Das erweiterte Vibrationsüberwachungsmodul VM600 XMV16 ist eine leistungsstarke Zustandsüberwachungslösung der nächsten Generation aus der VM-Produktlinie, die speziell für die Vibrationsüberwachung und -analyse kritischer rotierender Maschinen entwickelt wurde. Als wesentliche Komponente des VM600 Mk2/VM600-Systems arbeitet der XMV16 mit dem Eingabe-/Ausgabemodul XIO16T zusammen, um mit 16 dynamischen Kanälen und 4 Tachometerkanälen eine erstklassige Überwachungsleistung zu liefern. Das Modul nutzt fortschrittliche 24-Bit-Datenerfassungstechnologie und leistungsstarke digitale Signalverarbeitungsfunktionen, ermöglicht eine hochauflösende Spektrumanalyse von bis zu 6400 Linien und bietet Industrieanwendern beispiellose Einblicke in den Maschinenzustand.
Das XMV16-Modul stellt die neueste Entwicklung in der Schwingungsüberwachungstechnologie dar und bietet im Vergleich zu seinem Vorgänger, dem Kartenpaar CMC16/IOC16T, erhebliche Verbesserungen in Bezug auf Amplituden- und Spektralauflösung, Pufferspeicherkapazität, Verarbeitungsleistung auf Modulebene sowie Datenerfassungs- und Speicherraten. Das Modul lässt sich nahtlos in die VM-Software integrieren und bietet leistungsstarke hochauflösende Darstellung, integriertes Datenmanagement und vereinfachte Netzwerkzugriffsschnittstellen, was es zur idealen Wahl für moderne Systeme zur vorausschauenden Wartung macht.
Hauptmerkmale
1. Hochleistungsfähige Datenerfassung und -verarbeitung
Der XMV16 nutzt eine 24-Bit-Analog-Digital-Wandlung mit einer maximalen Abtastrate von 98 kHz und gewährleistet so eine hochauflösende Vibrationssignalerfassung. Das Modul bietet ein außergewöhnliches Signal-Rausch-Verhältnis (SNR): 115 dB bei 1 kHz Messbandbreite mit 2,5 V Peak Full Scale, 105 dB bei 10 kHz Bandbreite und 100 dB bei voller Bandbreite. Diese hohe Leistung garantiert genaue und zuverlässige Überwachungsdaten selbst in den anspruchsvollsten Industrieumgebungen.
2. Multi-Mode-Messfähigkeit
Das Modul unterstützt drei verschiedene Messmodi, um verschiedene Überwachungsanforderungen zu erfüllen:
Hauptmodus: Wird hauptsächlich zur kontinuierlichen Datenerfassung während des normalen Maschinenbetriebs verwendet und eignet sich zur Überwachung zunehmender Vibrationspegel und Übergangsbedingungen
Hilfsmodus: Erfasst detailliertere Wellenformen und Spektraldaten mit reduzierten Aktualisierungsraten und ergänzt die Messungen im Hauptmodus
Direktmodus: Wird verwendet, um digitalisierte kontinuierliche Langzeitwellenformen von dynamischen Eingangskanälen vor Alarmereignissen für eine detaillierte Nachanalyse zu erhalten
3. Hochauflösende Spektrumanalyse
Der XMV16 bietet eine branchenführende spektrale Auflösung von bis zu 6400 Linien (entsprechend 16384-Punkt-Wellenformen). Unterschiedliche Auflösungen entsprechen unterschiedlichen Aktualisierungsraten: Spektren mit 1600 Linien werden alle 100 ms aktualisiert, Spektren mit 3200 Linien alle 200 ms und Spektren mit 6400 Linien alle 500 ms. Diese hohe Auflösung ermöglicht die Erkennung äußerst subtiler Fehlermerkmale.
4. Flexible Konfigurationsoptionen
Jeder Kanal kann mit bis zu 20 verarbeiteten Ausgängen konfiguriert werden, die auf asynchron (feste Frequenz) oder synchron (reihenfolgengesteuert) erfassten Wellenformen und Spektren basieren. Es werden mehrere Qualifiziererfunktionen unterstützt, darunter RMS, Peak, Peak-to-Peak, True Peak, True Peak-to-Peak und DC (Gap). Die Ausgaben können in jeder Standardeinheit (metrisch oder imperial) angezeigt werden.
5. Leistungsstarke Signalfreigabefunktion
Der XMV16 unterstützt die Signalfreigabe innerhalb von VM600 Mk2/VM600-Racks und ermöglicht die dynamische gemeinsame Nutzung von Eingangssignalen über den Raw-Bus (bis zu 32 Leitungen) und die gemeinsame Nutzung von Tachometer-Eingangssignalen über den Tacho-Bus (bis zu 6 Leitungen). Dieses Design reduziert den externen Verkabelungsaufwand erheblich und vereinfacht die Systemintegration.
