مانیتور لرزه نگار 3500/42M Proximitor یک ماژول مانیتورینگ چهار کاناله بسیار یکپارچه و قدرتمند در سیستم نظارت بر وضعیت ماشین آلات سری Bently Nevada™ 3500 است. این نشاندهنده سطح پیشرفتهای از فناوری حفاظت از ماشینآلات است که قادر به پردازش همزمان سیگنالها از مبدلهای مجاورت و مبدلهای لرزهای است و امکان نظارت همزمان و جامع و حفاظت از لرزش نسبی شفت و ارتعاش مطلق محفظه یاتاقان را در ماشینهای دوار فراهم میکند.
این نمایشگر فلسفه طراحی سیستم 3500 با قابلیت اطمینان بالا را ادامه می دهد. ماموریت اصلی آن ارائه حفاظت بدون وقفه برای دارایی های مکانیکی حیاتی با مقایسه مداوم پارامترهای نظارت شده در برابر نقاط تنظیم هشدار قابل برنامه ریزی توسط کاربر برای راه اندازی آلارم است. به طور همزمان، اطلاعات ضروری ماشین را در زمان واقعی به پرسنل عملیات و تعمیر و نگهداری منتقل می کند و پشتیبانی داده ها را برای تعمیر و نگهداری مبتنی بر شرایط و تشخیص خطا ارائه می دهد.
انعطاف پذیری بالای 3500/42M یک ویژگی برجسته است. کاربران می توانند هر کانال را از طریق نرم افزار پیکربندی رک 3500 برای انجام یکی از چندین عملکرد نظارتی، از جمله: لرزش شعاعی، موقعیت رانش، انبساط دیفرانسیل، خروج از مرکز، REBAM، شتاب، سرعت، لرزش مطلق شفت، و منطقه پذیرش دایره ای پیکربندی کنند. مانند سایر مانیتورهای این سری، چهار کانال آن در 'جفت کانال' مدیریت و پیکربندی میشوند که به یک ماژول اجازه میدهد تا دو عملکرد نظارتی مختلف را به طور همزمان اجرا کند (مانند کانالهای 1 و 2 برای لرزش شعاعی، کانالهای 3 و 4 برای سرعت محفظه یاتاقان).
2. ویژگی های اصلی و اصول عملکردی دقیق
2.1 عملکرد اصلی: ترکیب سیگنال چند سنسور و تشخیص یکپارچه
ارزش اصلی 3500/42M در توانایی آن در شکستن محدودیت های مانیتورهای سنتی است که فقط انواع سنسورهای تکی را کنترل می کنند و به عنوان یک مرکز ترکیب داده یکپارچه عمل می کنند. گردش کار آن به شرح زیر است:
ورودی سیگنال و منبع تغذیه چند نوع: ماژول می تواند سیگنال های حداکثر چهار سنسور را بپذیرد که می توانند:
مبدل های مجاورتی: برای اندازه گیری ارتعاش شفت و موقعیت نسبت به محفظه یاتاقان.
شتاب سنج: برای اندازه گیری شتاب ارتعاش با فرکانس بالا محفظه یاتاقان.
مبدل های سرعت: برای اندازه گیری سرعت ارتعاش با فرکانس متوسط تا پایین محفظه یاتاقان.
پانل جلویی ماژول یک کانکتور کواکسیال خروجی مبدل بافر را برای هر کانال فراهم می کند، توان تحریک -24 Vdc را برای مبدل های مجاورت تامین می کند و یک منبع جریان ثابت یا منبع ولتاژ را برای شتاب سنج ها فراهم می کند که یکپارچگی سیستم را ساده می کند.
مسیرهای تهویه سیگنال اختصاصی: برای انواع مختلف سنسور و اهداف نظارتی، ماژول مسیرهای شرطی سازی سیگنال موازی و مستقل را ایجاد می کند. هر پیکربندی مربوط به مجموعه ای بهینه از بانک ها و الگوریتم های فیلتر است که از استخراج مرتبط ترین و دقیق ترین اطلاعات ویژگی از سیگنال های خام اطمینان حاصل می کند.
محاسبه و استخراج مقادیر استاتیک: سیگنال های شرطی برای محاسبه پارامترهای کلیدی به نام مقادیر استاتیک استفاده می شود. این مقادیر سنگ بنای تصمیم گیری های هشدار و ارزیابی وضعیت تجهیزات هستند. 3500/42M می تواند طیف وسیعی از مقادیر استاتیک را ایجاد کند، به عنوان مثال:
یک کانال ارتعاش شعاعی می تواند ایجاد کند: مستقیم، شکاف، دامنه/فاز 1X، دامنه/فاز 2X، نه دامنه 1X، دامنه کوچک.
یک کانال Velocity II میتواند ایجاد کند: مستقیم (مثلاً RMS/Peak Velocity)، دامنه/فاز 1X، دامنه/فاز 2X، ولتاژ بایاس.
