إن جهاز مراقبة موضع القضيب الترددي 3500/72M عبارة عن وحدة مراقبة ذات 4 قنوات ضمن نظام حماية الماكينات 3500، وهو مصمم خصيصًا لحماية المكونات المهمة في الضواغط الترددية. فهو يقيس بشكل مستمر ودقيق معلومات الموقع الديناميكي والثابت لقضيب المكبس. من خلال المقارنة في الوقت الحقيقي مع نقاط ضبط الإنذار القابلة للبرمجة بواسطة المستخدم، فإنه يوفر تحذيرًا مبكرًا للغاية من الأخطاء وحماية من إيقاف التشغيل الخطير للمعدات، مما يمنع بشكل فعال الأعطال الكارثية ويلبي المتطلبات الصارمة لمعايير API 618 للضواغط الترددية.
يتكون الطراز 3500/72M من بطاقة أمامية ثابتة واحدة (176449-08) وثلاثة أنواع مختلفة من البطاقات الخلفية (لمزيد من التفاصيل، يرجى الرجوع إلى صفحة الطلب). يمكن أن يشكل 176449-08 نظامًا كاملاً عند إقرانه بأي من البطاقات الخلفية.
تقبل هذه الشاشة إشارات الإدخال من مجسات القرب الحالية الدوامة. ومن خلال سلسلة من خطوات معالجة وتكييف الإشارة المتقدمة، فإنه يستخرج ما يصل إلى أكثر من عشر قيم قياس رئيسية، مما يوفر تصويرًا شاملاً لحالة تشغيل قضيب المكبس. تتم برمجة قنواتها في أزواج، مما يسمح لها بأداء ما يصل إلى وظيفتي مراقبة مختلفتين في وقت واحد. وهذا يوفر تكوينًا مرنًا للتكيف مع متطلبات المراقبة المعقدة المختلفة.
سمات
قدرات مراقبة شاملة: يمكن لشاشة واحدة أداء ثلاث وظائف أساسية في وقت واحد: مراقبة موضع القضيب، ومراقبة سقوط القضيب، ومراقبة الضاغط الفائق، مما يوفر تغطية كاملة للإدارة الصحية لقضبان مكبس الضاغط الترددية.
معلمات قياس واسعة النطاق: اعتمادًا على التكوين، يمكن لكل قناة توفير ما يصل إلى أكثر من عشر قيم قياس رئيسية، بما في ذلك:
معلومات الموقع: حجم الموضع، سعة الذروة إلى الذروة، موضع المكبس المتوسط/اللحظي، زاوية الكرنك.
معلومات الفجوة: فجوة الجهد، فجوة المسبار المتوسطة/اللحظية.
مكونات التردد: سعة 1X، سعة 2X، وليس سعة 1X.
معلومات المرحلة: زاوية الموضع (للقنوات المقترنة).
التكوين المرن للقناة: تستخدم قنوات المراقبة الأربع وضع برمجة مقترنًا، مما يسمح للتكوين المرن بأداء وظيفتين مختلفتين للمراقبة (على سبيل المثال، القناتان 1 و2 لمراقبة موضع القضيب، والقنوات 3 و4 لمراقبة سقوط القضيب)، مما يعزز بشكل كبير مرونة التكوين وفعالية التكلفة.
دقة وموثوقية عالية: يستخدم تقنية تكييف الإشارة المتقدمة وخوارزميات المعالجة الرقمية. تصل الدقة النموذجية لمعظم المعلمات المقاسة إلى ±0.33% FS، وتصل دقة قياس الزاوية إلى ±1°، مما يضمن دقة وموثوقية الإنذار.
إدارة إنذار قوية: يمكن للمستخدمين تعيين نقاط ضبط التنبيه والخطر القابلة للبرمجة بشكل مستقل لكل قيمة يتم قياسها عبر برنامج التكوين 3500، الذي يتميز بوظائف تأخير قابلة للتعديل لمنع الإنذارات الكاذبة بشكل فعال وتحقيق حماية دقيقة.
التشخيص والمخرجات الشاملة:
مخرجات مخزنة مؤقتًا للوحة الأمامية: توفر كل قناة مخرج إشارة مستشعر مخزن مؤقتًا مستقلاً للاتصال براسم الذبذبات من أجل التشخيص المتقدم.
مخرجات المسجل: توفر مخرجات تناظرية من 4 إلى 20 مللي أمبير لنقل القيم المقاسة المحددة إلى نظام DCS أو نظام التسجيل.
