Le moniteur de position de tige alternative 3500/72M est un module de surveillance à 4 canaux intégré au système de protection des machines 3500, spécialement conçu pour la protection des composants critiques des compresseurs alternatifs. Il mesure en continu et avec précision les informations de position dynamiques et statiques de la tige de piston. Grâce à une comparaison en temps réel avec les points de consigne d'alarme programmables par l'utilisateur, il fournit une alerte ultra-précoce en cas de panne et une protection contre les arrêts dangereux pour l'équipement, empêchant efficacement les pannes catastrophiques et répondant aux exigences strictes des normes API 618 pour les compresseurs alternatifs.
Le 3500/72M se compose d'une carte avant fixe (176449-08) et de trois types différents de cartes arrière (pour plus de détails, veuillez vous référer à la page de commande). Le 176449-08 peut former un système complet lorsqu'il est associé à l'une des cartes arrière.
Ce moniteur accepte les signaux d'entrée des sondes de proximité à courants de Foucault. Grâce à une série d'étapes avancées de conditionnement et de traitement du signal, il extrait jusqu'à plus de dix valeurs mesurées clés, fournissant une représentation complète de l'état de fonctionnement de la tige de piston. Ses canaux sont programmés par paires, lui permettant d'effectuer simultanément jusqu'à deux fonctions de surveillance différentes. Cela offre une configuration flexible pour s’adapter à diverses exigences de surveillance complexes.
Caractéristiques
Capacités de surveillance complètes : un seul moniteur peut exécuter simultanément trois fonctions principales : surveillance de la position des tiges, surveillance des chutes de tige et surveillance de l'hypercompresseur, offrant une couverture complète pour la gestion de l'état des tiges de piston des compresseurs alternatifs.
Paramètres de mesure étendus : selon la configuration, chaque canal peut fournir jusqu'à plus de dix valeurs mesurées clés, notamment :
Informations sur la position : amplitude de position, amplitude de pointe, position moyenne/instantanée du piston, angle de manivelle.
Informations sur l'écart : tension d'écart, écart moyen/instantané de la sonde.
Composantes de fréquence : amplitude 1X, amplitude 2X, amplitude non 1X.
Informations sur la phase : angle de position (pour les canaux appariés).
Configuration flexible des canaux : les quatre canaux de surveillance utilisent un mode de programmation couplé, permettant une configuration flexible pour exécuter deux fonctions de surveillance différentes (par exemple, les canaux 1 et 2 pour la surveillance de la position de la tige, les canaux 3 et 4 pour la surveillance de la chute de la tige), améliorant considérablement la flexibilité de configuration et la rentabilité.
Haute précision et fiabilité : utilise une technologie avancée de conditionnement du signal et des algorithmes de traitement numérique. La précision typique de la plupart des paramètres mesurés atteint ±0,33 % FS et la précision de la mesure d'angle atteint ±1°, garantissant la précision et la fiabilité de l'alarme.
Gestion puissante des alarmes : les utilisateurs peuvent définir indépendamment des points de consigne d'alerte et de danger programmables pour chaque valeur mesurée via le logiciel de configuration 3500, doté de fonctions de retard réglables pour éviter efficacement les fausses alarmes et obtenir une protection précise.
Diagnostics et résultats complets :
Sorties tamponnées du panneau avant : chaque canal fournit une sortie de signal de capteur tamponnée indépendante pour la connexion aux oscilloscopes pour des diagnostics avancés.
Sorties enregistreur : fournit une sortie analogique 4-20 mA pour transmettre les valeurs mesurées sélectionnées à un DCS ou à un système d'enregistrement.
Indicateurs d'état : le panneau avant est équipé de LED OK, TX/RX et Bypass pour afficher le fonctionnement du module et l'état de la communication en temps réel.
Certifications et compatibilité étendues : le module et ses options d'E/S ont passé plusieurs certifications internationales antidéflagrantes telles que cNRTLus, ATEX et IECEx, ainsi que des certifications de sécurité et maritimes comme CE, DNV GL et ABS, répondant aux exigences d'installation pour divers environnements difficiles dans le monde. Sa conception permet une intégration transparente avec le système 3500 et est compatible avec divers modules d'E/S (terminaisons internes/externes, versions barrière).
Principe de fonctionnement et détails techniques
Le principe de fonctionnement du moniteur 3500/72M est basé sur l'effet des courants de Foucault. Son flux de travail implique une acquisition, un conditionnement et une analyse précis du signal :
Acquisition de signal : le moniteur fournit une alimentation de fonctionnement aux sondes de proximité à courants de Foucault installées à proximité de la tige de piston. Le champ électromagnétique haute fréquence généré par la sonde induit des courants de Foucault sur la surface conductrice de la tige du piston. Ces courants de Foucault réagissent sur la bobine de la sonde et leur intensité est inversement proportionnelle à l'écart entre la sonde et la surface de la tige. Par conséquent, le signal de sortie de la sonde est un signal modulé contenant à la fois une composante d'espacement CC (courant continu) et une composante de déplacement dynamique CA (courant alternatif).
Conditionnement et séparation du signal : Après avoir reçu le signal de la sonde, le moniteur effectue les étapes de traitement clés suivantes :
Filtres vectoriels 1X/2X : utilisés pour extraire avec précision les composants de vibration synchrones avec la vitesse de fonctionnement du compresseur (1X) et sa deuxième harmonique (2X), avec un rejet de bande d'arrêt allant jusqu'à 57,7 dB.
