3300/16 XY/GAP Dual Vibration Monitor je kritický monitorovací modul v rámci systému Bently Nevada 3300 Series Asset Condition Monitoring. Jedná se o vysoce výkonný, vysoce konfigurovatelný dedikovaný monitor primárně používaný pro nepřetržité monitorování a ochranu velkých rotačních strojů, jako jsou parní turbíny, plynové turbíny, kompresory a čerpadla.
Základní funkcí monitoru je současně zpracovávat dva nezávislé kanály radiálních vibračních signálů a dodatečně vypočítat a monitorovat signál Gap představující průměrnou polohu hřídele. Přijímá vstupy ze dvou systémů snímače přiblížení/proximátoru, což operátorům poskytuje komplexní pohled na zdravotní stav rotoru stroje. Jako vylepšená verze 3300/15 Dual Radial Vibration Monitor je klíčovým vylepšením 3300/16 přidání alarmů radiální polohy (Gap), které nabízejí kompletnější ochranu stroje.
Jeho typická aplikace zahrnuje instalaci dvou sond orientovaných 90 stupňů od sebe (směr X a Y) na stejné ložisko. Tato konfigurace nejen monitoruje amplitudu vibrací v každém směru, ale také prostřednictvím napětí mezery monitoruje statickou polohu hřídele (např. jeho zdvih v ložisku), což je klíčové pro detekci nesouososti hřídele, změn předpětí nebo jiných mechanických problémů.
2. Funkce systému a principy monitorování
2.1 Dvoukanálové monitorování vibrací
Monitor 3300/16 nezávisle zpracovává vibrační signály pro dva kanály. Každý kanál přijímá nezpracovaný napěťový signál z proximitorového senzoru. Tento signál obsahuje bohaté dynamické informace o rotoru:
Dynamic AC Component: Představuje vibrace rotoru. Jeho amplituda přímo odpovídá změně mezery mezi rotorem a sondou, typicky vyjádřená v hodnotách peak-to-peak (pp).
Statická DC komponenta: Představuje průměrnou mezeru mezi hrotem sondy a povrchem dříku, která odráží statickou polohu dříku.
Vnitřní obvody monitoru nejprve oddělují AC a DC komponenty.
Pro monitorování vibrací je oddělený střídavý signál filtrován, zesílen a zpracováván detekčním obvodem špička-špička. Tento obvod vypočítává rozdíl napětí mezi nejvyšším a nejnižším bodem tvaru vlny vibrací, který přímo odpovídá špičkové hodnotě vibrací. Tento zpracovaný signál je poté porovnán s uživatelem přednastavenými hodnotami výstrahy a výstrahy nebezpečí.
2.2 Princip monitorování mezer
Napětí 'Mezera', které je oddělenou stejnosměrnou složkou, je hlavním výstupem systému přiblížení pomocí vířivých proudů. Podle principu vířivých proudů je průměrná vzdálenost mezi sondou a vodivým povrchem hřídele nepřímo úměrná výstupnímu napětí (v lineárním rozsahu systému). Proto stálá změna napětí v mezeře přímo odráží axiální posun průměrné polohy rotoru nebo změnu tloušťky ložiskového olejového filmu.
Monitor 3300/16 konkrétně poskytuje funkci Gap Alarm. Uživatelé mohou nastavit výstražný bod výstrahy pro konkrétní hodnotu mezerového napětí. Pokud se například poloha hřídele odchýlí od svého optimálního provozního bodu v důsledku faktorů, jako je opotřebení axiálního ložiska nebo změny teploty, napětí mezery se přesune mimo normální rozsah a spustí alarm, který upozorní obsluhu. Tato funkce přidává k ochraně stroje důležitou vrstvu redundance. Je důležité poznamenat, že alarm mezery obsahuje pevné 6sekundové časové zpoždění, aby se zabránilo nepříjemným výpadkům způsobeným přechodným kolísáním signálu.
2.3 Logika alarmu a reléové výstupy
Monitor poskytuje dvě úrovně výstupu alarmu pro každý kanál:
Výstraha: Úroveň předběžného varování indikující, že úrovně vibrací nebo hodnoty mezery se dostaly do neideálního rozsahu vyžadujícího pozornost.
Nebezpečí: Kritická úroveň, která indikuje, že stroj je v nebezpečném provozním stavu, vyžadující okamžitou akci, aby se zabránilo poškození.
Modul poplachového relé je volitelné příslušenství, ale pro každý systém 3300 je nutné objednat alespoň jeden. Režim relé je programovatelný:
Non-Ltching: Relé se automaticky resetuje, když úroveň vibrací klesne zpět pod nastavenou hodnotu alarmu.
