Monitor polohy pístové tyče 3500/72M je 4kanálový monitorovací modul v rámci systému ochrany strojů 3500, speciálně navržený pro ochranu kritických součástí pístových kompresorů. Nepřetržitě a přesně měří dynamické i statické informace o poloze pístnice. Prostřednictvím srovnání v reálném čase s uživatelsky programovatelnými nastavenými hodnotami alarmu poskytuje ultra-včasné varování před poruchou a ochranu před nebezpečným vypnutím zařízení, účinně předchází katastrofickým poruchám a splňuje přísné požadavky standardů API 618 pro pístové kompresory.
3500/72M se skládá z jedné pevné přední karty (176449-08) a tří různých typů zadních karet (podrobnosti najdete na stránce Objednávání). 176449-08 může tvořit kompletní systém, když je spárován s kteroukoli ze zadních karet.
Tento monitor přijímá vstupní signály z vířivých proudových sond. Prostřednictvím řady pokročilých kroků úpravy a zpracování signálu získává až více než deset klíčových naměřených hodnot, čímž poskytuje komplexní zobrazení provozního stavu pístnice. Jeho kanály jsou naprogramovány v párech, což mu umožňuje provádět až dvě různé monitorovací funkce současně. To nabízí flexibilní konfiguraci pro přizpůsobení různým komplexním požadavkům na monitorování.
Vlastnosti
Komplexní možnosti monitorování: Jediný monitor může současně provádět tři základní funkce: monitorování polohy tyče, monitorování poklesu tyče a monitorování hyper kompresoru, což poskytuje kompletní pokrytí pro řízení stavu pístnic pístových kompresorů.
Rozsáhlé parametry měření: V závislosti na konfiguraci může každý kanál poskytovat až více než deset klíčových naměřených hodnot, včetně:
Informace o poloze: Velikost polohy, špičková amplituda, průměrná/okamžitá poloha pístu, úhel kliky.
Informace o mezeře: Napětí v mezeře, průměrná/okamžitá mezera sondy.
Frekvenční komponenty: 1x amplituda, 2x amplituda, nikoli 1x amplituda.
Informace o fázi: Úhel polohy (pro spárované kanály).
Flexibilní konfigurace kanálu: Čtyři monitorovací kanály používají režim párového programování, který umožňuje flexibilní konfiguraci pro provádění dvou různých monitorovacích funkcí (např. kanály 1 a 2 pro sledování polohy tyče, kanály 3 a 4 pro sledování poklesu tyče), což výrazně zvyšuje flexibilitu konfigurace a nákladovou efektivitu.
Vysoká přesnost a spolehlivost: Využívá pokročilou technologii úpravy signálu a algoritmy digitálního zpracování. Typická přesnost pro většinu měřených parametrů je až ±0,33 % FS a přesnost měření úhlu dosahuje ±1°, což zajišťuje přesnost a spolehlivost alarmu.
Výkonná správa alarmů: Uživatelé mohou nezávisle nastavit programovatelné nastavené hodnoty výstrah a nebezpečí pro každou naměřenou hodnotu prostřednictvím konfiguračního softwaru 3500, který obsahuje nastavitelné funkce zpoždění, které účinně předchází falešným poplachům a dosahují přesné ochrany.
Komplexní diagnostika a výstupy:
Vyrovnávací výstupy na předním panelu: Každý kanál poskytuje nezávislý výstup signálu snímače s vyrovnávací pamětí pro připojení k osciloskopům pro pokročilou diagnostiku.
Výstupy záznamníku: Poskytuje analogový výstup 4-20 mA pro přenos vybraných naměřených hodnot do DCS nebo záznamového systému.
Stavové indikátory: Přední panel je vybaven LED diodami OK, TX/RX a Bypass pro zobrazení provozu modulu a stavu komunikace v reálném čase.
Rozsáhlé certifikace a kompatibilita: Modul a jeho možnosti I/O prošly několika mezinárodními certifikacemi odolnými proti výbuchu, jako jsou cNRTLus, ATEX a IECEx, a také bezpečnostními a námořními certifikacemi, jako jsou CE, DNV GL a ABS, splňující požadavky na instalaci pro různá drsná prostředí po celém světě. Jeho konstrukce umožňuje bezproblémovou integraci se systémem 3500 a je kompatibilní s různými I/O moduly (Interní/Externí ukončení, Barrier verze).
Pracovní princip a technické detaily
Pracovní princip monitoru 3500/72M je založen na efektu vířivých proudů. Jeho pracovní postup zahrnuje přesné získávání signálu, úpravu a analýzu:
Akvizice signálu: Monitor poskytuje provozní energii pro bezdotykové sondy vířivých proudů instalované v blízkosti pístnice. Vysokofrekvenční elektromagnetické pole generované sondou indukuje vířivé proudy na vodivém povrchu pístnice. Tyto vířivé proudy reagují zpět na cívku sondy a jejich intenzita je nepřímo úměrná mezeře mezi sondou a povrchem tyče. V důsledku toho je výstupní signál ze sondy modulovaný signál obsahující jak DC (stejnosměrný proud) složku mezery, tak složku dynamického posunu AC (střídavý proud).
Úprava a oddělení signálu: Po přijetí signálu sondy monitor provede následující klíčové kroky zpracování:
1X/2X vektorové filtry: Používají se k přesné extrakci vibračních složek synchronních s rychlostí chodu kompresoru (1X) a jeho druhou harmonickou (2X), s potlačením stop pásma až 57,7 dB.