Pas de filtre Notch 1X : utilisé pour filtrer le composant 1X, obtenant ainsi l'énergie de vibration non synchrone restante, ce qui aide à diagnostiquer les défauts non synchrones. Il fournit un rejet minimum de bande d'arrêt de 34,9 dB sur une plage de fréquences allant de 60 CPM à 15,8 fois la vitesse de fonctionnement.
Conditionnement d'entrée : le circuit d'entrée est adapté à une impédance de 10 kΩ, prenant en charge diverses sensibilités de sonde standard telles que 20 mV/mil, 100 mV/mil et 200 mV/mil.
Extraction du signal d'écart : utilise un filtre passe-haut avec une fréquence de coupure très basse (~ 0,09 Hz), essentiellement un bloqueur CC, pour séparer le signal de tension continue moyenne qui change lentement. Cette tension est proportionnelle à l'écart moyen et constitue la base directe de la surveillance des chutes de tige.
Extraction du signal dynamique : utilise un filtre passe-bande fixe (1 Hz - 600 Hz) pour extraire le signal dynamique CA afin d'analyser le balancement de la tige de piston et les changements de position.
Analyse de filtrage avancée : intègre des filtres de suivi Constant Q et des filtres coupe-bande intégrés.
Traitement et calcul numériques : le signal analogique conditionné est échantillonné par un CAN haute vitesse et converti en signal numérique. Le processeur intégré effectue ensuite des calculs pour finalement générer toutes les valeurs de paramètres mesurées, telles que crête à crête, valeurs vectorielles, angles de phase, etc.
Jugement logique d'alarme : le processeur compare en permanence les valeurs mesurées générées avec les points de consigne d'alarme prédéfinis par l'utilisateur via le logiciel. Une fois qu'un paramètre dépasse la limite définie et répond à la condition de retard configurée, le moniteur émet immédiatement une commande d'alarme via le fond de panier du rack, pilotant les relais correspondants pour activer et exécuter la séquence de protection d'arrêt.
Caractéristiques
| Article |
Spécification Description |
| Nombre de canaux |
4 canaux |
| Signal d'entrée |
1 à 4 voies de signaux de sonde de proximité à courants de Foucault |
| Impédance d'entrée |
10 kΩ |
| Sensibilité de la sonde |
0,79 mV/µm (20 mV/mil), 3,94 mV/µm (100 mV/mil) ou 7,87 mV/µm (200 mV/mil) |
| Précision des mesures |
Typique ±0,33 % FS, Max ±1 % FS (position, écart, etc.) ; Angle typique ±1°, maximum ±3° |
| Réponse en fréquence |
Canal dynamique : 1 Hz - 600 Hz ; Canal d'espacement : ~0,09 Hz (-3dB) |
| Délai d'alarme |
Alerte : réglable de 1 à 60 secondes ; Danger : 0,1 seconde (fixe) ou réglable de 1 à 60 secondes |
| Précision du point de consigne d'alarme |
À ±0,13 % de la valeur souhaitée |
| Consommation d'énergie |
7,7 watts (typique) |
| Température de fonctionnement |
Module d'E/S standard : -30°C ~ +65°C ; Module d'E/S de barrière interne : 0°C ~ +65°C |
| Dimensions des modules (HxLxP) |
Module de moniteur : 241,3 mm x 24,4 mm x 241,8 mm |
| Espace de stockage |
emplacement avant (moniteur) + 1 emplacement arrière (module d'E/S) |
| Certification antidéflagrante |
cNRTLus (CL I, Div. 2), ATEX/IECEx (II 3 G Ex nA/ec nC ic IIC T4 Gc), etc. |
Scénarios d'application
Le moniteur 3500/72M est un choix idéal pour les scénarios et équipements suivants :
Industrie pétrolière et gazière : Protection des tiges de piston des grands compresseurs à pistons utilisés dans le surpressage du gaz naturel, le traitement des gaz associés, la compression du GNC, l'injection de gaz pour la récupération du pétrole, etc.
Industrie chimique et pétrochimique : surveillance de l'état et protection des compresseurs alternatifs haute pression dans des processus tels que l'éthylène, le polyéthylène, les engrais (synthèse d'ammoniac, urée) et la production chimique du charbon.
Protection des équipements critiques : Particulièrement adapté à la surveillance :
Chute de tige : empêche l'enfoncement de la tige de piston et les dommages ultérieurs à la traverse et au vilebrequin causés par l'usure, la rupture ou la défaillance de la garniture du segment de piston.
Courbure et fracture de la tige : détection précoce des précurseurs de défauts tels que l'usure des bagues de bielle, les broches de traverse desserrées ou les coups de liquide grâce à la surveillance de la trajectoire et du balancement de la position.
Désalignement et usure de la tige : évalue l'état d'alignement et l'état d'usure entre la tige de piston et la garniture en analysant l'angle de position et les signaux dynamiques.
Applications hypercompresseurs : son mode de surveillance Hyper Compresseur est spécialement conçu pour fournir une protection personnalisée aux compresseurs fonctionnant dans des conditions extrêmes comme celles utilisées dans la production de polyéthylène haute pression.
