää. Reittien teko oli nopeaa ja sen siirtäminen kenttälaitteen ja ohjelmiston välillä oli sukkelaa.

Kuvaajat ja mittaustulokset olivat helposti saatavilla ja niiden hahmotus oli selkeä. Kuvaajissa liikkuminen, kääntyminen ja zoomailu olivat näppärien hiiritoimintojen takana. Hälytysrajat oli helppo lisätä kuvaajiin ja rajojen hienosäätö kuvaajassa on helposti aseteltavissa. Esillä olevan kuvaajan siirto Word-pohjaan saatiin yhden näppäimen painalluksesta, sillä saadaan nopeasti kuvaajia ulos esimerkiksi kokouksiin. Monen kuvaajaan asettelu päällekkäin kävi helposti. Värimaailma oli hyvin yksinkertainen, mutta käytännöllinen. Asettelu oli aikalailla Microsoftin standardien kaltainen, ellei parempi.

Käyttöliittymän näppäimet olivat selkeät, koska symbolit olivat yksiselitteiset ja lisäksi niissä oli kuvaukset alla. Näppäimissä oli myös alavalikot, mikä ei ruuhkauttanut alkunäkymää. Hierarkia oli hyvin tyypillinen alan muiden ohjelmien kanssa. Ylimääräiset vaiheet oli supistettu kokemamme mukaan minimiin, joka teki navigoinnista luontevaa. Mielestämme ohjelman käyttö ja oppiminen lyhyessä ajassa oli vaivatonta.

======================

CSI 2140 ja AMS Suite: Machinery Health Manager

ANALYSAATTORIN KÄYTÖSSÄ oli alussa pientä haparointia, koska funktionäppäinten toiminnot olivat hieman epäselviä. Laitetta käytettäessä tähän tottui ja navigointi helpottui. Laite ei istunut käteen, eli yhdellä kädellä ilman aputasoa tai kantohihnaa toimenpiteiden tekeminen ei onnistu. Laite oli muutenkin iso ja raskas kanniskella. Kenttälaitteessa oli Bluetooth ja WiFi -ominaisuudet, mitkä mahdollistivat laitteen etäkäytön.

CSI 2140 (suurenna kuvaa klikkaamalla)

Mittausten tekeminen reitille tai reitittä onnistui sujuvasti ja nopeasti. Myös mittausten lisääminen valmiisiin reitteihin onnistui muutamaa nappia painamalla. Mittauksien suorittaminen onnistui laitteelta nopeasti, koska se keräsi vain raakadatan eikä muokannut tuloksia mittausten aikana. Toimintoja tehdessä sai myös ohjeistusta mittauksista. Tämä oli selvästi hyödyllinen ominaisuus.

Kuva esittää iskutestin tuloksen pystysuunnasta. Kuvasta näkyy vaihekulman, koherenssin ja nopeuden spektrit. (suurenna)

Samoin kuin käyttöliittymässä, analysaattorissa kuvaajat olivat hyvin havainnollisia. Analysaattorin iso näyttö teki kuvaajien analysoinnista helppoa ja miellyttävää.

Näkyvyys oli hyvä tähän asti suurimman näytön ja korkeimman resoluution ansiosta. Värit olivat nekin selkeät nähdä laadukkaan näytön ansiosta. Kuvaajista sai tarvittavat tiedot. Näppäimet olivat hieman jäykät, mutta samat toiminnot pystyttiin tekemään halutessaan kosketusnäytöllä. Fontti oli tarpeeksi iso ja selkeä, sama päti myös otsikkoihin. Laitteessa navigointi vaati totuttelua. Vaikka hierarkia alussa olikin hieman hankala, niin selkeän näyttönsä ansiosta laiteen käyttö oli helppo oppia ja seurata.

Ohjelman ulkoasu seurasi Microsoftin kaltaista. Hiiren oikealla näppäimellä sai auki valinta ikkunan josta löytyi kaikki tarvittava. Reitin ja mittauspisteiden tekeminen valmiilla asetuksilla käy kädenkäänteessä. Uuden mittauspisteen ja reitin tekeminen oli usean ikkunan ja valinnan takana.

Kuvaajat saatiin näppärästi esille hierarkiapuun alta. Esillä olevia kuvaajien lukumäärää ei rajoitettu. Niitä pystyi vertailemaan ja lisäämään hyvin yksinkertaisesti. Ominaisuudet tulevat parhaiten esille suurella näytöllä. Tiedon määrä kuvaajissa oli hyvin yhtenäinen muiden ohjelmien kanssa. Järjestys ja asettelu seurasivat meidän yleistä käsitystä käyttöliittymästä. Teksti oli turhan pientä ja sitä voisi suurentaakin, koska moneen kohtaan jäi selvästi paljon tyhjää tilaa. Kuvaajien väritys auttoi hahmottamaan ja erottamaan kuvaajia toisistaan.

