Plot­über­sicht der Aus­wer­te­soft­wa­re IfTA Tren­dVie­wer

Die wich­tigs­ten Plots zur Vi­sua­li­sie­rung Dif­fe­ren­ziert in 3 Grup­pen

Stel­len die Ver­än­de­rung eines Wer­tes über der Zeit dar.

Um den ge­nau­en Wert eines Si­­gnals zu einem Zeit­­punkt zu ana­­ly­­sie­ren.

Be­trach­tung der Ver­än­­de­rung eines Si­­gnals in Kor­re­la­ti­on zu einem an­­de­ren Si­­gnal.

Die Zei­tach­­sen der Plots wer­­den au­to­­ma­tisch mit­­ein­an­­der grup­piert, so­dass diese alle den glei­chen Zeit­­be­reich dar­s­tel­len, egal ob sie eine ex­p­li­­zi­te oder eine im­p­li­­zi­te Zei­tach­­se auf­wei­sen. Bei Be­darf be­steht die Mög­lich­keit die Grup­pie­rung auch zu ver­­än­­dern bzw. auf­­­zu­lö­sen. Dar­­über hin­­aus lässt sich die Zei­tach­­se an den Zeit­­cur­­sor bin­den und stellt dann ein ein­­stell­­ba­res Zeit­­fens­ter um den Zeit­­cur­­sor dar.

Wei­te­re In­fo­cen­ter-The­men : Ther­moakus­tikMess­tech­nik | Si­gnal­ver­ar­bei­tung

Plots mit einer ex­p­li­­zi­ten Zei­tach­­se

Die Ver­än­de­rung eines Si­gnals über der Zeit zu be­trach­ten ist eine der grund­le­gends­ten Ana­ly­sen.

Hier­für bie­tet IfTA Tren­dVie­wer zwei Plots:

  1. Trend Plot: Stellt nu­me­ri­sche und boo­le­sche/lo­gi­sche Si­gna­le über der Zeit dar. Auch Si­gna­le mit un­ter­schied­li­cher Zei­tauf­lö­sung kön­nen in einem Plot dar­ge­stellt wer­den.
  2. In­ten­si­ty Plot: Stellt Spek­tren als Spek­tro­gramm dar. Dar­über hin­aus kön­nen auch Si­gna­le mit glei­cher Ein­heit über der Zeit dar­ge­stellt wer­den.

Trend Plot

Ver­wen­den Sie den Trend Plot, um Wer­tän­de­run­gen über die Zeit zu ana­ly­sie­ren. Die Zeit wird auf der x-Achse und die Werte auf der y-Achse dar­ge­stellt.

Vi­sua­li­sie­ren Sie im Trend Plot, wie sich ein Si­gnal im Laufe der Zeit än­dert. Fin­den Sie Ab­hän­gig­kei­ten in Ihren Daten, indem Sie meh­re­re Si­gna­le zum Plot hin­zu­fü­gen.

Boo­lean Trend Plot

Ver­wen­den Sie den Trend Plot, um Wer­tän­de­run­gen im Zeit­ver­lauf zu ana­ly­sie­ren. Die Zeit wird auf der x-Achse und die Werte auf der y-Achse dar­ge­stellt.

Ana­ly­sie­ren Sie boo­le­sche / lo­gi­sche Si­gna­le im Zeit­ver­lauf und iden­ti­fi­zie­ren Sie Zeit­punk­te, zu denen Än­de­run­gen statt­fin­den. Die Si­gna­le wer­den au­to­ma­tisch "ge­sta­pelt" und auf der Y-Achse grup­piert, um die Les­bar­keit zu ver­bes­sern.

Im Bei­spiel wer­den zwei Sta­tus­si­gna­le (run up und run down) für einen Rotor dar­ge­stellt. Auf der x-Achse wird die Zeit und auf der y-Achse der Zu­stand an­ge­zeigt (0 für falsch und 1 für wahr). Wie Sie sehen kön­nen, be­fin­det sich die Ma­schi­ne zu­erst im An­lauf­zu­stand und wird nach kur­z­er Zeit wie­der her­un­ter­ge­fah­ren.

Wa­ve­form Trend Plot

Ver­wen­den Sie den Trend Plot, um Wer­tän­de­run­gen im Zeit­ver­lauf zu ana­ly­sie­ren. Die Zeit wird auf der x-Achse und die Werte auf der y-Achse dar­ge­stellt.

