Conditionneur de signaux IQS450 204-450-000-001-A1-B22-H05-I0

L'IQS450 204-450-000-001-A1-B22-H05-I0 est un système de mesure de déplacement par courants de Foucault sans contact de qualité industrielle de Vibro-Meter. Il est spécialement conçu pour la surveillance hautement fiable et stable des vibrations et des déplacements des machines tournantes dans des conditions de fonctionnement exigeantes. Ses principales caractéristiques incluent l'utilisation d'une sortie courant 4-20 mA à 2 fils (option de commande B22) et une longueur totale de câble système de 5 mètres (option de commande H05). Cela le rend particulièrement adapté aux applications industrielles nécessitant une transmission de signaux longue distance, une forte résistance aux interférences électromagnétiques (EMI) et des systèmes de câblage simplifiés.

Basé sur le principe éprouvé des courants de Foucault, le système fournit une mesure continue et précise des vibrations radiales et de la position axiale de l'arbre mécanique grâce à l'appariement et à l'étalonnage précis du transducteur de proximité série TQ 402/412 et du conditionneur de signal IQS 450. Le mode de sortie courant (B22) offre des avantages significatifs en matière d'immunité au bruit et permet des distances de transmission plus longues sans dégradation du signal (jusqu'à 1 000 mètres avec barrières/isolateurs de sécurité) par rapport au mode tension. Il est également moins sensible aux chutes de tension de ligne, ce qui en fait une interface idéale pour la connexion aux systèmes de contrôle distribués (DCS), aux automates programmables (PLC) et aux systèmes instrumentés de sécurité (SIS).

Ce modèle est conçu pour les environnements industriels standards (A1), avec des versions antidéflagrantes (A2, A3) disponibles pour une utilisation en atmosphères potentiellement explosives. Sa construction mécanique robuste, sa large plage de températures de fonctionnement et ses certifications de sécurité internationales complètes garantissent des performances exceptionnelles et une fiabilité à long terme dans les applications critiques de protection des machines dans des secteurs tels que la production d'électricité, la pétrochimie, la métallurgie et la machinerie lourde.

Proposition de valeur fondamentale :

• Signal de boucle de courant robuste : l'option B22 fournit une sortie de courant analogique 4-20 mA, intrinsèquement insensible au bruit et idéale pour une transmission longue distance fiable dans des environnements électromagnétiques complexes.

• Excellente intégration du système : directement compatible avec les cartes E/S de contrôle de processus industriel standard, simplifiant la conception et le câblage du système.

• Interchangeabilité et stabilité supérieures : les composants du transducteur et du conditionneur sont interchangeables sans nécessiter de réétalonnage, ce qui réduit considérablement la complexité de maintenance et les coûts des pièces de rechange.

• Longueur standard de 5 mètres (H05) : offre un équilibre entre flexibilité d'installation et intégrité du signal, adapté aux scénarios typiques où la distance du capteur à l'armoire est modérée.

• Assurance de sécurité complète : la conception suit les normes internationales telles que API 670, avec des certifications antidéflagrantes ATEX/CSA en option pour une utilisation sûre dans les zones dangereuses.

2. Principe de fonctionnement du système et caractéristiques de sortie B22

Le système fonctionne sur la base de l’effet des courants de Foucault. Le conditionneur IQS 450 fournit un signal d'excitation haute fréquence à la bobine du transducteur, qui génère un champ magnétique alternatif. Lorsque ce champ s'approche d'une cible métallique, les courants de Foucault induits modifient l'impédance de la bobine. Ce changement d'impédance est étroitement lié à la distance d'entrefer entre le transducteur et la cible.

Pour le mode de sortie de courant B22, le circuit interne de l'IQS 450 convertit le changement d'impédance du transducteur en un signal de courant CC à 2 fils. Ses caractéristiques uniques sont :

1. Système à deux fils : la même paire de fils fournit la puissance de fonctionnement de -24 V CC au conditionneur et transporte le signal de courant de mesure de sortie, simplifiant considérablement le câblage.

2. Sortie 4-20 mA « zéro supprimé » : dans la plage linéaire standard de 0,15 à 2,15 mm, le courant de sortie est mappé sur l'intervalle de 15,5 mA à 20,5 mA, et non sur la plage complète de 4 à 20 mA. Cela « amplifie » efficacement la plage de mesure effective dans une fenêtre de courant d'environ 5 mA, obtenant ainsi une résolution de sortie et une sensibilité du système plus élevées (2,5 μA/μm). Par exemple, un petit changement d'espacement de 1 micron produira un changement de courant mesurable de 2,5 microampères, ce qui est crucial pour une surveillance précise des vibrations ou des déplacements infimes.

3. Indication de défaut : Conformément à la norme 4-20 mA, un courant de sortie inférieur à 4 mA (par exemple 3,8 mA) ou supérieur à 20,5 mA peut être reconnu par le système hôte comme une condition anormale telle qu'une rupture de fil de capteur, un court-circuit ou une panne de courant.

L'avantage d'un signal de courant réside dans sa forte immunité au bruit et son indépendance vis-à-vis des chutes de tension provoquées par la résistance de ligne, ce qui le rend parfaitement adapté à la transmission sur des distances allant de plusieurs dizaines à plusieurs centaines de mètres. Il s'agit de l'une des normes de signaux analogiques les plus courantes dans les bus de terrain industriels et les systèmes DCS.

3. Applications et avantages typiques de la longueur de câble H05

Champs d'application :

• Pétrole et gaz : Surveillance des vibrations des arbres pour les compresseurs de pipelines, les turbines à gaz de plates-formes offshore, les compresseurs de gaz humides de raffineries.

