Der 3300/16 XY/GAP Dual Vibration Monitor ist ein wichtiges Überwachungsmodul innerhalb des Anlagenzustandsüberwachungssystems der Bently Nevada 3300-Serie. Es handelt sich um einen leistungsstarken, hochgradig konfigurierbaren dedizierten Monitor, der hauptsächlich für die kontinuierliche Überwachung und den Schutz großer rotierender Maschinen wie Dampfturbinen, Gasturbinen, Kompressoren und Pumpen verwendet wird.
Die Kernfunktion des Monitors besteht darin, gleichzeitig zwei unabhängige Kanäle radialer Vibrationssignale zu verarbeiten und zusätzlich ein Lückensignal zu berechnen und zu überwachen, das die durchschnittliche Wellenposition darstellt. Es akzeptiert Eingaben von zwei Näherungssonden-/Näherungssensorsystemen und bietet Bedienern einen umfassenden Überblick über den Zustand des Maschinenrotors. Als verbesserte Version des 3300/15 Dual Radial Vibration Monitor ist die wichtigste Verbesserung des 3300/16 die Hinzufügung von Alarmen für die radiale Position (Lücke), die einen umfassenderen Maschinenschutz bieten.
Seine typische Anwendung besteht darin, zwei um 90 Grad voneinander versetzte Sonden (X- und Y-Richtung) am selben Lager zu installieren. Diese Konfiguration überwacht nicht nur die Schwingungsamplitude in jede Richtung, sondern überwacht über die Spaltspannung auch die statische Position der Welle (z. B. ihren Hub innerhalb des Lagers), was für die Erkennung von Wellenfehlausrichtungen, Vorspannungsänderungen oder anderen mechanischen Problemen von entscheidender Bedeutung ist.
2. Systemfunktionen und Überwachungsprinzipien
2.1 Zweikanalige Vibrationsüberwachung
Der Monitor 3300/16 verarbeitet unabhängig voneinander Vibrationssignale für zwei Kanäle. Jeder Kanal empfängt das Rohspannungssignal von einem Proximitor-Sensor. Dieses Signal enthält umfangreiche dynamische Informationen über den Rotor:
Dynamische AC-Komponente: Stellt die Vibration des Rotors dar. Seine Amplitude entspricht direkt der Änderung des Spalts zwischen Rotor und Sonde, typischerweise ausgedrückt in Spitze-zu-Spitze-Werten (pp).
Statische Gleichstromkomponente: Stellt den durchschnittlichen Abstand zwischen der Sondenspitze und der Schaftoberfläche dar und spiegelt die statische Position des Schafts wider.
Die internen Schaltkreise des Monitors trennen zunächst die AC- und DC-Komponenten.
Zur Vibrationsüberwachung wird das abgetrennte Wechselstromsignal gefiltert, verstärkt und von einer Spitze-zu-Spitze-Erkennungsschaltung verarbeitet. Diese Schaltung berechnet die Spannungsdifferenz zwischen dem höchsten und dem niedrigsten Punkt der Vibrationswellenform, die direkt dem Spitze-zu-Spitze-Wert der Vibration entspricht. Dieses verarbeitete Signal wird dann mit vom Benutzer voreingestellten Alarm- und Gefahrenalarm-Sollwerten verglichen.
2.2 Prinzip der Lückenüberwachung
Die „Gap“-Spannung, die die abgetrennte Gleichstromkomponente darstellt, ist ein Kernausgangssignal des Wirbelstrom-Näherungssondensystems. Gemäß dem Wirbelstromprinzip ist der durchschnittliche Abstand zwischen der Sonde und der leitfähigen Schaftoberfläche umgekehrt proportional zur Ausgangsspannung (innerhalb des linearen Bereichs des Systems). Daher spiegelt eine stetige Änderung der Spaltspannung direkt eine axiale Verschiebung der durchschnittlichen Position des Rotors oder eine Änderung der Lagerölfilmdicke wider.
Der 3300/16-Monitor verfügt speziell über eine Lückenalarmfunktion. Benutzer können einen Alarmalarmpunkt für einen bestimmten Spaltspannungswert festlegen. Wenn beispielsweise die Wellenposition aufgrund von Faktoren wie Drucklagerverschleiß oder Temperaturänderungen von ihrem optimalen Betriebspunkt abweicht, verlässt die Spaltspannung den normalen Bereich und löst einen Alarm aus, der den Bediener alarmiert. Diese Funktion fügt dem Maschinenschutz eine wichtige Redundanzebene hinzu. Es ist wichtig zu beachten, dass der Lückenalarm eine feste Zeitverzögerung von 6 Sekunden beinhaltet, um Fehlauslösungen durch vorübergehende Signalschwankungen zu verhindern.
2.3 Alarmlogik und Relaisausgänge
Der Monitor bietet für jeden Kanal zwei Alarmausgabestufen:
Warnung: Eine Vorwarnstufe, die darauf hinweist, dass Vibrationspegel oder Lückenwerte einen nicht idealen Bereich erreicht haben, der Aufmerksamkeit erfordert.
Gefahr: Ein kritischer Wert, der darauf hinweist, dass sich die Maschine in einem unsicheren Betriebszustand befindet und sofortige Maßnahmen erfordert, um Schäden zu verhindern.
Das Alarmrelaismodul ist ein optionales Zubehör, es muss jedoch mindestens eines pro 3300-System bestellt werden. Der Relaismodus ist vor Ort programmierbar:
Nicht selbsthaltend: Das Relais wird automatisch zurückgesetzt, wenn der Vibrationspegel wieder unter den Alarmsollwert fällt.