مؤشرات الحالة: اللوحة الأمامية مجهزة بمصابيح LED OK وTX/RX وBypass لعرض تشغيل الوحدة وحالة الاتصال في الوقت الفعلي.
الشهادات والتوافق الشامل: اجتازت الوحدة وخيارات الإدخال/الإخراج الخاصة بها العديد من الشهادات الدولية المقاومة للانفجار مثل cNRTLus، وATEX، وIECEx، بالإضافة إلى شهادات السلامة والبحرية مثل CE، وDNV GL، وABS، مما يلبي متطلبات التثبيت لمختلف البيئات القاسية في جميع أنحاء العالم. يتيح تصميمه التكامل السلس مع نظام 3500 وهو متوافق مع وحدات الإدخال/الإخراج المختلفة (الإنهاء الداخلي/الخارجي، إصدارات الحاجز).
مبدأ العمل والتفاصيل الفنية
يعتمد مبدأ عمل الشاشة 3500/72M على تأثير التيار الدوامي. يتضمن سير العمل الحصول على إشارة دقيقة وتكييفها وتحليلها:
الحصول على الإشارة: توفر الشاشة قوة تشغيل لمسابير القرب الحالية الدوامة المثبتة بالقرب من قضيب المكبس. يؤدي المجال الكهرومغناطيسي عالي التردد الناتج عن المسبار إلى إحداث تيارات دوامية على السطح الموصل لقضيب المكبس. تتفاعل هذه التيارات الدوامة مرة أخرى على ملف المسبار، وتتناسب شدتها عكسيًا مع الفجوة بين المسبار وسطح القضيب. وبالتالي، فإن إشارة الخرج من المسبار عبارة عن إشارة معدلة تحتوي على مكون فجوة DC (التيار المباشر) ومكون الإزاحة الديناميكي AC (التيار المتردد).
تكييف الإشارة وفصلها: بعد استقبال إشارة المسبار، تقوم الشاشة بخطوات المعالجة الرئيسية التالية:
مرشحات متجهة 1X/2X: تستخدم لاستخراج مكونات الاهتزاز بدقة متزامنة مع سرعة تشغيل الضاغط (1X) والتوافقي الثاني (2X)، مع رفض نطاق إيقاف يصل إلى 57.7 ديسيبل.
مرشح Not 1X Notch: يستخدم لتصفية مكون 1X، وبالتالي الحصول على طاقة الاهتزاز غير المتزامنة المتبقية، مما يساعد في تشخيص الأخطاء غير المتزامنة. يوفر حدًا أدنى لرفض نطاق التوقف يبلغ 34.9 ديسيبل عبر نطاق تردد يتراوح من 60 CPM إلى 15.8 ضعف سرعة التشغيل.
تكييف الإدخال: تتم مطابقة دائرة الإدخال بمقاومة عند 10 كيلو أوم، وتدعم مختلف حساسيات المسبار القياسية مثل 20 مللي فولت/ميل، و100 مللي فولت/ميل، و200 مللي فولت/ميل.
استخراج إشارة الفجوة: يستخدم مرشح تمرير عالي بتردد قطع منخفض جدًا (~0.09 هرتز)، وهو في الأساس مانع تيار مستمر، لفصل إشارة جهد التيار المستمر المتوسطة المتغيرة ببطء. يتناسب هذا الجهد مع متوسط الفجوة وهو الأساس المباشر لمراقبة سقوط القضيب.
استخراج الإشارة الديناميكية: يستخدم مرشح تمرير النطاق الثابت (1 هرتز - 600 هرتز) لاستخراج الإشارة الديناميكية المتناوبة لتحليل تأرجح قضيب المكبس وتغييرات موضعه.
تحليل التصفية المتقدم: يشتمل على مرشحات تتبع ثابتة Q ومرشحات الحز.
المعالجة الرقمية والحساب: يتم أخذ عينات من الإشارة التناظرية المشروطة بواسطة ADC عالي السرعة وتحويلها إلى إشارة رقمية. يقوم المعالج المدمج بعد ذلك بإجراء العمليات الحسابية لإنشاء جميع قيم المعلمات المقاسة، مثل قيم الذروة إلى الذروة، وقيم المتجهات، وزوايا الطور، وما إلى ذلك.