Ana­ly­sie­ren Sie Schwin­gungs­for­men, um zu sehen, wie sich die Am­pli­tu­den und Wel­len­for­men im Zeit­ver­lauf än­dern.

Das Bei­spiel zeigt ein Ab­stands­sen­sor­si­gnal einer ro­tie­ren­den Ma­schi­ne. Auf der x-Achse wird die Zeit dar­ge­stellt, auf der y-Achse die Am­pli­tu­de des Si­gnals.

Spec­tro­gram Plot

Ana­ly­sie­ren Sie Fre­quenz­phä­no­me­ne über die Zeit mit einem Spek­tro­gramm und vi­sua­li­sie­ren Sie Am­pli­tu­den­än­de­run­gen für alle Fre­quenz­li­ni­en auf ein­mal.

In die­sem Bei­spiel wird das Ab­so­lut­spek­trum eines Druck­sen­sors in einem akus­tisch an­ge­reg­ten Bren­ner dar­ge­stellt. Dabei kön­nen Sie kön­nen sehen, wie die Am­pli­tu­de der ers­ten Har­mo­ni­schen bei einer Fre­quenz von ≈175Hz steigt und fällt.

Auf der x-Achse ist die Zeit dar­ge­stellt, auf der y-Achse die Spek­tral­ein­heit, z.B. Fre­quenz [Hz]. Der Farb­bal­ken auf der lin­ken Seite de­fi­niert die Far­ben, wel­che die Am­pli­tu­de ab­bil­den.

In­ten­­si­­ty Plot

Vi­sua­li­siert eine Grup­pe von Si­gna­len mit der glei­chen Ein­heit in einem In­ten­si­täts­dia­gramm. Somit er­hal­ten Sie einen Über­blick der Werte über den Zeit­ver­lauf. So kön­nen schnell Sen­sor­wer­te iden­ti­fi­zie­ren wer­den, die vom Rest der Grup­pe ab­wei­chen und man kann ana­ly­sie­ren, wie sich Werte mit der Zeit än­dern. Die Dar­stel­lung gibt einen schnel­len, kom­pri­mier­ten Über­blick über eine Grup­pe von Si­gna­len, die im Ver­gleich zu einer Trend­dar­stel­lung über­le­gen ist.

Im Bei­spiel wer­den 24 Tur­bi­nen­austritt­stem­pe­ra­tu­ren auf der y-Achse über der x-Achse (Zeit) dar­ge­stellt. Die Tem­pe­ra­tur wird farb­lich dar­ge­stellt, wobei die Farbe dem Tem­pe­ra­tur­wert ent­spricht, der auf dem "Farb­bal­ken" auf der lin­ken Seite des Dia­gramms an­ge­zeigt wird. 

Plots für Werte eines Si­­gnals an der Po­­si­ti­on des Zeit­­cur­­sors

Die Ver­än­de­rung eines Si­gnals über der Zeit zu be­trach­ten ist eine der grund­le­gends­ten Ana­ly­sen. Um den genau Wert eines Si­gnals zu einem Zeit­punkt zu ana­ly­sie­ren bie­tet IfTA Tren­dVie­wer zwei Zeit­cur­sor.

Die fol­gen­den Plots zei­gen den Wert von Si­gna­len an den Zeit­cur­sorn an:

  • List Plot
  • Led Plot
  • Spec­trum/Array Plot
  • Polar Plot

List Plot

Vi­sua­li­siert die Werte der Si­gna­le an den ak­tu­el­len Zeit-Cur­sor­po­si­tio­nen. So kön­nen Sie schnell Werte ver­schie­de­ner Si­gna­le und un­ter­schied­li­cher Zeit­punk­te ver­glei­chen.

Im Bei­spiel wer­den die ak­tu­el­len Werte der Ma­schi­nen­zu­stands­va­ria­blen für den Zeit­cur­sor 1 und 2 an­ge­zeigt. Zu­sätz­lich dazu wer­den Daten wie die Zeit, die Wert­dif­fe­renz zwi­schen den bei­den Zeit­punk­ten und die Si­gnal­ein­heit an­ge­zeigt. Es ist zudem mög­lich, die An­zahl der Ta­bel­len, sicht­ba­ren Spal­ten und Zei­len zu kon­fi­gu­rie­ren.

