Der 3500/70M Reciprocating Impulse Velocity Monitor ist ein professionelles Überwachungsgerät in Industriequalität im Rahmen der 3500 Machinery Protection Systems und dient als kritische Komponente des 3500 Machinery Protection Systems. Dieses Single-Slot-Modul bietet eine Vierkanal-Überwachungsfunktion, die speziell für die Überwachung der Kurbelgehäuse- und Kreuzkopfvibrationen von Kolbenkompressoren entwickelt wurde.
Der 3500/70M besteht aus einem festen Frontmodul (P/N 176449-09) und fünf verschiedenen Typen von I/O-Modulen auf der Rückseite (Einzelheiten finden Sie auf der Bestellseite). Der 176449-09 kann in Kombination mit einem der hinteren E/A-Module ein komplettes System bilden.
Als Kernkomponente des Lösungspakets für Kolbenkompressoren akzeptiert dieses Modul Eingangssignale von seismischen Wandlern, bereitet die Signale auf, um Vibrationsmessungen zu erhalten, und vergleicht die aufbereiteten Signale mit vom Benutzer programmierbaren Alarmsollwerten. Benutzer können jeden Kanal über die 3500 Rack-Konfigurationssoftware programmieren, um vier verschiedene Überwachungsfunktionen zu erreichen: Impulsbeschleunigung, Beschleunigung, Hin- und Herbewegungsgeschwindigkeit und Niederfrequenz-Hin- und Herbewegungsgeschwindigkeit.
Merkmale und Funktionen
1. Konfiguration der Mehrkanalüberwachung
Bietet 4 völlig unabhängige Überwachungskanäle und unterstützt mehrere Überwachungsfunktionen.
Die Kanäle werden paarweise konfiguriert (Kanäle 1-2 und Kanäle 3-4), wodurch die gleichzeitige Ausführung von zwei verschiedenen Überwachungsfunktionen ermöglicht wird.
Jeder Kanal kann unabhängig programmiert werden, was eine flexible Konfiguration des Überwachungsschemas ermöglicht.
Unterstützt den Eingang seismischer Wandler mit einer Eingangsimpedanz von bis zu 10 kΩ (Beschleunigung) und >1 MΩ (Geschwindigkeit).
2. Vier professionelle Messfunktionen:
Impulsbeschleunigungsüberwachung
Messbereich: 0,51–11,72 mV/(m/s²) oder 5–115 mV/g
Bandauswahl: 0-359° (1° Auflösung)
Banddauer: 1-360° (1° Auflösung)
Verwendet einen durchschnittlichen Glättungsfilter mit 8 Umdrehungen
Beschleunigungsüberwachung
Der Messbereich entspricht der Impulsbeschleunigung.
Bietet Spitzen- und RMS-Statikwertausgänge.
Unterstützt 3-3000 Hz Hochpassfilterung und 30-30000 Hz Tiefpassfilterung.
Überwachung der Hubgeschwindigkeit
Empfindlichkeit: 3,54–22,64 mV/(mm/s) oder 90–575 mV/(in/s)
Integrationsfilter: -3 dB bei 0,34 Hz
Bietet 1X- und 2X-Vektorfilterung mit einer Bandbreite von ±3 % der Laufgeschwindigkeit.
Niederfrequenz-Hin- und Herbewegungsgeschwindigkeitsüberwachung
Besonders geeignet für Betriebsbedingungen mit niedriger Drehzahl.
Hochpassfilterbereich: 0,750–100 Hz
Tiefpassfilterbereich: 10–1375 Hz
Die minimale Maschinengeschwindigkeit kann 30 U/min erreichen (spezielle Modifikation erforderlich).
3. Erweiterte Signalverarbeitungsfähigkeit
Filtereigenschaften: 4-poliger Hochpassfilter (80 dB/Dekade) und 2-poliger/4-poliger Tiefpassfilter.
Bias-Filter: -3 dB bei 0,01 Hz, eliminiert effektiv Gleichstromanteile.
Nicht OK-Filter: -3 dB bei 2400 Hz, bietet Anti-Aliasing-Schutz.
Vektorfilter: Filterung mit konstantem Q-Wert, Q=16,7, Bandbreite beträgt ±3 % der Laufgeschwindigkeit.