6. Erweiterte Ereigniserfassungsfunktion
Das Modul bietet konfigurierbare Datenprotokollierungsfunktionen vor und nach dem Trigger. Die Datenprotokollierung vor dem Auslösen kann bis zu alle 100 ms erfolgen, während die Datenprotokollierung nach dem Auslösen auch bis zu alle 100 ms für eine Dauer von bis zu 1 Stunde erfolgen kann. Der integrierte Pufferspeicher kann bis zu 1140 statische Datensätze (extrahierte Daten) und 42 dynamische Datensätze (Wellenformen und/oder Spektren) speichern.
7. Mehrere Mittelungs- und Aggregationsmethoden
Sowohl auf der Verarbeitungsblockebene als auch auf der Ausgabeebene (extrahierte Daten) werden verschiedene Mittelungsmethoden unterstützt. Die Spektraldatenaggregation über eine Sekunde ist ebenfalls verfügbar, um etwaige Ausbrüche oder Spitzen in den internen Spektren des XMV16-Moduls zu erfassen.
8. Mehrkanal-Verarbeitungsfunktionen
Es werden erweiterte Verarbeitungsfunktionen unterstützt, darunter absolute Wellenvibration, Vollspektrum, Umlaufbahn und gefilterte Umlaufbahn, Wellenmittellinie und Smax, um komplexe Anforderungen an die Rotordynamikanalyse zu erfüllen.
9. Gigabit-Ethernet-Kommunikation
Das Modul verfügt über eine Gigabit-Ethernet-Schnittstelle, die Datenübertragungsraten von bis zu 1000 Mbit/s unterstützt. Der ETHERNET-Anschluss auf der Vorderseite unterstützt Übertragungsentfernungen von bis zu 100 Metern, während der Anschluss auf der Rückseite bis zu 60 Meter unterstützt, was eine hervorragende Flexibilität für die Systemintegration bietet.
10. Hot-Swap-Fähigkeit
Unterstützt das Live-Einsetzen und Entfernen von Modulen (Hot-Swap-fähig), ohne den Systembetrieb zu unterbrechen, wodurch die Wartbarkeit und Verfügbarkeit des Systems erheblich verbessert wird.
11. Umfassende Anpassungsfähigkeit an die Umwelt
Betriebstemperaturbereich: 0 bis 65 °C (32 bis 149 °F)
Lagertemperaturbereich: -40 bis 85 °C (-40 bis 185 °F)
Betriebsfeuchtigkeit: 0 bis 90 % relative Luftfeuchtigkeit (nicht kondensierend)
RoHS-konform mit hervorragender Anpassungsfähigkeit an die Umwelt.
12. Sicherheitszertifizierungen
EAC-gekennzeichnet, entspricht den elektromagnetischen Verträglichkeitsstandards TR CU 020/2011 und den elektrischen Sicherheitsstandards TR CU 004/2011. Zertifiziert von der russischen Bundesagentur für technische Regulierung und Metrologie (Rosstandart) mit Mustergenehmigungszertifikat OC.C.28.004.AN° 60224.
Funktionsprinzip
Das Funktionsprinzip des erweiterten Vibrationsüberwachungsmoduls VM600 XMV16 basiert auf fortschrittlicher digitaler Signalverarbeitungstechnologie. In Verbindung mit dem Ein-/Ausgabemodul XIO16T ermöglicht es eine umfassende Überwachung und Analyse der Schwingungszustände der Maschine. Das Funktionsprinzip lässt sich in mehrere wesentliche Aspekte unterteilen:
1. Systemarchitektur und Signalfluss
Das XMV16-Verarbeitungsmodul wird an der Vorderseite des Racks installiert, während das XIO16T-Modul an der Rückseite installiert wird. Beide werden über Steckverbinder direkt mit der Rack-Backplane verbunden. Sensorsignale werden über die Klemmleistenanschlüsse des XIO16T-Moduls eingegeben, wo sie einer Signalaufbereitung und einem Signalschutz unterzogen werden, bevor sie zur Verarbeitung über die Rückwandplatine an das XMV16-Modul übertragen werden.
Das XIO16T-Modul führt alle analogen Signalkonditionierungsfunktionen aus und unterstützt externe Kommunikation. Es schützt alle Eingänge vor Signalspitzen und EMI, um die EMV-Standards zu erfüllen. Die Eingänge des Moduls sind vollständig per Software konfigurierbar und können Signale akzeptieren, die Geschwindigkeit und Phasenreferenz darstellen (z. B. von TQxxx-Sensoren) sowie Vibrationssignale, die von Beschleunigung, Geschwindigkeit und/oder Verschiebung abgeleitet sind (z. B. von CAxxx-, CExxx-, CVxxx- und TQxxx-Sensoren).
