GE IS200TVIBH2B Vibrationseingangsplatine

Das IS200TVIBH2B ist eine Vibrationseingangs-Anschlussplatine, die von General Electric (GE) für sein Gasturbinensteuerungssystem Mark VI entwickelt wurde. Dieses Board ist die Version der TVIB-Serie, die speziell für die Vibrationsüberwachung konzipiert ist. Seine Hauptfunktion besteht darin, Signale von bis zu 14 Vibrationssonden zu empfangen. Über die VVIB-Prozessorplatine werden die Verschiebungs- und Geschwindigkeitssignale digitalisiert und schließlich über den VME-Bus an die Steuerung übertragen, was eine Echtzeitüberwachung und einen Schutz der Wellenvibrationen der Gasturbine ermöglicht.

Im Vergleich zur Standard-H1A-Version ist das bemerkenswerteste Merkmal der IS200TVIBH2B-Karte die mit BNC-Anschlüssen ausgestattete Frontplatte, die den Anschluss tragbarer Schwingungsdatenerfassungsgeräte für vorausschauende Wartungszwecke ermöglicht. Darüber hinaus bietet die Platine spezielle Anschlüsse für den dauerhaften Anschluss an Vibrationsüberwachungsgeräte von Bently Nevada und ermöglicht so eine kontinuierliche Messung und Analyse der Turbinenvibrationen.

Die IS200TVIBH2B-Karte unterstützt die folgenden Arten von Bently Nevada-Sonden:

• Näherungssensoren: Zur Messung der Vibrationsverschiebung von Wellen

• Geschwindigkeits-/Velomitor-Sonden: Zur Messung der Schwingungsgeschwindigkeit

• Beschleunigungssensoren: Zur Messung der Vibrationsbeschleunigung

• Seismische Sonden: Zur Messung absoluter Schwingungen

• Phasen-/Keyphasor-Sonden: Zur Messung von Geschwindigkeit und Phase

Im Mark VI-System arbeitet der IS200TVIBH2B mit der VVIB-Prozessorplatine und unterstützt sowohl Simplex- als auch TMR-Anwendungen (Triple Modular Redundant). In Simplex-Systemen werden zwei TVIB-Karten über zwei Kabel mit der VVIB-Karte verbunden. In TMR-Systemen ist die TVIB-Karte über drei Kabel mit drei VVIB-Prozessoren (R, S, T) verbunden.

Das Board gestaltet die Anforderungen industrieller Feldanwendungen. Die Jumper JP1–JP8 konfigurieren den Sondentyp für die ersten acht Sonden, um unterschiedlichen Überwachungsanforderungen gerecht zu werden. Die Platinenabmessungen betragen standardmäßig 33,0 cm × 17,8 cm, geeignet für den Einbau in Standard-Schaltschränken.

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II. Hauptfunktionen

Zu den Hauptfunktionen des IS200TVIBH2B gehören unter anderem die folgenden:

1. Multi-Typ-Vibrationssondenschnittstelle

Die IS200TVIBH2B-Karte kann mit bis zu 14 Vibrationssonden verbunden werden, die verschiedene Typen abdecken, darunter Näherungssonden, Geschwindigkeitssonden, Beschleunigungsmesser, seismische Sonden und Keyphasor-Sonden. Jede Sonde ist über drei Drähte mit den beiden Klemmenblöcken auf der Platine verbunden.

2. Signalkonditionierung und -übertragung

Sondeneingangssignale werden zunächst von der IS200TVIBH2B-Karte aufbereitet und dann über Kabel an die VVIB-Prozessorkarte übertragen. Die VVIB-Karte führt eine Hochgeschwindigkeitsabtastung und Digitalisierung der Weg- und Geschwindigkeitssignale durch. Die Daten werden dann über den VME-Bus an die Steuerung gesendet.

3. BNC-Schnittstelle für vorausschauende Wartung

Die IS200TVIBH2B-Karte verfügt auf der Vorderseite über 14 BNC-Anschlüsse, die gepufferte Ausgänge der Sondensignale ermöglichen. Diese gepufferten Ausgänge verfügen über eine Verstärkung von eins, eine interne Impedanz von 10 Ω und können Lasten bis zu 1500 Ω ansteuern. Tragbare Geräte zur Schwingungsdatenerfassung können an diese BNC-Schnittstellen angeschlossen werden, um eine vorausschauende Wartung und Offline-Analyse zu ermöglichen.

4. Bently Nevada Systemschnittstelle

Die Platine verfügt über die Anschlüsse JA1, JB1, JC1 und JD1 für den dauerhaften Anschluss an ein Vibrationsanalysesystem Bently Nevada 3500. Die Signalamplitudengenauigkeit für gepufferte Ausgänge an das Bently Nevada-System beträgt 0,1 % und gewährleistet so eine hochpräzise Schwingungsanalyse.

