Das 3500/50M Tachometer-Modul ist ein leistungsstarkes, zweikanaliges Maschinenzustandsüberwachungsmodul, das von Bently Nevada entwickelt wurde und für die Überwachung der Drehzahl, Beschleunigung und Richtung rotierender Geräte konzipiert ist. Dieses Modul akzeptiert Eingangssignale von Näherungssonden oder magnetischen Aufnehmern und ermöglicht so die Echtzeitberechnung der Wellendrehzahl, Rotorbeschleunigung und Drehrichtung. Es nutzt vom Benutzer programmierbare Alarmsollwerte, um ein intelligentes Alarmmanagement zu implementieren. Das 3500/50M-Modul bietet eine hohe Konfigurationsflexibilität und unterstützt mehrere Überwachungsmodi, wodurch es sich für den Schutz kritischer Geräte und die Zustandsüberwachung in verschiedenen Industrieumgebungen eignet.
Das in das 3500-Überwachungssystem integrierte Modul arbeitet synergetisch mit anderen Systemmodulen zusammen, um zuverlässigen Maschinenschutz und Frühwarnfunktionen bereitzustellen. Sein Design entspricht zahlreichen internationalen Standards und verfügt über Zertifizierungen für explosionsgefährdete Bereiche, sodass es für Hochrisikobranchen wie Schifffahrt, Öl und Gas, Energieerzeugung und Chemie geeignet ist.
2. Hauptmerkmale
2.1 Dual-Channel-Eingangsunterstützung
Das 3500/50M-Modul verfügt über zwei unabhängige Kanäle, die gleichzeitig Signale von zwei Sensortypen akzeptieren können:
Näherungssensoren: Geeignet für hochpräzise Geschwindigkeitsmessungen, unterstützt niedrige bis hohe Geschwindigkeitsbereiche.
Magnetische Tonabnehmer: Geeignet für die Überwachung mittlerer bis hoher Geschwindigkeit, jedoch nicht für Rückwärtsdrehung oder Nullgeschwindigkeitserkennung empfohlen.
2.2 Mehrere Überwachungsmodi
Benutzer können über die 3500 Rack-Konfigurationssoftware die folgenden Betriebsmodi auswählen:
Geschwindigkeitsüberwachung mit Sollwertalarmierung: Überwacht die Geschwindigkeit in Echtzeit und löst Alarme aus.
Geschwindigkeitsüberwachung mit Geschwindigkeitsbandalarm: Alarmierung, wenn die Geschwindigkeit außerhalb eines definierten Bereichs abweicht.
Geschwindigkeitsüberwachung mit Nullgeschwindigkeitsbenachrichtigung: Erkennt, ob sich die Ausrüstung nicht mehr dreht.
Geschwindigkeitsüberwachung mit Rotorbeschleunigungsalarm: Überwacht die Rotorbeschleunigung, um Übergeschwindigkeitsrisiken vorzubeugen.
Geschwindigkeitsüberwachung mit Rückwärtsdrehungsbenachrichtigung: Erkennt, ob sich die Welle rückwärts dreht.
2.3 Peak-Hold-Funktion
Das Modul verfügt über eine Peak-Hold-Funktion, die Folgendes aufzeichnet und speichert:
Höchste Vorwärtsgeschwindigkeit
Höchste Rückwärtsgeschwindigkeit
Anzahl der Rückwärtsdrehungen.
Spitzenwerte können per Software zurückgesetzt werden, was die anschließende Analyse und Wartung erleichtert.
2.4 Konditionierter Keyphasor-Signalausgang
Das 3500/50M-Modul kann aufbereitete Keyphasor-Signale an die 3500-Rack-Backplane zur Verwendung durch andere Überwachungsmodule (z. B. Vibrationsmonitore) liefern. Dadurch entfällt die Notwendigkeit eines separaten Keyphasor-Moduls, was Platz im Rack und Kosten spart.
2.5 Alarmmanagement
Zweistufige Alarmierung: Alarm 1 und Alarm 2 können unabhängig voneinander für unterschiedliche Schweregrade eingestellt werden.
Programmierbare Alarmverzögerungen: Die Verzögerung von Alarm 1 ist von 1 bis 60 Sekunden konfigurierbar; Alarm-2-Verzögerung von 0,1 bis 60 Sekunden, um Fehlalarme zu verhindern.
