Le module étendu de surveillance des vibrations VM600 XMV16 est une solution de surveillance conditionnelle hautes performances de nouvelle génération de la gamme de produits VM, spécialement conçue pour la surveillance et l'analyse des vibrations des machines tournantes critiques. En tant que composant essentiel du système VM600 Mk2/VM600, le XMV16 fonctionne en tandem avec le module d'entrée/sortie XIO16T pour offrir des performances de surveillance de haut niveau avec 16 canaux dynamiques et 4 canaux tachymétriques. Le module utilise une technologie avancée d'acquisition de données 24 bits et de puissantes capacités de traitement du signal numérique, permettant une analyse spectrale haute résolution jusqu'à 6 400 lignes, fournissant ainsi des informations sans précédent sur l'état des machines aux utilisateurs industriels.
Le module XMV16 représente le dernier développement en matière de technologie de surveillance des vibrations, offrant des améliorations significatives par rapport à son prédécesseur, la paire de cartes CMC16/IOC16T, en termes d'amplitude et de résolution spectrale, de capacité de mémoire tampon, de puissance de traitement au niveau du module et de taux d'acquisition et de stockage de données. Le module s'intègre parfaitement au logiciel VM, offrant un puissant traçage haute résolution, une gestion intégrée des données et des interfaces d'accès réseau simplifiées, ce qui en fait un choix idéal pour les systèmes de maintenance prédictive modernes.
Principales fonctionnalités
1. Acquisition et traitement de données haute performance
Le XMV16 utilise une conversion analogique-numérique 24 bits avec un taux d'échantillonnage maximum de 98 kHz, garantissant une acquisition de signal de vibration haute fidélité. Le module offre des performances de rapport signal/bruit (SNR) exceptionnelles : 115 dB à une bande passante de mesure de 1 kHz avec une crête de 2,5 V à pleine échelle, 105 dB à une bande passante de 10 kHz et 100 dB à pleine bande passante. Cette haute performance garantit des données de surveillance précises et fiables même dans les environnements industriels les plus exigeants.
2. Capacité de mesure multimode
Le module prend en charge trois modes de mesure distincts pour répondre à divers besoins de surveillance :
Mode principal : principalement utilisé pour l'acquisition continue de données pendant le fonctionnement normal de la machine, adapté à la surveillance des niveaux de vibrations croissants et des conditions transitoires
Mode auxiliaire : acquiert des formes d'onde et des données spectrales plus détaillées à des taux de mise à jour réduits, complétant les mesures du mode principal
Mode direct : utilisé pour obtenir des formes d'onde numérisées continues de longue durée à partir de canaux d'entrée dynamiques précédant les événements d'alarme pour une post-analyse détaillée
3. Analyse du spectre haute résolution
Le XMV16 offre une résolution spectrale de pointe jusqu'à 6 400 lignes (correspondant à des formes d'onde de 16 384 points). Différentes résolutions correspondent à différents taux de mise à jour : les spectres de 1 600 lignes sont mis à jour toutes les 100 ms, les spectres de 3 200 lignes toutes les 200 ms et les spectres de 6 400 lignes toutes les 500 ms. Cette haute résolution permet la détection de caractéristiques de défauts extrêmement subtiles.
4. Options de configuration flexibles
Chaque canal peut être configuré avec jusqu'à 20 sorties traitées en fonction des formes d'onde et des spectres acquis de manière asynchrone (fréquence fixe) ou synchrone (suivi de l'ordre). Plusieurs fonctions de qualificateur sont prises en charge, notamment RMS, crête, crête à crête, véritable crête, véritable crête à crête et DC (Gap). Les sorties peuvent être affichées dans n’importe quelle unité standard (métrique ou impériale).
5. Puissante capacité de partage de signaux
Le XMV16 prend en charge le partage de signal au sein des racks VM600 Mk2/VM600, permettant le partage dynamique du signal d'entrée via le bus Raw (jusqu'à 32 lignes) et le partage du signal d'entrée du tachymètre via le bus Tacho (jusqu'à 6 lignes). Cette conception réduit considérablement les besoins de câblage externe et simplifie l'intégration du système.