تابع ارتعاش مطلق شفت از الگوریتمهای داخلی برای سنتز دادهها از مبدلهای مجاورت و لرزهای استفاده میکند و ارتعاش مطلق شفت را استخراج میکند.
مدیریت هشدار و خروجی: کاربران میتوانند آلارمهای هشدار را برای هر مقدار استاتیک فعال تنظیم کنند و هر دو از مهمترین مقادیر استاتیک را برای هشدارهای خطر انتخاب کنند. این ماژول به طور مداوم مقایسه ها را انجام می دهد و خروجی های آلارم را در صورت بیش از حد ایجاد می کند. همچنین دارای تاخیرهای زمان زنگ قابل برنامه ریزی (به عنوان مثال، هشدار: 1-60 ثانیه، خطر: 0.1 ثانیه یا 1-60 ثانیه) برای جلوگیری از هشدارهای اشتباه است. علاوه بر این، ماژول خروجی های ضبط کننده 4-20 میلی آمپر را برای اتصال به DCS یا دستگاه های ضبط ارائه می دهد.
2.2 عملکردهای کلیدی نظارت: اصول کاری و نوآوری های تکنولوژیکی
الف) نظارت بر ارتعاش مطلق شفت
اصل: این یکی از متمایزترین ویژگی های 3500/42M است. از جمع برداری برای ترکیب سیگنال مبدل مجاورتی (سنجش ارتعاش نسبی شفت) با سیگنال مبدل لرزه ای (اندازه گیری ارتعاش مطلق محفظه یاتاقان)، برای محاسبه ارتعاش مطلق روتور نسبت به فضای اینرسی استفاده می کند. فرمول را می توان به صورت زیر ساده کرد: لرزش مطلق شفت = لرزش نسبی شفت + ارتعاش مطلق محفظه یاتاقان.
ارزش: این پارامتر برای واحدهایی با پایه های انعطاف پذیر (به عنوان مثال، موتورهای دریایی)، سازه های سبک وزن، یا ارتعاش با فرکانس بالا بسیار مهم است. شدت ارتعاش واقعی روتور را با دقت بیشتری منعکس می کند، از اعوجاج اندازه گیری ناشی از ارتعاش کیس جلوگیری می کند، و یک روش نظارتی پیشرفته مطابق با استانداردهای API است.
ب) پردازش سیگنال لرزه ای
پردازش سیگنال شتاب: این ماژول دو حالت پردازش شتاب را ارائه می دهد.
حالت شتاب استاندارد: از فیلترهای 4 قطبی بالا گذر و پایین گذر با محدوده پاسخ فرکانسی گسترده (مثلاً 10 هرتز تا 30000 هرتز برای خروجی RMS) استفاده می کند، مناسب برای گرفتن سیگنال های ضربه فرکانس بالا، که اغلب برای تشخیص زودهنگام عیب در گیربکس ها یا یاتاقان های عناصر غلتشی استفاده می شود.
حالت Acceleration II: فراتر از پردازش اولیه، میتواند مؤلفههای برداری 1X و 2X و ولتاژ بایاس را نیز ارائه دهد و از عملکرد ردیابی/گامبهگام شدن فیلتر پشتیبانی میکند، که آن را برای سناریوهایی که نیاز به تجزیه و تحلیل دقیق اجزای ارتعاش مرتبط با سرعت در حال اجرا دارند، مناسب میسازد.
پردازش سیگنال سرعت: به طور مشابه هر دو حالت استاندارد و سرعت II را ارائه می دهد. حالت Velocity II دارای قابلیتهای قویتری است، از جمله تولید بردارهای 1X و 2X، ولتاژ بایاس و پشتیبانی از محدوده سرعت دستگاه بیشتر (60 تا 100000 cpm). این ماژول به صورت داخلی از مدارهای ادغام دیجیتال برای ادغام شتاب به سرعت، یا تمایز/یکپارچه سازی سرعت به جابجایی استفاده می کند و گزینه های واحد ارتعاش متعدد (شتاب، سرعت، جابجایی) را برای نمایش و انتخاب آلارم در اختیار کاربران قرار می دهد.
ج) منطقه پذیرش دایره ای
اصل: این یک کمک بالانس روتور پیشرفته است. یک 'منطقه امن' دایرهای را روی یک نمودار قطبی تعریف میکند (با دامنه 1X به عنوان مختصات شعاعی و فاز 1X به عنوان مختصات زاویهای). شرایط ماشین زمانی قابل قبول در نظر گرفته می شود که نقطه پایانی بردار ارتعاش 1X روتور در این دایره باشد.
ارزش: در مقایسه با آلارمهای تک دامنه سنتی، CAR اثر ترکیبی دامنه و فاز را در نظر میگیرد، که امکان نظارت و هشدار مؤثرتر تغییرات دینامیکی مانند عدم تعادل روتور یا کمان حرارتی، بهویژه در هنگام راهاندازی و کوستداپ ماشین را فراهم میکند و ارزیابی دقیقتری از وضعیت ارائه میدهد.