Not 1X Notch Filter: Používá se k odfiltrování komponenty 1X, čímž se získá zbývající energie nesynchronních vibrací, což pomáhá při diagnostice nesynchronních poruch. Poskytuje minimální potlačení stoppásma 34,9 dB ve frekvenčním rozsahu od 60 CPM do 15,8násobku rychlosti běhu.
Vstupní úprava: Vstupní obvod je přizpůsoben impedanci na 10 kΩ a podporuje různé standardní citlivosti sondy, jako je 20 mV/mil, 100 mV/mil a 200 mV/mil.
Extrakce signálu mezery: Používá horní propust s velmi nízkou mezní frekvencí (~0,09 Hz), v podstatě stejnosměrný blokátor, k oddělení pomalu se měnícího signálu průměrného stejnosměrného napětí. Toto napětí je úměrné průměrné mezeře a je přímým základem pro Monitor Drop Monitoring.
Dynamická extrakce signálu: Používá pevnou pásmovou propust (1 Hz - 600 Hz) k extrakci střídavého dynamického signálu pro analýzu výkyvů pístnice a změn polohy.
Pokročilá analýza filtrování: Zahrnuje vestavěné sledovací filtry Constant Q a zářezové filtry.
Digitální zpracování a výpočet: Upravený analogový signál je vzorkován vysokorychlostním ADC a převeden na digitální signál. Vestavěný procesor poté provede výpočty, aby nakonec vygeneroval všechny naměřené hodnoty parametrů, jako jsou vrcholy ke špičce, vektorové hodnoty, fázové úhly atd.
Posouzení logiky alarmu: Procesor průběžně porovnává generované naměřené hodnoty s nastavenými hodnotami alarmu přednastavenými uživatelem prostřednictvím softwaru. Jakmile kterýkoli parametr překročí nastavenou mez a splní nakonfigurovanou podmínku zpoždění, monitor okamžitě vydá poplachový příkaz přes propojovací desku stojanu a přivede odpovídající relé k aktivaci a provedení ochranné sekvence vypnutí.
Specifikace
| Popis položky |
Specifikace |
| Počet kanálů |
4 kanály |
| Vstupní signál |
1 až 4 kanály signálů přiblížení pomocí vířivých proudů |
| Vstupní impedance |
10 kΩ |
| Citlivost sondy |
0,79 mV/µm (20 mV/mil), 3,94 mV/µm (100 mV/mil) nebo 7,87 mV/µm (200 mV/mil) |
| Přesnost měření |
Typická ±0,33 % FS, Max ±1 % FS (pozice, mezera atd.); Úhel Typický ±1°, Max ±3° |
| Frekvenční odezva |
Dynamický kanál: 1 Hz - 600 Hz; Gap Channel: ~0,09 Hz (-3dB) |
| Zpoždění alarmu |
Upozornění: Nastavitelné 1-60 sekund; Nebezpečí: 0,1 sekundy (pevné) nebo nastavitelné 1-60 sekund |
| Přesnost nastavené hodnoty alarmu |
V rozmezí ±0,13 % požadované hodnoty |
| Spotřeba energie |
7,7 wattu (typicky) |
| Provozní teplota |
Standardní I/O modul: -30°C ~ +65°C; Vnitřní bariérový I/O modul: 0°C ~ +65°C |
| Rozměry modulu (VxŠxH) |
Modul monitoru: 241,3 mm x 24,4 mm x 241,8 mm |
| Rack Space |
přední slot (monitor) + 1 zadní slot (I/O modul) |
| Certifikace proti výbuchu |
cNRTLus (CL I, Div. 2), ATEX/IECEx (II 3 G Ex nA/ec nC ic IIC T4 Gc) atd. |
Aplikační scénáře
Monitor 3500/72M je ideální volbou pro následující scénáře a zařízení:
Ropný a plynárenský průmysl: Ochrana pístních tyčí ve velkých pístových kompresorech používaných při posilování zemního plynu, související úpravě plynu, kompresi CNG, vstřikování plynu pro regeneraci oleje atd.
Chemický a petrochemický průmysl: Sledování stavu a ochrana vysokotlakých pístových kompresorů v procesech, jako je výroba etylenu, polyethylenu, hnojiv (syntéza čpavku, močoviny) a uhelná chemická výroba.
Ochrana kritických zařízení: Zvláště vhodná pro monitorování:
Pád pístnice: Zabraňuje potopení pístnice a následnému poškození příčné hlavy a klikového hřídele způsobenému opotřebením pístního kroužku, rozbitím nebo poruchou těsnění.
Ohyb a zlomenina tyče: Včasná detekce prekurzorů poruch, jako je opotřebení pouzder ojnice, uvolněné kolíky křížové hlavy nebo usazování kapaliny prostřednictvím sledování trajektorie polohy a výkyvu.
Nesouosost tyče a opotřebení: Posuzuje stav vyrovnání a stav opotřebení mezi pístnicí a ucpávkou analýzou úhlu polohy a dynamických signálů.
Hyperkompresorové aplikace: Jeho monitorovací režim Hyper Compressor je speciálně navržen tak, aby poskytoval přizpůsobenou ochranu kompresorům pracujícím v extrémních podmínkách, jako jsou ty, které se používají při výrobě vysokotlakého polyetylenu.