LED Plot

Die LED-Plot vi­sua­li­siert boo­le­sche bzw. lo­gi­sche Si­gna­le an der ak­tu­el­len Zeit-Cur­sor­po­si­ti­on. Dies er­laubt, so­fort zu sehen, ob ein Feh­ler oder Alarm auf­tritt und ob Ihr Sys­tem kor­rekt läuft.

Das Bei­spiel zeigt meh­re­re Bi­när­si­gna­le (grün/rot für true und grau für false).  Dabei kann eine Farbe für den ak­ti­ven und in­ak­ti­ven Zu­stand ge­wählt wer­den.

 

Spec­trum Plot

Ver­wen­den Sie den Spec­trum Plot, um Spek­tren für einen aus­ge­wähl­ten Zeit­punkt zu ana­ly­sie­ren. Der Spec­trum Plot er­laubt, die Am­pli­tu­de für alle Fre­quenz­li­ni­en gleich­zei­tig zu er­fas­sen und die re­le­van­ten Fre­quen­zen an der ak­tu­el­len Zeit-Cur­sor­po­si­ti­on zu iden­ti­fi­zie­ren.

Die Ab­bil­dung zeigt das ab­so­lu­te Spek­trum eines Druck­sen­sors, der in einem akus­tisch er­reg­ten Bren­ner ein­ge­baut ist. Die Re­so­nanz­spit­ze bei 168 Hz wird au­to­ma­tisch mit einem Label mar­kiert, das Größe und Fre­quenz an­zeigt.

Der Plot wird häu­fig in Ver­bin­dung mit einem In­ten­si­täts­plot ver­wen­det, um die Werte an der ak­tu­el­len Cur­sor­po­si­ti­on an­zu­zei­gen. Auf der x-Achse wird die Fre­quenz und auf der y-Achse die Größe des Spek­trums dar­ge­stellt.


Array Plot

Der Array Plot vi­sua­li­siert eine Grup­pe von Si­gna­len mit der glei­chen Ein­heit in einem Plot. So er­hal­ten Sie einen Über­blick über die Werte an der ak­tu­el­len Zeit­cur­sor­po­si­ti­on und kön­nen da­durch schnell Sen­sor­wer­te iden­ti­fi­zie­ren, die vom Rest der Grup­pe ab­wei­chen.

Im Bei­spiel sehen Sie 24 Tur­bi­nen­austritt­stem­pe­ra­tu­ren. Auf der x-Achse wird die Sen­sor­num­mer und auf der y-Achse die Tem­pe­ra­tur an­ge­zeigt.

Polar Plot

Nut­zen Sie den Polar Plot, um einen schnel­len Über­blick über meh­re­re Si­gna­le gleich­zei­tig zu er­hal­ten. Mit Hilfe die­ses Plots kön­nen sie leicht er­ken­nen, ob ein Sen­sor für eine grö­ße­re An­zahl von Mess­si­gna­len an­de­re Daten lie­fert als an­de­re Sen­so­ren.

Im Bei­spiel sehen Sie 24 Tur­bi­nen­austritt­stem­pe­ra­tu­ren, die gleich­mä­ßig um den Plo­tur­sprung herum dar­ge­stellt wer­den.

 

Plots mit einer im­p­li­­zi­ten Zei­tach­­se

Wird die Ver­än­de­rung eines Si­gnals nicht über der Zeit be­trach­tet, son­dern über einem an­de­ren Si­gnal, so kom­men Plots zum Ein­satz die eine im­pli­zi­te (nicht im Plot sicht­ba­re) Zei­tach­se haben. Diese be­stimmt den Zeit­raum der dar­zu­stel­len­den Werte.