Selbsthaltend: Nach der Auslösung bleibt das Relais im ausgelösten Zustand, bis es manuell zurückgesetzt wird, was bei der Identifizierung des First-Out-Fehlers hilft.
Darüber hinaus unterstützt das Gefahrenrelais eine programmierbare Abstimmungslogik:
'ODER'-Abstimmung: Das Relais wird angesteuert, wenn einer der Kanäle einen Gefahrenalarm auslöst.
„UND“-Abstimmung: Beide Kanäle müssen gleichzeitig einen Gefahrenalarm auslösen, um das Relais anzusteuern. „UND“-Voting kann in Anwendungen verwendet werden, die eine höhere Zuverlässigkeit gegen Fehlauslösungen erfordern.
3. Signalverarbeitung und elektrische Eigenschaften
3.1 Signaleingang und -konditionierung
Eingangsimpedanz: 10 kΩ, wodurch ein minimaler Belastungseffekt bei der Signalquelle vom Proximitor-Sensor gewährleistet wird.
Empfindlichkeitsauswahl: Vom Benutzer programmierbar zur Auswahl von 200 mV/mil oder 100 mV/mil, um mit verschiedenen Bently Nevada Proximitor-Sensorserien kompatibel zu sein (z. B. 3300 8 mm, 3300 XL 11 mm, 7200-Serie usw.).
Genauigkeit: Bei +25 °C beträgt die typische Genauigkeit ±0,33 % des Skalenendwerts, mit einem Maximum von ±1 %. Die Genauigkeit wird leicht verringert, wenn die Funktion „Trip Multiply“ aktiviert ist.
3.2 Frequenzgang
Abhängig von den Maschineneigenschaften kann der Anwender aus zwei Filterbereichen wählen:
4 bis 4.000 Hz: Der Standardbereich, geeignet für die meisten rotierenden Maschinen mit hoher Drehzahl.
1 bis 600 Hz: Ein erweiterter Niederfrequenzbereich für langsamere Maschinen mit Drehzahlen unter 1000 U/min. Das Handbuch betont ausdrücklich, dass diese Option nicht für Geräte mit schnellen Start-/Stoppraten über 1000 U/min/s (z. B. motorbetriebene Geräte) empfohlen wird, da die erweiterte Niederfrequenzreaktion Vibrationstransienten während des Startvorgangs zurückhalten kann, was möglicherweise dazu führt, dass Alarmrelais aktiviert werden, selbst nachdem die tatsächliche Vibration abgeklungen ist.
3.3 Rekorderausgänge und gepufferte Wandlerausgänge
Rekorderausgänge: Jeder Kanal bietet einen unabhängigen, vom Benutzer programmierbaren Analogausgang, wählbar als +4 bis +20 mA, 0 bis -10 V DC oder +1 bis +5 V DC. Diese werden zum Anschluss an Trendrekorder, DCS oder Diagnosesysteme verwendet. Die Ausgabe ist proportional zum Vollbereich des Monitors.
Gepufferte Wandlerausgänge: Diese sind sowohl auf der Vorder- als auch auf der Rückseite vorhanden. Dieser Ausgang ist eine hochohmige, kurzschlussgeschützte Nachbildung des ursprünglichen Proximitor-Signals. Dieses Signal ist für erweiterte Diagnosen von entscheidender Bedeutung, da es die rohen, ungefilterten dynamischen Wellenformdaten enthält, die für Spektrumanalysen, Umlaufbahndiagramme usw. benötigt werden.
3.4 Spannungsversorgung des Wandlers
Der Monitor kann die angeschlossenen Proximitor-Sensoren mit Strom versorgen. Die Spannung kann zwischen -24 Vdc oder -18 Vdc gewählt werden und ist auf der einzelnen Monitorplatine strombegrenzt, was die Systemsicherheit erhöht.
4. Benutzeroberfläche und Anzeige
Der 3300/16 verfügt über ein intuitives Display-Design auf der Vorderseite:
Flüssigkristallanzeige (LCD): Verwendet ein nicht-multiplexierendes vertikales Balkendiagramm-LCD. Zwei Hauptbalkendiagramme zeigen die Schwingungsamplitude für die beiden Kanäle an, während ein drittes, zentrales Balkendiagramm der Anzeige der Lückenspannung gewidmet ist. Das LCD wird auch zur Anzeige von Fehlercodes und Konfigurationsmenüs verwendet.
LED-Anzeigen:
OK: Durchgehend grün zeigt einen fehlerfreien Kanal an; Aus zeigt einen Kanalfehler oder Bypass an (rote Bypass-LED leuchtet); Das Blinken zeigt eine Statusänderung oder gespeicherte Fehlercodes an.
Alarm / Gefahr: Rote LEDs zeigen den jeweiligen Alarmstatus an. Das Blinken weist auf eine „First Out“-Bedingung hin.
Bypass: Rote LEDs zeigen den Kanal-Bypass- oder Rack-Bypass-Status an.
5. Sicherheitszertifizierungen und Umweltverträglichkeit
Umgebungsbedingungen: Betriebstemperatur von 0 °C bis +65 °C; Lagertemperatur von -40°C bis +85°C; relative Luftfeuchtigkeit bis zu 95 % (nicht kondensierend).
Sicherheitszertifizierungen:
CSA/NRTL/C: Geeignet für Gefahrenbereiche der Klasse I, Division 2, Gruppen A, B, C, D.
ATEX: Selbstzertifiziert, entspricht der Kategorie II 3 G, geeignet für Bereiche der Zone 2 (erfordert Installation in einem wetterfesten Gehäuse).
CE-Kennzeichnung: Entspricht der EMV-Richtlinie und der Niederspannungsrichtlinie.