4. Programmierbare Alarmfunktion
Jeder Kanal unterstützt Alarmsollwerte.
Gefahrensollwerte können für zwei beliebige statische Werte konfiguriert werden.
Die Genauigkeit des Alarmsollwerts beträgt bis zu 0,13 %.
Einstellbare Alarmverzögerung: Alarm: 1–60 Sekunden (1-Sekunden-Schritte); Gefahr: 0,1 Sekunden oder 1-60 Sekunden (1-Sekunden-Schritte).
Alarmbereich: 0–100 % des Skalenendwerts, begrenzt durch den Bereich des Wandlers.
5. Umfassende Ausgabefähigkeit
des Recorder-Ausgangs
4-20 mA Analogausgang, proportional zum Vollausschlag.
Maximaler Lastwiderstand: 600 Ω
Spannungskonformität: +12 Vdc
Auflösung: 0,3662 μA
Aktualisierungsrate: <100 Millisekunden
Genauigkeit: ±0,05 mA (Umgebungstemperatur), ±0,14 mA (voller Temperaturbereich)
Gepufferter Wandlerausgang
6. Stromversorgungsfähigkeit des Wandlers
Ausgangsspannung: ≥22 Vdc
Maximaler Strom: 40 mA
Anlaufstrom: ≤15 mA (garantiert kein Foldback)
Ausgangsimpedanz: 20 Ω (Normalbetrieb), 1000 Ω (Foldback-Zustand)
Foldback-Schutz: 15,4–24,9 mA
Funktionsprinzip
1. Signalerfassung und Eingangsverarbeitung
Der Zugriff auf Sensorsignale erfolgt über dedizierte E/A-Module. Beschleunigungssignale werden über einen Eingangsschaltkreis mit einer Impedanz von 10 kΩ und Geschwindigkeitssignale über einen Eingangsschaltkreis mit hoher Impedanz von >1 MΩ empfangen, was eine genaue Signalerfassung gewährleistet. Das Modul bietet eine stabile Erregungsstromversorgung für die Wandler: Ausgangsspannung ≥22 Vdc, maximaler Strom 40 mA und verfügt über einen Foldback-Schutz (15,4–24,9 mA), der einen zuverlässigen Betrieb für verschiedene Wandlertypen gewährleistet.
2. Signalaufbereitung und Filterverarbeitung
Eingangssignale werden zunächst einer Vorverstärkung und Impedanzanpassung unterzogen, bevor sie einer mehrstufigen Filterung zugeführt werden. Der Bias-Filter (-3 dB bei 0,01 Hz) eliminiert effektiv die Gleichstromkomponente und der Not-OK-Filter (-3 dB bei 2400 Hz) bietet Anti-Aliasing-Schutz. Das Modul bietet vier Filtermodusoptionen und nutzt ein 4-poliges Design mit 80 dB/Dekade Roll-Off-Eigenschaften. Der einzigartige Vektorfilter verwendet ein konstantes Q-Wert-Design (Q=16,7) mit einer Bandbreite von ±3 % der Laufgeschwindigkeit und extrahiert effektiv 1X- und 2X-Vibrationskomponenten.
3. Messwert- und Statische Wertberechnung
Abhängig von der konfigurierten Überwachungsfunktion verwendet das Modul unterschiedliche Algorithmen zur Signalverarbeitung:
Impulsbeschleunigung: Berechnet Spitzen- oder RMS-Beschleunigungswerte innerhalb vom Benutzer einstellbarer Kurbelwinkelbänder unter Verwendung einer Durchschnittsglättung über 8 Umdrehungen.
Beschleunigung: Bietet verschiedene statische Werte wie direkte Vorspannung, 1X Amplitude, 2X Amplitude, 1X Phase, 2X Phase.
Reziproke Geschwindigkeit: Wandelt Beschleunigungssignale durch Integrationsverarbeitung (-3 dB bei 0,34 Hz) in Geschwindigkeitssignale um und ermöglicht so eine 1X- und 2X-Komponentenanalyse.
Niederfrequente Hin- und Herbewegungsgeschwindigkeit: Optimiert die Reaktionseigenschaften bei niedrigen Frequenzen, unterstützt Hochpassfilterung von 0,75–100 Hz und ist für Betriebsbedingungen mit niedriger Geschwindigkeit geeignet.