6. Fonctionnalité avancée de capture d'événements
Le module fournit des capacités configurables d’enregistrement de données avant et après déclenchement. L'enregistrement des données avant déclenchement peut atteindre toutes les 100 ms, tandis que l'enregistrement des données après déclenchement peut également atteindre toutes les 100 ms pour des durées allant jusqu'à 1 heure. La mémoire tampon intégrée peut stocker jusqu'à 1 140 ensembles de données statiques (données extraites) et 42 ensembles de données dynamiques (formes d'onde et/ou spectres).
7. Plusieurs méthodes de moyenne et d’agrégation
Diverses méthodes de calcul de moyenne sont prises en charge à la fois au niveau du bloc de traitement et au niveau de la sortie (données extraites). L'agrégation de données spectrales sur une seconde est également disponible pour capturer toute rafale ou pic dans les spectres internes du module XMV16.
8. Fonctions de traitement multicanal
Des fonctions de traitement avancées sont prises en charge, notamment la vibration absolue de l'arbre, le spectre complet, l'orbite et l'orbite filtrée, l'axe de l'arbre et Smax, répondant aux exigences complexes d'analyse de la dynamique du rotor.
9. Communication Ethernet Gigabit
Le module dispose d'une interface Gigabit Ethernet prenant en charge des taux de transfert de données jusqu'à 1 000 Mbps. Le connecteur ETHERNET du panneau avant prend en charge des distances de transmission allant jusqu'à 100 mètres, tandis que le connecteur du panneau arrière prend en charge jusqu'à 60 mètres, offrant une excellente flexibilité pour l'intégration du système.
10. Capacité d'échange à chaud
Prend en charge l'insertion et le retrait en direct de modules (échangeables à chaud) sans interrompre le fonctionnement du système, améliorant ainsi considérablement la maintenabilité et la disponibilité du système.
11. Adaptabilité environnementale globale
Plage de température de fonctionnement : 0 à 65 °C (32 à 149 °F)
Plage de température de stockage : -40 à 85 °C (-40 à 185 °F)
Humidité de fonctionnement : 0 à 90 % d'humidité relative (sans condensation)
Conforme RoHS avec une excellente adaptabilité environnementale.
12. Certifications de sécurité
Marqué EAC, conforme aux normes de compatibilité électromagnétique TR CU 020/2011 et aux normes de sécurité électrique TR CU 004/2011. Certifié par l'Agence fédérale russe de réglementation technique et de métrologie (Rosstandart) avec certificat d'approbation de modèle OC.C.28.004.AN° 60224.
Principe de fonctionnement
Le principe de fonctionnement du module étendu de surveillance des vibrations VM600 XMV16 est basé sur une technologie avancée de traitement du signal numérique. Travaillant conjointement avec le module d'entrée/sortie XIO16T, il permet une surveillance et une analyse complètes des conditions de vibration de la machine. Le principe de fonctionnement peut être divisé en plusieurs aspects clés :
1. Architecture du système et flux de signaux
Le module de traitement XMV16 est installé à l'avant du rack, tandis que le module XIO16T est installé à l'arrière. Les deux se connectent directement au fond de panier du rack via des connecteurs. Les signaux des capteurs sont entrés via les connecteurs du bornier du module XIO16T, où ils subissent un conditionnement et une protection du signal avant d'être transmis au module XMV16 pour traitement via le fond de panier.
Le module XIO16T exécute toutes les fonctions de conditionnement de signaux analogiques et prend en charge les communications externes. Il protège toutes les entrées contre les surtensions de signal et les EMI pour répondre aux normes EMC. Les entrées du module sont entièrement configurables par logiciel et peuvent accepter des signaux représentant la référence de vitesse et de phase (par exemple, provenant de capteurs TQxxx) ainsi que des signaux de vibration dérivés de l'accélération, de la vitesse et/ou du déplacement (par exemple, provenant de capteurs CAxxx, CExxx, CVxxx et TQxxx).