5. Konfiguration des Sondentyps

Die Jumper JP1A bis JP8A auf der Platine konfigurieren den Sondentyp für die ersten acht Sonden. Für jeden Jumper kann einer von vier Typen ausgewählt werden:

• S: Seismische Sonde

• V: Geschwindigkeitssonde

• P: Näherungssensor

• A: Beschleunigungssensor

6. Redundante Stromversorgung und Schutz

Die IS200TVIBH2B-Karte verwendet einen -28-V-DC-Bus für die Stromversorgung. Regler stellen für jede Sonde individuelle Erregerquellen mit einem Spannungsbereich von -23 bis -26 V Gleichstrom und Kurzschlussschutz bereit. Die Stromversorgung für jede Sonde ist strombegrenzt auf 12 mA.

7. Hochgeschwindigkeits-Probenahme

Die VVIB-Prozessorplatine tastet die Sondeneingaben mit hoher Geschwindigkeit über diskrete Zeiträume ab und gewährleistet so die Genauigkeit und Echtzeitqualität der Vibrationsdaten.

8. Schwellenwertüberwachung und Alarmierung

VVIB führt an den Sondeneingangssignalen Überprüfungen der oberen/unteren Grenzwerte der Hardware und der oberen/unteren Grenzwerte des Softwaresystems durch. Ein Sondenfehler, ein Alarm oder eine Auslösebedingung tritt auf, wenn eine Sonde in einem X- und Y-Sondenpaar ihre Grenzwerte überschreitet. Positionseingänge für den Schubverschleißschutz, die Differenzausdehnung und die Exzentrizität werden auf ähnliche Weise überwacht, es wird jedoch nur die Gleichstromkomponente zur Positionsanzeige verwendet.

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III. Systemanwendungen

1. Anwendung in Mark VI-Systemen

Im Mark VI-System arbeitet der IS200TVIBH2B mit der VVIB-Prozessorplatine zusammen, um ein vollständiges Vibrationsüberwachungssystem zu bilden:

• Sondensignaleingang: Bis zu 14 Vibrationssonden von Bently Nevada werden über Klemmenblöcke an den IS200TVIBH2B angeschlossen.

• Signalverarbeitung: Die VVIB-Karte führt eine Hochgeschwindigkeitsabtastung und Digitalisierung von Sondensignalen durch.

• Datenübertragung: Verarbeitete Daten werden über den VME-Bus an die Steuerung gesendet.

• Überwachung und Schutz: Der Controller führt eine Schwellenwertüberwachung, Alarmierung und einen Auslöseschutz auf der Grundlage von Vibrationsdaten durch.

2. Simplex-Systemkonfiguration

In einem Simplex-System sind zwei TVIB-Karten erforderlich:

• TVIB1: Wird über den JR1-Anschluss mit VVIB J3 verbunden.

• TVIB2: Wird über den JR1-Anschluss mit VVIB J4 verbunden.

3. TMR-Systemkonfiguration

In einem dreifach modularen redundanten System wird die TVIB-Karte über drei Anschlüsse mit drei unabhängigen VVIB-Prozessoren verbunden:

• JR1: Stellt eine Verbindung zum VVIB des R-Controllers her.

• JS1: Stellt eine Verbindung zum VVIB des S-Controllers her.

• JT1: Stellt eine Verbindung zum VVIB des T-Controllers her.

Durch diese redundante Konfiguration ist sichergestellt, dass die Schwingungsüberwachungsfunktionen auch bei Ausfall eines einzelnen Prozessors weitergeführt werden.

4. Integration mit Bently Nevada Systems

Die IS200TVIBH2B-Karte kann über die Anschlüsse JA1, JB1, JC1 und JD1 dauerhaft an ein Schwingungsanalysesystem Bently Nevada 3500 angeschlossen werden. Diese Integration ermöglicht:

• Nutzung erweiterter Analysefunktionen des Bently Nevada-Systems.

• Datenaustausch mit Überwachungssystemen von Drittanbietern.

• Hochpräzise Daten für Offline-Analyse und Fehlerdiagnose.

5. Anwendungen zur vorausschauenden Wartung

Die einzigartige BNC-Schnittstelle des IS200TVIBH2B erleichtert die vorausschauende Wartung:

• Tragbare Datenerfassungsgeräte können jederzeit ohne Systemabschaltung angeschlossen werden.

• Offline-Schwingungsanalyse und Fehlerdiagnose sind möglich.

• Unterstützt regelmäßige Inspektionen und Trendanalysen.