Flexible Sollwerte: Alarmwerte können normalerweise für jeden Messwert von 0 % bis 100 % des Skalenendwerts eingestellt werden, um unterschiedlichen Geräteanforderungen gerecht zu werden.
2.6 Analogausgang und Rekorderschnittstelle
Das Modul bietet einen 4–20 mA-Analogausgang, der für Datenlogger, Diagrammschreiber oder Anzeigegeräte geeignet ist. Die Ausgangsimpedanz beträgt 550 Ω, mit einem Spannungskonformitätsbereich von 0–12 VDC und einem maximalen Lastwiderstand von 600 Ω.
2.7 Statusanzeige und Kommunikation
Auf der Vorderseite befinden sich dreifarbige LED-Anzeigen:
OK-LED: Zeigt den normalen Modulbetrieb an.
TX/RX-LED: Zeigt den Kommunikationsstatus mit anderen Modulen im 3500-Rack an.
Bypass-LED: Zeigt an, dass sich das Modul im Bypass-Modus befindet.
3. Detailliertes Arbeitsprinzip
3.1 Signaleingang und -konditionierung
Das 3500/50M-Modul akzeptiert Spannungssignale von Näherungssensoren oder magnetischen Aufnehmern. Der Eingangssignalbereich beträgt –24 V bis +10 V; Signale, die diesen Bereich überschreiten, werden zum Schutz intern begrenzt. Die Eingangsimpedanz des Moduls gibt es in drei Varianten:
Das Modul konditioniert das Eingangssignal entweder mit dem automatischen Schwellenwert oder dem manuellen Schwellenwert:
Automatischer Schwellenwert: Wird für Signale mit einer Frequenz über 0,0167 Hz verwendet (entspricht 1 U/min für 1 Ereignis/Umdrehung). Die minimale Triggersignalamplitude beträgt 1 V Spitze-Spitze.
Manueller Schwellenwert: Ermöglicht Benutzern die Einstellung des Auslöseschwellenwerts zwischen +9,5 Vdc und –23,5 Vdc. Die minimale Triggersignalamplitude beträgt 500 mV Spitze-zu-Spitze.
3.2 Geschwindigkeitsberechnung und Genauigkeit
Das Modul berechnet die Rotationsgeschwindigkeit basierend auf der Anzahl der Ereignisse pro Umdrehung (unterstützt 0,0039 bis 255 Ereignisse/Umdrehung für die meisten Kanaltypen und 1 bis 255 für Rotorbeschleunigungs- und Nullgeschwindigkeitstypen). Der maximale Vollbereich liegt bei 99.999 U/min, bei einer maximalen Eingangsfrequenz von 20 kHz. Die Geschwindigkeitsgenauigkeit wird in drei Bereichen definiert:
3.3 Beschleunigungsüberwachung
Zur Überwachung der Rotorbeschleunigung unterstützt das Modul 1 bis 255 Ereignisse pro Umdrehung mit einer Genauigkeit von ±20 U/min. Der Beschleunigungswert wird aus der Geschwindigkeitsänderungsrate abgeleitet und hilft bei der Vorhersage von abnormalem Verhalten während der Gerätebeschleunigung.
3.4 Richtungserkennung und Nullgeschwindigkeitsbestimmung
Das Modul ermittelt die Drehrichtung durch Analyse der Phasen- oder Impulsfolge der Sensorsignale.
Wichtiger Hinweis: Magnetische Aufnehmer werden für die Rückwärtsdrehung oder Nullgeschwindigkeitserkennung nicht empfohlen, da die Signalflanken bei niedrigen Geschwindigkeiten nicht sauber sind, was möglicherweise zu falschen Anzeigen führt.
Die Nullgeschwindigkeitserkennung basiert darauf, ob die Signalfrequenz unter einen festgelegten Schwellenwert fällt, der normalerweise verwendet wird, um festzustellen, ob das Gerät vollständig zum Stillstand gekommen ist.
3.5 Alarmlogik und -ausgang
Das Modul vergleicht kontinuierlich in Echtzeit berechnete Parameter (Geschwindigkeit, Beschleunigung, Richtung usw.) mit benutzerdefinierten Alarmsollwerten. Überschreitet ein Parameter seinen eingestellten Grenzwert, löst das Modul den entsprechenden Alarmausgang aus. Alarmsignale können über Relais oder Kommunikationsschnittstellen an das Leitsystem weitergeleitet werden.