4. Alarmverarbeitungslogik
Die verarbeiteten Signale werden in Echtzeit mit vom Benutzer voreingestellten Alarmsollwerten verglichen. Das System nutzt digitale Filtertechnologie, um Signaljitter zu eliminieren und so die Vergleichsgenauigkeit sicherzustellen. Alarmverzögerungstimer nutzen eine unabhängige Taktquelle für eine präzise Zeitsteuerung. Alarm- und Gefahrenalarme verwenden unterschiedliche Verzögerungsschrittgenauigkeiten (1 Sekunde und 0,1 Sekunde), um Reaktionsgeschwindigkeit und Anti-Interferenz-Fähigkeit in Einklang zu bringen. Der Alarmstatus wird über die Backplane-Kommunikation an das System-Framework übertragen und löst entsprechende Relaisaktionen und Ereignisprotokollierung aus.
5. Ausgangssignalerzeugung
Das Modul stellt mehrere Ausgangssignale bereit: Der gepufferte Wandlerausgang liefert ein isoliertes Signal mit einer Impedanz von 550 Ω über Koaxialanschlüsse auf der Vorderseite; Der Recorder-Ausgang erzeugt über einen hochpräzisen DAC ein 4-20-mA-Analogsignal mit einer Aktualisierungsrate von <100 ms, um Echtzeitleistung zu gewährleisten. Alle Ausgangskreise verfügen über einen Kurzschlussschutz, der sicherstellt, dass der normale Betrieb der primären Überwachungsfunktion auch unter anormalen Bedingungen nicht beeinträchtigt wird.
Technische Spezifikationen
| Parameterspezifikation |
|
| Überwachungskanäle |
4 Kanäle, paarweise konfiguriert |
| Eingangssignal |
Seismisches Wandlersignal |
| Eingangsimpedanz |
Beschleunigung: 10 kΩ; Geschwindigkeit: >1 MΩ |
| Messfunktionen |
Impulsbeschleunigung, Beschleunigung, Hin- und Herbewegungsgeschwindigkeit, niederfrequente Hin- und Herbewegungsgeschwindigkeit |
| Empfindlichkeit |
Beschleunigung: 0,51–11,72 mV/(m/s²); Geschwindigkeit: 3,54–22,64 mV/(mm/s) |
| Filtereigenschaften |
4-poliger Hochpass (80 dB/Dez), 2/4-poliger Tiefpass, Vektorfilterung (Q=16,7) |
| Recorder-Ausgang |
4-20 mA, Belastbarkeit 0-600 Ω |
| Gepufferte Ausgangsimpedanz |
550 Ω |
| Stromversorgung des Wandlers |
≥22 Vdc, 40 mA max, mit Foldback-Schutz |
| Alarmgenauigkeit |
±0,13 % vom Sollwert |
| Alarmverzögerung |
Alarm: 1–60 Sek. (Schritte von 1 Sek.); Gefahr: 0,1 s oder 1–60 s (1-s-Schritte) |
| Betriebstemperatur |
-30°C bis +65°C (Standardmodule), 0°C bis +65°C (Barrieremodule) |
| Stromverbrauch |
7,7 W (typisch) |
| Sicherheitszertifizierungen |
ATEX, IECEx, CSA, CE, FCC, RoHS, DNV GL, ABS |
Anwendungsszenarien
Der 3500/70M Reciprocating Impulse Velocity Monitor eignet sich besonders für die folgenden Industrieszenarien:
Überwachung von Kolbenkompressoren: Überwachung der Kurbelgehäuseschwingungen, Analyse der Kreuzkopfschwingungen, Beurteilung des Zustands der Pleuelstangenbewegung.
Rotierende Maschinen mit niedriger Drehzahl: Vibrationsüberwachung für große Kompressoren, Motoren mit niedriger Drehzahl und Kolbenpumpen.
Prozesskompressoren: Mechanische Zustandsüberwachung für Synthesegaskompressoren, Recyclinggaskompressoren, Erdgaskompressoren.
Schutz kritischer Geräte: Wichtige mechanische Geräte, die eine präzise Vibrationsanalyse und frühzeitige Fehlerwarnung erfordern.
Vorausschauende Wartung: Beurteilung des Gerätezustands und Wartungsplanung basierend auf Vibrationstrendanalysen.