• Production d'énergie : protection contre les vibrations des roulements et la position axiale des générateurs à turbine à vapeur, des turbines à gaz et des pompes à eau d'alimentation de chaudière.

• Traitement chimique : surveillance de l'état des compresseurs centrifuges à grande vitesse, des grands compresseurs alternatifs et des agitateurs de réacteurs.

• Industrie lourde : Protection des machines pour laminoirs, grands ventilateurs, concasseurs miniers.

Avantages de la configuration de longueur totale de 5 mètres (H05) :
Cette longueur est l'une des « étalons-or » en milieu industriel car elle :

1. Offre une grande liberté d'installation : suffisante pour acheminer le câble du transducteur à l'intérieur d'un boîtier vers une boîte de jonction ou une cloison à proximité, permettant un jeu raisonnable pour l'installation.

2. Optimise l'intégrité du signal : maximise la capacité de transmission tout en minimisant l'atténuation potentielle du signal et les limitations de réponse haute fréquence associées aux câbles très longs.

3. Répond aux exigences TSL minimales : la longueur minimale autorisée pour un système de 5 mètres est de 4,4 mètres, ce qui offre une flexibilité pour le « coupage » électrique sur site du câble et les tolérances d'installation.

4. Équilibre le coût et la praticité : évite l'augmentation des coûts, la complexité de l'installation et les risques d'interférence potentiels associés à des câbles trop longs.

4. Guide d'installation, de câblage et de mise en service

1. Présentation de la configuration du système :
Pour un système de sortie de courant B22 typique, la chaîne de signal est généralement :
Transducteur TQ → (En option : câble d'extension EA 402) → Conditionneur IQS 450 (réglé sur le mode courant B22) → Câble blindé à 2 conducteurs (par exemple, K 209/K 210) → **Barrière/isolateur de sécurité (GSI 124, pour transmission antidéflagrante ou longue distance)** → Carte AI DCS/PLC (impédance d'entrée 250 Ω)

2. Étapes d'installation clés :

• Installation mécanique : Respecter strictement les contraintes géométriques de la notice. Réglez l'écart mécanique initial à l'aide de jauges d'épaisseur. Pour la surveillance des vibrations, il est recommandé de le régler près du milieu de la plage linéaire (~1,15 mm), correspondant à un courant de sortie de ~18,0 mA.

• Manipulation des câbles : Ne jamais couper ou épisser des câbles. Fixez correctement le câble de 5 mètres à des intervalles de 100 à 200 mm pour éviter les vibrations. Respectez le rayon de courbure minimum.

• Câblage électrique :

• Connectez les bornes '-24V' et 'COM' de l'IQS 450 à la boucle d'alimentation CC de la barrière de sécurité GSI 124 (ou de l'alimentation).

• La borne 'OUTPUT' de l'IQS 450 est la sortie du signal de courant, à connecter à l'entrée '+/-' du GSI 124.

• Mise à la terre du blindage en un seul point : généralement mise à la terre du côté de la barrière de sécurité ou de l'armoire du système de contrôle pour éviter les boucles de terre.

3. Mise sous tension, mise en service et vérification :

• Contrôle de boucle : vérifiez que l'impédance totale de la boucle de courant (résistance du câble + résistance interne de la barrière + résistance de la carte AI) ne dépasse pas la limite pour la tension d'alimentation donnée.

• Vérification statique : La machine étant à l'arrêt, mesurez le courant de boucle en série avec un milliampèremètre de haute précision. Cette valeur doit être comprise entre 15,5 et 20,5 mA et correspondre à la valeur estimée basée sur l'écart initial réglé mécaniquement.

• Test dynamique (facultatif) : appuyez doucement sur la base de montage du transducteur ou sur l'arbre cible ; la valeur de vibration affichée sur le système de surveillance doit changer en conséquence.

4. Rôle critique de la barrière de sécurité (GSI 124) :
Lorsqu'il est utilisé dans des atmosphères explosives ou pour une transmission longue distance, le GSI 124 est un composant essentiel. Il:

• Fournit une alimentation intrinsèquement sûre (Ex i) à l’IQS 450 dans la zone dangereuse.

• Lit le signal de courant 4-20 mA de la zone dangereuse.

• Émet un signal de tension isolé (par exemple, -1,6 V à -17,6 V correspondant à 15,5-20,5 mA) proportionnel au courant du côté de la zone de sécurité pour que le système de contrôle puisse le lire.

• Fournit une isolation énergétique et un transfert de signal entre les zones dangereuses et sûres.

5. Dépannage et maintenance

• Aucune sortie ou sortie très faible : vérifiez la polarité et la tension de l'alimentation ; vérifier s'il y a un circuit ouvert dans la boucle ; vérifiez si le câble du transducteur est endommagé.

• Sortie saturée (>20,5 mA ou <15,5 mA) : vérifiez si le transducteur est trop proche ou touche la cible ; vérifiez s'il y a une contamination grave ou des dommages à la pointe du transducteur ; Vérifiez la différence significative entre le matériau cible et le matériau d'étalonnage.

• Bruit de signal excessif : vérifiez l'intégrité du blindage et corrigez la mise à la terre en un seul point ; vérifiez si les câbles de signaux sont acheminés parallèlement aux câbles d'alimentation ; vérifiez les connexions desserrées ou humides.

• Entretien régulier : lors des inspections, vérifiez l'étanchéité du transducteur et l'état du câble ; nettoyer périodiquement l'huile/la graisse de la pointe du transducteur ; les performances du système peuvent être testées à nouveau lors de révisions majeures.