Die fol­gen­den Plots haben eine im­pli­zi­te Zei­tach­se:

  • Bode Plot
  • Ny­quist Plot
  • Orbit Plot
  • Shaft Cen­ter­li­ne Plot
  • Camp­bell / In­ten­si­ty Map Plot
  • XY Plot

Bode Plot

Ver­wen­den Sie den Bode Plot, um Ma­schi­nen­läu­fe zu ana­ly­sie­ren. Der Bode Plot zeigt die Fre­quenz­gän­ge oder har­mo­ni­sche Modi in Ab­hän­gig­keit von der Dreh­zahl an. Somit sind Sie in der Lage, kri­ti­sche Dreh­zah­len und Re­so­nan­zen zu er­ken­nen. Durch die Ana­ly­se der Ge­schwin­dig­kei­ten, Am­pli­tu­den und Pha­sen in Bezug auf das Key­pha­sor Si­gnal, kön­nen Win­kel und In­ten­si­tä­ten von Un­wuch­ten be­stim­men. Durch die Fär­bung von Ma­schi­nen­zu­stän­den er­hal­ten Sie einen schnel­len Über­blick über einen kom­plet­ten Lauf.

In der Ab­bil­dung sehen Sie Am­pli­tu­de und Phase der ers­ten har­mo­ni­schen Modi eines Ab­stands­sen­sors, der über der Dreh­zahl in[Hz] ab­ge­bil­det ist. Die Li­ni­en­far­be ist ab­hän­gig vom Ma­schi­nen­zu­stand (hier: schwarz: lang­sa­mer Wurf, blau: hoch­ge­fah­ren, grün: sta­tio­närer Zu­stand, rot: run­ter­ge­fah­ren).

Zu­sätz­lich zur Ro­tordy­na­mi­k­ana­ly­se kön­nen Sie im Bode-Plot eine be­lie­bi­ge Kom­bi­na­ti­on von drei Si­gna­len an­zei­gen. Damit kön­nen Sie zwei Zeit­si­gna­le über ein ge­mein­sa­mes drit­tes Si­gnal grup­pie­ren und an­zei­gen.

Ny­quist Plot

Mit Hilfe des Ny­quist Plots kön­nen Sie Re­so­nan­zen oder kri­ti­sche Ge­schwin­dig­kei­ten iden­ti­fi­zie­ren und har­mo­ni­sche Modi an­zei­gen. Durch die Ana­­ly­­se der Ge­schwin­­dig­kei­ten, Am­p­li­tu­­den und Pha­­sen in Bezug auf das Key­pha­sor Si­gnal, kön­­nen Win­kel und In­ten­­si­tä­ten von Un­wuch­ten be­­stim­­men. Durch die Fär­­bung von Ma­­schi­­nen­­zu­­stän­­den er­hal­ten Sie einen schnel­len Über­blick über einen kom­plet­ten Lauf.

Das Bei­spiel zeigt den ers­ten har­mo­ni­schen Modus eines Ab­stands­sen­sors, der den Ab­stand zu einer ro­tie­ren­den Welle misst. Die ima­gi­nären Werte wer­den rea­len Wer­ten ge­gen­über ge­stellt und die re­sul­tie­ren­den Punk­te wer­den in Ab­hän­gig­keit von den ent­spre­chen­den Dreh­zahl­wer­ten ge­kenn­zeich­net.

Die Punkt­far­be ist ab­hän­gig vom Ma­schi­nen­zu­stand (hier: schwarz: lang­sa­mer Lauf, blau: hoch­lau­fen, grün: ru­hi­ger Lauf, rot: run­ter­lau­fen). Die kom­ple­xe Phase (Φ) und die Am­pli­tu­de (r) beim ak­tu­el­len Cur­sor­wert wer­den in der un­te­ren rech­ten Ecke an­ge­ge­ben. Die ak­tu­el­le Cur­sor­zeit wird in der lin­ken un­te­ren Ecke an­ge­zeigt.

Orbit Plot

Mit Hilfe des Orbit Plots las­sen sich Wel­len­schwin­gun­gen und Un­wuch­ten un­ter­su­chen, indem die mo­men­ta­ne Wel­len­ver­schie­bung in Bezug auf ein sta­tio­näres Lager ana­ly­siert und be­wer­tet wird.

Das Bei­spiel zeigt die Um­lauf­bahn einer Ro­tor­kit­wel­le, die von zwei or­tho­go­na­len Weg­sen­so­ren be­stimmt wird. Die Werte für den Be­trag und den Win­kel an der ak­tu­el­len Cur­sor­po­si­ti­on wer­den in der rech­ten un­te­ren Ecke an­ge­zeigt. Das Dia­gramm er­stellt zwei Sen­sor­po­si­tio­nen, die dem x- und y-Si­gnal ent­spre­chen. Zu­sätz­lich wird die Dreh­rich­tung im Dia­gramm durch einen Pfeil dar­ge­stellt.