2. Acquisition et numérisation du signal
Le module XMV16 effectue la conversion analogique-numérique et toutes les fonctions de traitement du signal numérique, y compris le traitement de chaque forme d'onde et spectre, ainsi que les sorties traitées associées (données extraites). Le module acquiert et traite les données à haute résolution (ADC 24 bits) pour générer des formes d'onde et des spectres à l'aide de trois modes de mesure différents : principal, auxiliaire et direct.
En mode principal, le module effectue une acquisition continue de données adaptées au fonctionnement normal de la machine, telles que l'augmentation des niveaux de vibrations et les conditions transitoires. Les formes d'onde et les spectres acquis en mode principal sont utilisés pour générer les sorties traitées associées (données extraites). Le mode auxiliaire est utilisé pour obtenir des formes d'onde et des spectres plus détaillés à des taux de mise à jour réduits, complétant les mesures en mode principal. Le mode direct est utilisé pour obtenir des formes d'onde continues et de longue durée numérisées à partir de canaux d'entrée dynamiques précédant les événements d'alarme, à l'aide de programmes tiers pour la visualisation des données.
3. Traitement et analyse des données
Les temps de cycle de traitement sur le module XMV16 dépendent de la résolution de forme d'onde (points)/spectre (lignes) configurée pour les modes de mesure principal et auxiliaire. Ces temps de cycle de traitement interne aident à déterminer la vitesse à laquelle les formes d'onde, les spectres et les données extraites deviennent disponibles en tant que sorties du module.
Alors que les données de mesure peuvent être obtenues à partir du module XMV16 à des taux de mise à jour des données allant jusqu'à 100 ms, le taux de mise à jour des données du logiciel VibroSight® est de 1 seconde. Cela signifie que le serveur VibroSight interroge les modules XMV16 à une fréquence maximale d'une fois par seconde. Par exemple, un module configuré pour un taux de mise à jour des données de 100 ms en mode de mesure principal fournit à VibroSight® une forme d'onde, un spectre et des données extraites associées sur dix.
4. Agrégation de données spectrales
Pour éviter la perte potentielle d'informations importantes dans les données de mesure internes du module XMV16, l'agrégation de données spectrales peut être utilisée pour capturer les pics dans les spectres intermédiaires (internes) sans augmenter de manière significative le trafic réseau. Cette fonction d'agrégation effectue un maintien des crêtes sur les données spectrales pendant une seconde, garantissant ainsi qu'aucune caractéristique de défaut transitoire ne soit manquée.
5. Détection d'événements et enregistrement des données
Des événements sont générés lorsque les valeurs dépassent l'un des cinq niveaux de gravité configurables par l'utilisateur ou dépassent les alarmes de taux de changement. La quantité de données pré-événement stockées dans la mémoire tampon intégrée du module XMV16 est configurable et peut être utilisée pour l'enregistrement des données statiques de pré-déclenchement (événement) jusqu'à toutes les 100 millisecondes et des données dynamiques toutes les 1 seconde. L'enregistrement des données statiques après déclenchement (événement) jusqu'à toutes les 100 ms est également disponible pendant 1 heure maximum.
6. Détection de l'état de la machine
Les états de la machine tels que la pleine charge (en charge), la survitesse et les transitoires sont détectés en vérifiant la vitesse de référence par rapport aux niveaux de déclenchement. Ces états peuvent être utilisés par les conditions de fonctionnement de la machine du logiciel pour contrôler le comportement du système. En règle générale, une journalisation à plus haute densité est disponible en fonction des conditions de fonctionnement de la machine, de la vitesse et des intervalles de temps configurables ou de tout autre paramètre de processus.
7. Mécanisme de partage de signaux
Dans les racks VM600 Mk2/VM600, le XMV16 peut utiliser le bus Tacho pour partager les signaux d'entrée du tachymètre et le bus Raw pour partager les signaux d'entrée dynamiques. Généralement, dans un rack VM600 Mk2 (ABE4x), le bus Raw est utilisé pour partager les signaux d'entrée dynamiques entre les modules de traitement, le bus Tacho est utilisé pour partager les signaux d'entrée du tachymètre (vitesse) entre les modules de traitement, et le bus Open Collector (OC) est utilisé par les modules de traitement pour piloter les modules de relais, le tout dans le même rack.