2. Signalerfassung und Digitalisierung
Das XMV16-Modul führt die Analog-Digital-Umwandlung und alle digitalen Signalverarbeitungsfunktionen durch, einschließlich der Verarbeitung jeder Wellenform und jedes Spektrums sowie der zugehörigen verarbeiteten Ausgänge (extrahierte Daten). Das Modul erfasst und verarbeitet Daten mit hoher Auflösung (24-Bit-ADC), um Wellenformen und Spektren mit drei verschiedenen Messmodi zu erzeugen: Haupt-, Hilfs- und Direktmessmodus.
Im Hauptmodus führt das Modul eine kontinuierliche Datenerfassung durch, die für den normalen Maschinenbetrieb geeignet ist, beispielsweise bei steigenden Vibrationspegeln und Übergangsbedingungen. Im Prinzipalmodus erfasste Wellenformen und Spektren werden verwendet, um zugehörige verarbeitete Ausgaben (extrahierte Daten) zu generieren. Der Hilfsmodus wird verwendet, um detailliertere Wellenformen und Spektren bei reduzierten Aktualisierungsraten zu erhalten und die Messungen im Hauptmodus zu ergänzen. Der Direktmodus wird verwendet, um digitalisierte kontinuierliche Langzeitwellenformen aus dynamischen Eingangskanälen vor Alarmereignissen zu erhalten, wobei Programme von Drittanbietern zur Datenvisualisierung verwendet werden.
3. Datenverarbeitung und -analyse
Die Verarbeitungszykluszeiten auf dem XMV16-Modul hängen von der Auflösung der Wellenform (Punkte)/Spektrum (Linien) ab, die für den Haupt- und Hilfsmessmodus konfiguriert ist. Diese internen Verarbeitungszykluszeiten helfen dabei, die Geschwindigkeit zu bestimmen, mit der Wellenformen, Spektren und extrahierte Daten als Modulausgänge verfügbar werden.
Während Messdaten vom XMV16-Modul mit Datenaktualisierungsraten von bis zu 100 ms abgerufen werden können, beträgt die Datenaktualisierungsrate der VibroSight®-Software 1 Sekunde. Das bedeutet, dass der VibroSight-Server XMV16-Module maximal einmal pro Sekunde abfragt. Beispielsweise versorgt ein Modul, das für eine Datenaktualisierungsrate von 100 ms im Hauptmessmodus konfiguriert ist, VibroSight® mit jeder zehnten Wellenform, jedem zehnten Spektrum und den zugehörigen extrahierten Daten.
4. Spektraldatenaggregation
Um einen potenziellen Verlust wichtiger Informationen in den internen Messdaten des XMV16-Moduls zu verhindern, kann die Spektraldatenaggregation verwendet werden, um Peaks in dazwischen liegenden (internen) Spektren zu erfassen, ohne den Netzwerkverkehr wesentlich zu erhöhen. Diese Aggregationsfunktion führt eine Spitzenwertspeicherung der Spektraldaten über eine Sekunde durch und stellt so sicher, dass keine vorübergehenden Fehlermerkmale übersehen werden.
5. Ereigniserkennung und Datenprotokollierung
Ereignisse werden generiert, wenn Werte einen von fünf vom Benutzer konfigurierbaren Schweregrad überschreiten oder Änderungsratenalarme überschreiten. Die Menge der Vorereignisdaten, die im integrierten Pufferspeicher des XMV16-Moduls gespeichert werden, ist konfigurierbar und kann für die Datenprotokollierung von statischen Vorauslöserdaten (Ereignisdaten) bis zu alle 100 Millisekunden und dynamischen Daten alle 1 Sekunde verwendet werden. Eine statische Datenprotokollierung nach dem Auslösen (Ereignis) bis zu alle 100 ms ist ebenfalls für bis zu 1 Stunde verfügbar.
6. Maschinenzustandserkennung
Maschinenzustände wie Volllast (Onload), Übergeschwindigkeit und Transienten werden durch Vergleich der Referenzgeschwindigkeit mit Triggerpegeln erkannt. Diese Zustände können von den Maschinenbetriebsbedingungen der Software verwendet werden, um das Systemverhalten zu steuern. Abhängig von den Betriebsbedingungen der Maschine, konfigurierbaren Geschwindigkeits- und Zeitintervallen oder anderen Prozessparametern ist in der Regel eine Protokollierung mit höherer Dichte verfügbar.