6. Typische Anwendungsszenarien

• Überwachung der Wellenschwingungen von Gasturbinen

• Überwachung der Wellenschwingungen von Dampfturbinen

• Überwachung der Kompressorschwingungen

• Überwachung der Generatorschwingungen

• Vorausschauende Wartung für rotierende Maschinen

  
  

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IV. Schnittstellen- und Sondenkonfiguration

1. Sondenanschluss

Die IS200TVIBH2B-Karte verfügt über zwei Klemmenblöcke zum Anschluss von bis zu 14 Vibrationssonden. Jede Sonde verwendet drei Drähte für Strom-, Signal- und gemeinsame Verbindungen. Zu den Sondentypen gehören:

• Näherungssonden

• Geschwindigkeitssonden

• Beschleunigungssensoren

• Seismische Sonden

• Keyphasor-Sonden

2. Konfigurationsbrücken für Sondentypen

Die Jumper JP1A bis JP8A auf der Platine konfigurieren den Sondentyp für die ersten acht Sonden. Jeder Jumper kann auf eine von vier Positionen eingestellt werden:

Hinweis: Der Typ der Sonden 9–14 kann durch andere Konfigurationsmethoden oder durch Bezugnahme auf spezifische Systemdesigndokumente bestimmt werden.

3. Beschreibung des Anschlusses

4. Gepufferte Ausgänge

Die 14 BNC-Anschlüsse bieten gepufferte Ausgänge der Sondensignale mit folgenden Eigenschaften:

• Gewinn: Einheit (1:1)

• Ausgangsimpedanz: 10 Ω

• Antriebsfähigkeit: Kann Lasten bis zu 1500 Ω antreiben

• Zweck: Anschluss von tragbaren Schwingungsanalysatoren, Datensammlern oder Aufzeichnungsgeräten

  
  

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V. Diagnose und Wartung

1. Diagnosefunktionen

Die VVIB-Prozessorplatine führt die folgenden Diagnosen an den Eingangssignalen des IS200TVIBH2B-Tastkopfs durch:

2. Allgemeine Fehlerbehebung

3. Wartungsempfehlungen

• Regelmäßige Kalibrierung: Kalibrieren Sie die Vibrationskanäle gemäß dem von GE empfohlenen Zeitplan.

• Reinigung und Inspektion: Überprüfen Sie regelmäßig die Sauberkeit der Platine und entfernen Sie Staub und Verunreinigungen.

• Verbindungsprüfung: Stellen Sie sicher, dass alle Anschlüsse fest sitzen und die BNC-Anschlüsse guten Kontakt haben.

• Trendanalyse: Erfassen Sie regelmäßig Schwingungsdaten über BNC-Schnittstellen zur Trendanalyse.

• Ersatzteilmanagement: Halten Sie eine TVIBH2B-Ersatzplatine bereit, um Ausfallzeiten im Fehlerfall zu reduzieren.

  
  

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VI. Installation und Konfiguration

1. Montageort

Die IS200TVIBH2B-Platine wird typischerweise auf einer Klemmenplatinenhalterung im Inneren des Gasturbinen-Schaltschranks montiert. Achten Sie bei der Installation auf Folgendes:

• Stellen Sie sicher, dass die Platine fest montiert ist, um Vibrationseffekte zu vermeiden.

• Lassen Sie ausreichend Platz für Anschlusskabel und BNC-Stecker.

• Vermeiden Sie die Montage der Platine in der Nähe von Wärmequellen.

2. Sondenverkabelung

Jede Sonde wird über drei Drähte mit den Klemmenblöcken verbunden:

• Schließen Sie Stromversorgung, Signal und Masse gemäß der Sondenanleitung korrekt an.

• Verwenden Sie abgeschirmte Kabel und achten Sie auf eine ordnungsgemäße Schirmerdung.

• Vermeiden Sie es, Sondenkabel parallel zu Stromkabeln zu verlegen.

3. Jumper-Konfiguration

Stellen Sie JP1A-JP8A entsprechend dem Sondentyp ein:

1. Bestimmen Sie den Typ jeder Sonde (Näherung, Geschwindigkeit, Beschleunigungsmesser, seismisch).

2. Sehen Sie sich das Platinenlayout-Diagramm an, um die entsprechenden Jumper-Positionen zu finden.

3. Platzieren Sie die Jumper in der richtigen Position (S, V, P oder A).

4. Notieren Sie die Konfigurationsinformationen für zukünftige Wartungsarbeiten.

4. Systemverbindung

Simplex-Systemverbindung:

• TVIB1 JR1 → VVIB J3

• TVIB2 JR1 → VVIB J4

TMR-Systemanbindung:

• TVIB JR1 → R-Controller VVIB

• TVIB JS1 → S-Controller VVIB

• TVIB JT1 → T-Regler VVIB

Bently Nevada Systemverbindung:

• Verbinden Sie JA1, JB1, JC1, JD1 entsprechend dem Systemdesign mit dem Bently Nevada 3500-System.

5. Überprüfung beim Einschalten

Führen Sie nach der Installation die folgenden Prüfungen durch:

1. Bestätigen Sie, dass alle Verbindungen korrekt und sicher sind.

2. Überprüfen Sie nach dem Einschalten, ob die Versorgungsspannung der Sonde normal ist (-23 bis -26 V Gleichstrom).

3. Überprüfen Sie jedes Kanalsignal mit der Controller-Überwachungssoftware.

4. Überprüfen Sie gepufferte Ausgänge mit tragbaren Geräten, die an BNC-Schnittstellen angeschlossen sind.