Avausnäyttö ei ollut ylikuormitettu tiedolla mikä selkeytti ohjelmassa etenemistä. Esillä olevien kuvaajien näppäimet olivat epäselvät, koska niissä oli huono kontrasti. Ohjelmassa navigointi ei eronnut paljoa muista vastaavista ohjelmistoista, eli se oli hyvä. Opittavuus ohjelman käytöstä vaikutti hyvältä, esimerkiksi mittauspisteen luominen eteni loogisesti.

======================

Prüftechnik VibXpert II ja Omnitrend-ohjelmisto

ANALYSAATTORI OLI helppokäyttöinen, eikä näyttöä ollut täytetty ylimääräisillä valikoilla. Laite pysyi näppärästi kädessä kangassuojan avulla. Analysaattori oli kevyt ja sopivan kokoinen, joten sitä on helppo kantaa reittimittauksia tehdessä. Reittimittaukset oli nopea suorittaa, koska mittauspisteitten mittaaminen peräkkäin ei vaatinut käyttäjältä paljoa. Myös reitin ulkopuoliset mittaukset kävivät kätevästi täydentämällä tarvittavat mittausparametrit.

Prüftechnik VibXpert II (suurenna kuvaa klikkaamalla)

Analysaattorin kuvaajat näkyivät selvästi hyvän resoluution ansiosta. Myös mittauksiin palaaminen kävi kädenkäänteessä. Käyttöliittymä oli selkeä isojen kuvakkeiden johdosta, joista sokeampikin näki minne mennä. Laiteessa asiasta toiseen navigointi oli suoraviivaista ja johdonmukaista. Tiedon määrää ei ole liioiteltu, mutta jos tiesi, mitä oli tekemässä, se ei myöskään ollut tarpeen. Värejä oli käytetty kohtuullisesti, mikä piti ulkoasun asianmukaisena.

Kenttälaitteen ulkoiset näppäimet olivat aseteltu näytön oikealle puolelle. Tämä mahdollisti kenttälaitteen käytön yhdellä kädellä sujuvasti, mutta näppäinten vähäinen määrä johti pienoiseen rämpyttelyyn. Näyttö ei ollut suurimpia testatuista laitteista, mutta hyvä resoluutio teki tästä näytöstä tarkimman. Laitteen teksti ja otsikointi oli hyvin luettavissa näkyvän paksuhkon fontin avulla. Järjestys sopi meidän käsitykseemme loogisesta käyttöliittymästä, mikä sai sen vaikuttamaan helposti opittavalta.

Niin kuin vastaavissakin tuotteissa, ohjelmisto seurasi Microsoft-tyylistä ulkoasua ja asettelua. Ohjelmistosta on saatavilla pilvipalveluversio, mikä mahdollistaa mittauksien tarkastelun etänä. Mittapisteiden ja hierarkian luomisessa sekä muokkaamisessa joutui hyppimään monen ikkunan välillä. Tämä teki toimenpiteiden tekemisestä sokkeloisen oloista. Itse mittauspisteiden asetuksien laadinta oli helppoa ja selkeän oloista.

Tulosten tutkiminen oli helppoa, helposti hahmottavien kuvaajien avulla. Kuvaajia pystyi nopeasti ja kätevästi saamaan esille monta kerrallaan, vetämällä ne hierarkiasta kuvaaja-alueelle. Valikot olivat selkeästi merkitty ja niiden toiminnot olivat taustaväriensä ansiosta hyvin eroteltavissa.

Ohjelmiston symbolinäppäimet olivat suurimaksi osaksi kuvaavia toiminnoilleen, eikä ollut liikaa yksityiskohtia. Otsikoinnissa olisi ehkä ollut parantamisen varaa koska otsikoiden fontti ei eronnut muusta tekstistä juuri mitenkään. Ohjelmiston hierarkia oli selkeä, mutta hierarkiasta toiseen siirtyminen jäi hieman epäselväksi. Yksinkertaisen näköisen ulkoasun perusteella ohjelmiston oppiminen tuntui helpolta ja vaivattomalta pitkässä juoksussa.

======================

Yhteenvetona

Edellä läpikäydyt yhteenvedot ominaisuuksista perustuvat opiskelijoiden saamiin kokemuksiin päivän tutustumisvaiheen aikana. Lukijoiden on syytä pitää mielessä, että heidän pääsuuntautumisensa on automaatiotekniikka. Heillä ei siis ole syvällistä kokemusta kunnonvalvonnasta ja mekaanisten laitteiden toiminnasta.

Promaint-lehti kiittää harjoitustyön suorittajia ja ohjaajia sekä värähtelyanalysaattorien maahantuojia, jotka avustivat vertailussa toimittamalla laitteiston ja tulemalla paikan päälle opastamaan käytössä.