7. Signal-Sharing-Mechanismus
Innerhalb von VM600 Mk2/VM600-Racks kann der XMV16 den Tacho-Bus zur gemeinsamen Nutzung von Tachometer-Eingangssignalen und den Raw-Bus zur gemeinsamen Nutzung dynamischer Eingangssignale nutzen. Im Allgemeinen wird in einem VM600 Mk2-Rack (ABE4x) der Raw-Bus zum Austausch dynamischer Eingangssignale zwischen Verarbeitungsmodulen verwendet, der Tacho-Bus wird zum Austausch von Tachometer-(Geschwindigkeits-)Eingangssignalen zwischen Verarbeitungsmodulen verwendet und der Open Collector (OC)-Bus wird von Verarbeitungsmodulen zum Ansteuern von Relaismodulen verwendet, alles innerhalb desselben Racks.
8. Kommunikation und Datenübertragung
Das XMV16-Modul kommuniziert über eine Gigabit-Ethernet-Schnittstelle mit externen Computern, auf denen die VibroSight®-Software ausgeführt wird. Über die Systemkommunikationsschnittstelle (ETHERNET-Anschlüsse) können Verbindungen/Kommunikationen zwischen dem XMV16 + XIO16T-Modul und Computern/Netzwerken über Standard-Ethernet-Kabel hergestellt werden.
Das Modul nutzt das Network Time Protocol (NTP) zur Zeitsynchronisierung und gewährleistet so die zeitliche Konsistenz im gesamten System. Der ETHERNET-Anschluss auf der Vorderseite unterstützt Übertragungsentfernungen von bis zu 100 Metern (1000BASE-T-kompatibel), während der ETHERNET-Anschluss auf der Rückseite bis zu 60 Meter (1000 Mbit/s) unterstützt. Bei Entfernungen, die die angegebenen Höchstwerte überschreiten, arbeiten die Module mit reduzierten Datenübertragungsraten.
9. Konfigurations- und Statusüberwachung
Das XMV16 + XIO16T-Modul ist über Ethernet mithilfe eines Computers, auf dem die VibroSight®-Software ausgeführt wird, vollständig per Software konfigurierbar. Das Modul verfügt über mehrere Statusanzeigen (LEDs): STATUS- und DATA-Mehrfarben-LEDs zeigen den Status des XMV16 + XIO16T-Moduls an, z. B. Normalbetrieb, Konfigurationsstatus oder Probleme; Die Verbindungs- und Aktivitäts-LEDs des ETHERNET-Anschlusses zeigen den Status der Ethernet-Kommunikation des Systems an.
10. Energiemanagement und thermisches Design
Das Modul erhält Betriebsspannung (+5 VDC und ±12 VDC) vom VM600-Rack-Netzteil. Der Stromverbrauch beträgt <14 W von der +5-VDC-Versorgung, <8 W von der +12-VDC-Versorgung und <4 W von der -12-VDC-Versorgung, mit einem Gesamtstromverbrauch von <26 W (XMV16 + XIO16T-Modul). Dieses effiziente Leistungsdesign sorgt für einen stabilen Modulbetrieb und eine geringe Wärmeableitung.
Anwendungen
Das erweiterte Vibrationsüberwachungsmodul VM600 XMV16 ist ideal für folgende Anwendungsbereiche geeignet:
Überwachung und Analyse der Rotordynamik: Vibrationsüberwachung und Rotordynamikanalyse für große rotierende Maschinen wie Dampfturbinen, Gasturbinen und Wasserturbinen
Wälzlageranalyse: Hochauflösende Spektralanalysefunktion zur frühzeitigen Erkennung von Wälzlagerfehlermerkmalen
Hydro-Luftspalt- und Flussüberwachung: Unterstützt Anwendungen zur Luftspaltüberwachung und Überwachung der magnetischen Flussdichte für Wasserkraftgeneratoren
Überwachung rotierender Industriemaschinen: Zustandsüberwachung und Fehlerdiagnose für rotierende Industriemaschinen wie Kompressoren, Lüfter, Pumpen und Motoren
Predictive Maintenance-Systeme: Dient als Kernkomponente von Anlagen-Predictive-Maintenance-Systemen und liefert hochwertige Maschinenzustandsdaten
Zusammenfassung der technischen Spezifikationen
Dynamische Eingangskanäle: 16 unabhängige Kanäle
Drehzahlmesser-Eingangskanäle: 4 unabhängige Kanäle
ADC-Auflösung: 24-Bit
Maximale Abtastrate: 98 kHz
Dynamischer Eingangsbereich: -30 bis +30 V (Spannung), -25 bis +25 mA (Strom)
Frequenzbandbreite: 0,10 Hz bis 38 kHz (AC), DC bis 1,0 Hz (DC)
Spektrale Auflösung: Bis zu 6400 Linien
Signal-Rausch-Verhältnis: 115 dB (1 kHz Bandbreite)
Kommunikationsschnittstelle: Gigabit Ethernet (1000BASE-T)
Betriebstemperatur: 0 bis 65 °C (32 bis 149 °F)
Stromverbrauch: <26 W (XMV16 + XIO16T-Modul)