الحكم المنطقي للإنذار: يقوم المعالج باستمرار بمقارنة القيم المقاسة التي تم إنشاؤها مع نقاط ضبط الإنذار التي تم تعيينها مسبقًا من قبل المستخدم عبر البرنامج. بمجرد أن تتجاوز أي معلمة الحد المحدد وتفي بحالة التأخير التي تم تكوينها، تقوم الشاشة على الفور بإصدار أمر إنذار من خلال لوحة الكترونية معززة للحامل، مما يؤدي إلى تشغيل المرحلات المقابلة لتنشيط وتنفيذ تسلسل حماية إيقاف التشغيل.
تحديد
| السلعة |
وصف مواصفات |
| عدد القنوات |
4 قنوات |
| إشارة الإدخال |
1 إلى 4 قنوات من إشارات مسبار القرب الحالية الدوامة |
| مقاومة الإدخال |
10 كيلو أوم |
| حساسية المسبار |
0.79 مللي فولت/ميكرومتر (20 مللي فولت/ميل)، 3.94 مللي فولت/ميكرومتر (100 مللي فولت/ميل)، أو 7.87 مللي فولت/ميكرومتر (200 مللي فولت/ميل) |
| دقة القياس |
النموذجي ±0.33% FS، الحد الأقصى ±1% FS (الموضع، الفجوة، وما إلى ذلك)؛ الزاوية النموذجية ±1°، الحد الأقصى ±3° |
| استجابة التردد |
القناة الديناميكية: 1 هرتز - 600 هرتز؛ قناة الفجوة: ~0.09 هرتز (-3 ديسيبل) |
| تأخير التنبيه |
التنبيه: قابل للتعديل من 1 إلى 60 ثانية؛ الخطر: 0.1 ثانية (ثابت) أو قابل للتعديل 1-60 ثانية |
| دقة نقطة ضبط التنبيه |
ضمن ±0.13% من القيمة المطلوبة |
| استهلاك الطاقة |
7.7 واط (نموذجي) |
| درجة حرارة التشغيل |
وحدة الإدخال/الإخراج القياسية: -30 درجة مئوية ~ +65 درجة مئوية؛ وحدة الإدخال/الإخراج للحاجز الداخلي: 0 درجة مئوية ~ +65 درجة مئوية |
| أبعاد الوحدة (الارتفاع × العرض × العمق) |
وحدة الشاشة: 241.3 ملم × 24.4 ملم × 241.8 ملم |
| مساحة الرف |
فتحة أمامية (شاشة) + فتحة خلفية واحدة (وحدة الإدخال/الإخراج) |
| شهادة مقاومة للانفجار |
cNRTLus (CL I, Div. 2)، ATEX/IECEx (II 3 G Ex nA/ec nC ic IIC T4 Gc)، إلخ. |
سيناريوهات التطبيق
تعد الشاشة 3500/72M خيارًا مثاليًا للسيناريوهات والمعدات التالية:
صناعة النفط والغاز: حماية قضبان المكبس في الضواغط الترددية الكبيرة المستخدمة في تعزيز الغاز الطبيعي، ومعالجة الغاز المصاحب، وضغط الغاز الطبيعي المضغوط، وحقن الغاز لاستعادة النفط، وما إلى ذلك.
الصناعة الكيميائية والبتروكيماوية: مراقبة حالة وحماية الضواغط الترددية عالية الضغط في عمليات مثل الإيثيلين والبولي إيثيلين والأسمدة (تخليق الأمونيا واليوريا) وإنتاج المواد الكيميائية للفحم.
حماية المعدات الحرجة: مناسبة بشكل خاص للمراقبة:
سقوط القضيب: يمنع غرق قضيب المكبس والتلف اللاحق للرأس المتقاطع والعمود المرفقي الناتج عن تآكل حلقة المكبس أو الكسر أو فشل التعبئة.
انحناء القضيب وكسوره: الكشف المبكر عن سلائف الأخطاء مثل تآكل جلبة قضيب التوصيل، أو المسامير المتقاطعة السائبة، أو تباطؤ السائل من خلال مراقبة مسار الموضع والتأرجح.
اختلال وتآكل القضيب: يقيم حالة المحاذاة وحالة التآكل بين قضيب المكبس والتعبئة من خلال تحليل زاوية الموضع والإشارات الديناميكية.
تطبيقات الضاغط الفائق: تم تصميم وضع مراقبة الضاغط الفائق الخاص به خصيصًا لتوفير حماية مخصصة للضواغط التي تعمل في الظروف القاسية مثل تلك المستخدمة في إنتاج البولي إيثيلين عالي الضغط.