Blokování: Jakmile je relé sepnuto, zůstává ve vypnutém stavu, dokud není ručně resetováno, což pomáhá při identifikaci první poruchy.
Kromě toho relé Danger podporuje programovatelnou logiku hlasování:
'NEBO' Hlasování: Relé je aktivováno, pokud některý z kanálů spustí alarm Danger.
'A' Hlasování: Oba kanály musí aktivovat alarm Danger současně, aby bylo možné ovládat relé. Hlasování 'A' lze použít v aplikacích vyžadujících vyšší spolehlivost proti falešným chybám.
3. Zpracování signálu a elektrické charakteristiky
3.1 Vstup signálu a úprava
Vstupní impedance: 10 kΩ, zajišťující minimální zátěžový efekt při získávání signálu z proximitorového senzoru.
Volba citlivosti: Uživatelsky programovatelné pro výběr 200 mV/mil nebo 100 mV/mil, aby byly kompatibilní s různými řadami senzorů Bently Nevada Proximitor (např. 3300 8mm, 3300 XL 11mm, 7200 série atd.).
Přesnost: Při +25°C je typická přesnost ±0,33 % plného rozsahu, s maximem ±1 %. Přesnost je mírně snížena, když je povolena funkce 'Trip Multiply'.
3.2 Frekvenční odezva
Uživatelé si mohou vybrat ze dvou rozsahů filtrů na základě vlastností stroje:
4 až 4 000 Hz: Standardní rozsah, vhodný pro většinu vysokorychlostních rotačních strojů.
1 až 600 Hz: Rozšířený nízkofrekvenční rozsah pro pomalejší stroje s otáčkami pod 1000 ot./min. Manuál výslovně zdůrazňuje, že tato možnost se nedoporučuje pro zařízení s rychlými start/stop frekvencemi přesahujícími 1000 ot./min. (např. motorem poháněná zařízení), protože rozšířená nízkofrekvenční odezva může zadržovat vibrační přechody během spouštění, což může způsobit aktivaci alarmových relé i poté, co skutečné vibrace odezní.
3.3 Výstupy rekordéru a vyrovnávací výstupy převodníků
Výstupy rekordéru: Každý kanál poskytuje nezávislý, uživatelsky programovatelný analogový výstup, volitelný jako +4 až +20 mA, 0 až -10 V DC nebo +1 až +5 V DC. Ty se používají pro připojení k záznamníkům trendů, DCS nebo diagnostickým systémům. Výstup je úměrný plnému rozsahu monitoru.
Buffered Transducer Outputs: Jsou k dispozici na předním i zadním panelu. Tento výstup je replikou původního signálu proximitoru s vysokou impedancí a ochranou proti zkratu. Tento signál je životně důležitý pro pokročilou diagnostiku, protože obsahuje nezpracovaná, nefiltrovaná data dynamického tvaru vlny potřebná pro spektrální analýzu, grafy oběžných drah atd.
3.4 Napájení převodníku
Monitor může napájet připojené proximitorové senzory. Napětí lze zvolit mezi -24 Vdc nebo -18 Vdc a je proudově omezeno na desce s obvody jednotlivých monitorů, což zvyšuje bezpečnost systému.
4. Uživatelské rozhraní a displej
3300/16 se vyznačuje intuitivním designem displeje na předním panelu:
Displej z tekutých krystalů (LCD): Používá nemultiplexní svislý sloupcový graf LCD. Dva hlavní sloupcové grafy zobrazují amplitudu vibrací pro dva kanály, zatímco třetí, centrální sloupcový graf je určen pro zobrazení napětí Gap. LCD se také používá k zobrazení chybových kódů a konfiguračních nabídek.
LED indikátory:
OK: Svítí zeleně označuje zdravý kanál; nesvítí indikuje poruchu kanálu nebo přemostění (bude svítit červená LED dioda přemostění); blikání indikuje změnu stavu nebo uložené chybové kódy.
Upozornění / Nebezpečí: Červené LED indikují příslušný stav alarmu. Blikání indikuje stav 'First Out'.
Bypass: Červené LED diody indikují stav bypassu kanálu nebo racku.
5. Bezpečnostní certifikace a ekologická kompatibilita
Limity prostředí: Provozní teplota od 0°C do +65°C; skladovací teplota od -40°C do +85°C; relativní vlhkost do 95 % (nekondenzující).
Bezpečnostní certifikace:
CSA/NRTL/C: Vhodné pro třídu I, divize 2, skupiny A, B, C, D nebezpečné oblasti.
ATEX: Vlastní certifikace, odpovídá kategorii II 3 G, vhodné pro oblasti zóny 2 (vyžaduje instalaci v krytu odolném proti povětrnostním vlivům).
Značka CE: Vyhovuje směrnici EMC a směrnici o nízkém napětí.