د) REBAM و فناوری فیلتر پیشرفته
REBAM: اصل آن با 3500/40M سازگار است، با استفاده از مجموعه ای اختصاصی از فیلترها برای استخراج فرکانس های خطای مشخصه یاتاقان های المنت نورد. مستندات 3500/42M نمودارهای پیکربندی دقیقی را ارائه میکند که حداکثر سرعت ماشین را که تحت تعداد غلتکهای مختلف یاتاقانها و پیکربندیهای تک کاناله/دو کاناله پشتیبانی میشود، نشان میدهد، که مرجع بسیار مهمی را برای راهاندازی کاربر ارائه میدهد.
ردیابی/ پلهیابی فیلتر: برای فیلترهای وابسته به سرعت، ماژول میتواند بهطور خودکار بین مجموعههای فیلتر از پیش تعیینشده 'اسمی،' 'پایین' و 'بالاتر' بر اساس سرعت واقعی شفت جابهجا شود. به عنوان مثال، هنگامی که سرعت به 90٪ از مقدار اسمی کاهش می یابد، به فیلتر کم سرعت تغییر می کند، و زمانی که سرعت به 110٪ از مقدار اسمی افزایش می یابد، به مجموعه فیلتر سرعت بالا تغییر می کند. این تضمین می کند که فرکانس مرکزی فیلتر به طور دقیق تغییرات سرعت را در کل محدوده عملیاتی دستگاه دنبال می کند و اندازه گیری دقیق اجزای همزمان مانند 1X و 2X را تضمین می کند.
2.3 تضمین دقت و قابلیت اطمینان
3500/42M دقت اندازه گیری پیشرو در صنعت را ارائه می دهد. در 25+ درجه سانتیگراد، برای بیشتر مقادیر Direct، Gap، 1X و 2X Vector، دقت معمولی تا 0.33 ± درصد مقیاس کامل است، با حداکثر خطای بیش از 1 ± درصد از مقیاس کامل. خطای اندازه گیری فاز برای بردار 1X حداکثر 3 درجه است. دقت نقاط تنظیم هشدار در ± 0.13٪ از مقدار مورد نظر است. این دقت بالا یک پایه محکم برای تصمیم گیری های حفاظتی قابل اعتماد و تشخیص دقیق خطا ایجاد می کند.
3. معماری سخت افزار و ویژگی های ایمنی
ساختار مدولار: شامل یک ماژول مانیتور اصلی تمام قد و یک ماژول ورودی/خروجی منطبق است. انواع مختلفی از ماژول های ورودی/خروجی برای رفع نیازهای مختلف برنامه در دسترس هستند:
ماژول های ورودی/خروجی Prox/Seismic: از اتصال مختلط مبدل های مجاورتی و لرزه ای پشتیبانی می کنند.
ماژول های ورودی/خروجی مطلق شفت: به طور خاص برای اندازه گیری ارتعاش مطلق شفت طراحی شده اند و خروجی های بافر سنتز شده را ارائه می دهند.
ماژول های Prox/Velom I/O: برای مبدل های مجاورت و سرعت اختصاص داده شده است.
ماژول های ورودی/خروجی با موانع داخلی: موانع ایمنی ذاتی را ادغام کرده و امکان استفاده مستقیم در مناطق خطرناک کلاس I، بخش 2 / منطقه 2 را فراهم می کند و دارای گواهی استانداردهای سختگیرانه مانند cNRTLus، ATEX و IECEx هستند. مستندات پارامترهای موجودیت مانع (به عنوان مثال، Vmax، Imax) را برای محاسبات سیستم ایمنی ذاتی شرح می دهد.
تناسب محیطی: محدوده دمای عملیاتی گسترده: -30 درجه سانتیگراد تا +65 درجه سانتیگراد با ماژول های ورودی/خروجی استاندارد و 0 درجه سانتیگراد تا 65+ درجه سانتیگراد با ماژول های ورودی/خروجی مانع داخلی، امکان سازگاری با محیط های سخت صنعتی را فراهم می کند.
4. سناریوهای کاربردی
3500/42M یک راه حل ایده آل برای نیازهای نظارتی پیچیده است که به طور گسترده در موارد زیر استفاده می شود:
تولید برق: توربین های بخار، توربین های گازی، ژنراتورها (به طور همزمان ارتعاش شفت و بدنه را نظارت می کنند).
نفت و گاز: کمپرسورهای خط لوله، تجهیزات مبتنی بر توربین گاز.
سیستمهای محرکه دریایی: توربینهای اصلی، گیربکسها و موتورهای دیزلی، که در آنها انعطافپذیری پایه، نظارت بر لرزش مطلق شفت را بسیار مهم میکند.
صنایع شیمیایی و فرآیندی: کمپرسورهای بزرگ و توربوماشین آلات مختلف که نیاز به تجزیه و تحلیل جامع ارتعاش دارند.