3.6 Kommunikations- und Datenschnittstelle
Das 3500/50M-Modul kommuniziert mit dem System über die 3500-Rack-Backplane und stellt eine Schnittstelle zu Kommunikations-Gateway-Modulen (z. B. 3500/92) her, um Messdaten an übergeordnete Systeme hochzuladen. Das Modul unterstützt Industrieprotokolle wie Modbus und OPC und ermöglicht so eine einfache Integration in DCS- oder SCADA-Systeme.
4. Technische Eigenschaften
Hochpräzise Messung:
Unter 100 U/min: ±0,1 U/min
100–10.000 U/min: ±1 U/min
10.000–99.999 U/min: ±0,01 % der wahren Wellengeschwindigkeit
Beschleunigungsgenauigkeit: ±20 U/min/min
Große Reichweite:
Maximaler Vollausschlag: 99.999 U/min
Maximale Eingangsfrequenz: 20 kHz
Minimale Eingangsfrequenz für Näherungssensoren: 0,0167 Hz (entspricht 1 U/min für 1 Ereignis/Umdrehung)
Mindesteingangsfrequenz für magnetische Tonabnehmer: 3,3 Hz
Flexible Eingabekonfiguration:
Unterstützt 1–255 Ereignisse/Umdrehung (für Rotorbeschleunigungs- und Nullgeschwindigkeitskanaltypen)
Andere Kanaltypen unterstützen 0,0039–255 Ereignisse/Umdrehung
5. Umweltanpassungsfähigkeit:
6. Sicherheitszertifizierungen:
Entspricht FCC, EMC, LV-Richtlinie, RoHS, ATEX, IECEx, CSA und anderen internationalen Standards
Geeignet für explosionsgefährdete Bereiche (Klasse I, Division 2/Gruppen A, B, C, D oder Klasse I, Zone 2)
7. Wichtige Warnung:
Es ist wichtig zu beachten, dass das Drehzahlmessermodul 3500/50M nicht unabhängig oder als Komponente eines Geschwindigkeitsregelungs- oder Übergeschwindigkeitsschutzsystems verwendet werden darf, da es keine Schutzredundanz oder die Reaktionsgeschwindigkeit bietet, die für einen zuverlässigen Betrieb als Geschwindigkeitsregelungs- oder Übergeschwindigkeitsschutzsystem erforderlich ist. Der analoge Proportionalausgang eignet sich nur für die Datenprotokollierung, Diagrammaufzeichnung oder Anzeigezwecke. Geschwindigkeitsalarm-Sollwerte sind nur für Ankündigungszwecke geeignet.
Für magnetische Aufnehmer: Verwenden Sie keine magnetischen Aufnehmer für die Option „Rückwärtsdrehung“ oder „Nullgeschwindigkeit“, da es sonst zu falschen Angaben der Drehrichtung kommen kann. Bei niedrigen Geschwindigkeiten liefern die Wandler keine saubere Kante für die Erkennungsschaltung.
8. Physikalische Eigenschaften
Monitormodul (Hauptplatine):
Abmessungen: 241,3 mm × 24,4 mm × 241,8 mm
Gewicht: 0,82 kg
E/A-Module:
Version ohne Barriere: 241,3 mm × 24,4 mm × 99,1 mm, Gewicht 0,20 kg
Version mit interner Barriere: 241,3 mm × 24,4 mm × 163,1 mm, Gewicht 0,46 kg
Platzbedarf im Rack:
Monitormodul: Belegt 1 vorderen Steckplatz.
I/O-Modul: Belegt 1 hinteren Steckplatz
9. Anwendungen
Das Drehzahlmessermodul 3500/50M wurde speziell für rotierende Maschinen in den folgenden Bereichen entwickelt:
Kraftwerke: Drehzahlüberwachung und -schutz für Dampfturbinen, Gasturbinen und Wasserturbinen
Petrochemische Industrie: Drehzahlüberwachung und Überdrehzahlschutz für Kompressoren und Pumpen
Metallurgische Industrie: Drehzahlüberwachung für Walzwerke und Ventilatoren
Schiffsantriebe: Geschwindigkeits- und Drehrichtungsüberwachung für Antriebswellensysteme
Industrielle Antriebe: Drehzahlüberwachung für große Motoren und Getriebe