8. Communication et transmission de données
Le module XMV16 communique avec des ordinateurs externes exécutant le logiciel VibroSight® via une interface Gigabit Ethernet. L'interface de communication du système (connecteurs ETHERNET) peut être utilisée pour établir des connexions/communications entre le module XMV16 + XIO16T et les ordinateurs/réseaux à l'aide de câbles Ethernet standards.
Le module utilise Network Time Protocol (NTP) pour la synchronisation temporelle, garantissant ainsi la cohérence temporelle dans tout le système. Le connecteur ETHERNET du panneau avant prend en charge des distances de transmission allant jusqu'à 100 mètres (conforme 1000BASE-T), tandis que le connecteur ETHERNET du panneau arrière prend en charge jusqu'à 60 mètres (1 000 Mbps). Pour les distances dépassant les maximums spécifiés, les modules fonctionnent à des taux de transfert de données réduits.
9. Configuration et surveillance de l'état
Le module XMV16 + XIO16T est entièrement configurable par logiciel via Ethernet à l'aide d'un ordinateur exécutant le logiciel VibroSight®. Le module fournit plusieurs indicateurs d'état (LED) : les LED multicolores STATUS et DATA indiquent l'état du module XMV16 + XIO16T, tel que le fonctionnement normal, l'état de configuration ou les problèmes ; La liaison du connecteur ETHERNET et les voyants d'activité indiquent l'état des communications Ethernet du système.
10. Gestion de l’alimentation et conception thermique
Le module reçoit l'alimentation de fonctionnement (+5 VCC et ±12 VCC) de l'alimentation du rack VM600. La consommation électrique est <14 W à partir de l'alimentation +5 VCC, <8 W à partir de l'alimentation +12 VCC et <4 W à partir de l'alimentation -12 VCC, avec une consommation électrique totale <26 W (module XMV16 + XIO16T). Cette conception de puissance efficace garantit un fonctionnement stable du module et une faible dissipation thermique.
Applications
Le module étendu de surveillance des vibrations VM600 XMV16 convient parfaitement aux domaines d'application suivants :
Surveillance et analyse de la dynamique du rotor : surveillance des vibrations et analyse de la dynamique du rotor pour les grandes machines tournantes telles que les turbines à vapeur, les turbines à gaz et les turbines hydrauliques
Analyse des roulements : capacité d'analyse spectrale haute résolution pour une détection précoce des caractéristiques de défauts des roulements
Surveillance de l'entrefer et du flux hydroélectrique : prend en charge les applications de surveillance de l'entrefer et de la densité de flux magnétique pour les générateurs hydroélectriques.
Surveillance des machines tournantes industrielles : Surveillance de l'état et diagnostic des défauts des machines tournantes industrielles telles que les compresseurs, les ventilateurs, les pompes et les moteurs.
Systèmes de maintenance prédictive : constitue le composant central des systèmes de maintenance prédictive des usines, fournissant des données de haute qualité sur l'état des machines.
Résumé des spécifications techniques
Canaux d'entrée dynamiques : 16 canaux indépendants
Canaux d'entrée du tachymètre : 4 canaux indépendants
Résolution CAN : 24 bits
Taux d'échantillonnage maximal : 98 kHz
Plage d'entrée dynamique : -30 à +30 V (tension), -25 à +25 mA (courant)
Bande passante de fréquence : 0,10 Hz à 38 kHz (AC), DC à 1,0 Hz (DC)
Résolution spectrale : jusqu'à 6 400 lignes
Rapport signal/bruit : 115 dB (bande passante de 1 kHz)
Interface de communication : Gigabit Ethernet (1000BASE-T)
Température de fonctionnement : 0 à 65°C (32 à 149°F)
Consommation électrique : <26 W (module XMV16 + XIO16T)