Shaft Cen­ter­li­ne Plot

Mit Hilfe des Shaft Cen­ter­li­ne Plots las­sen sich sta­tio­nären Be­we­gung von Wel­len in Bezug auf die Fest­la­ger über­wa­chen. Ro­tordy­na­mi­ker ver­wen­den diese Dar­stel­lung, um die Ver­schie­bung von Tur­bi­nen- oder Kom­pres­sor­wel­len zu ana­ly­sie­ren, die in hy­drau­li­schen La­gern mon­tiert sind, da die Wel­len auf­grund der Dreh­be­we­gung nach oben auf­schwim­men.

Im Bei­spiel sehen Sie die Be­we­gung einer Kom­pres­sor­wel­le von der un­te­ren rech­ten Ecke in die obere linke Ecke. Dabei wer­den die DC-Werte aus Ver­schie­bes­i­gna­len je­weils auf der x- und y-Achse an­ge­zeigt. Zur Be­schrif­tung der Da­ten­punk­te kann ein Ge­schwin­dig­keits­si­gnal ver­wen­det wer­den.

Camp­bell Plot

Mit dem Camp­bell-Plot kön­nen Sie eine Spek­trums­da­ten­quel­le in Bezug zu einem Ge­schwin­dig­keits­si­gnal set­zen. So las­sen sich ge­schwin­dig­keits­ab­hän­gi­ge Phä­no­me­ne schnell iden­ti­fi­zie­ren und Än­de­run­gen der har­mo­ni­schen Modi ana­ly­sie­ren.

Das Bei­spiel zeigt das Am­pli­tu­den­spek­trum eines Ab­stands­sen­sors einer Welle über dem Dreh­zahl­si­gnal eines Ro­tor­kits. Die ers­ten vier har­mo­ni­schen Modi und ihre Grö­ßen­än­de­rung sind im Plot zu sehen (rot/gelbe Li­ni­en). Auf der x-Achse des Plots wird die Ge­schwin­dig­keit an­ge­zeigt, auf der y-Achse die Fre­quenz in Hz. Die In­ten­si­tät des Spek­trums kann an­hand des Farb­bal­kens am lin­ken Rand des Dia­gramms be­stimmt wer­den. Zu­sätz­lich dazu wer­den in der lin­ken un­te­ren Ecke die ak­tu­el­le Zeit und der Be­reich an­ge­zeigt.

In­ten­­si­­ty Map Plot

Ana­ly­sie­ren Sie mit dem In­ten­si­ty Map Plot, wie sich Am­pli­tu­den und Fre­quen­zen in Ab­hän­gig­keit von Wer­ten an­de­rer nu­me­ri­scher Si­gna­le än­dern.

Im Bei­spiel wer­den die Ab­so­lut­wer­te eines Schall­spek­trums in Ab­hän­gig­keit von der mitt­le­ren Tur­bi­nen­austritt­stem­pe­ra­tur dar­ge­stellt. Auf der x-Achse wird das nu­me­ri­sche Si­gnal, die Tem­pe­ra­tur, an­ge­zeigt, die y-Achse zeigt die Fre­quenz in Hz. Der Farb­bal­ken auf der lin­ken Seite de­fi­niert die Far­ben, die die Größe der Am­pli­tu­den dar­stel­len.

XY Plot

Mit Hilfe des XY Plots las­sen sich Si­gnal­ab­hän­gig­kei­ten vi­sua­li­sie­ren. Es wer­den meh­re­re Si­gna­le über einen ge­mein­sa­men Zeit­be­reich dar­ge­stellt, wobei eine Da­ten­quel­le auf der x-Achse und alle wei­te­ren Da­ten­quel­len auf der y-Achse dar­ge­stellt wer­den.

Im Bei­spiel wird die mitt­le­re Tur­bi­nen­austritt­stem­pe­ra­tur auf der y-Achse gegen die elek­tri­sche Leis­tung auf­ge­tra­gen. Die ak­tu­el­le Zeit­po­si­ti­on wird in der lin­ken un­te­ren Ecke des Dia­gramms an­ge­zeigt.