Il monitor a doppia vibrazione 3300/16 XY/GAP è un modulo di monitoraggio critico all'interno del sistema di monitoraggio delle condizioni delle risorse Bently Nevada serie 3300. Si tratta di un monitor dedicato ad alte prestazioni e altamente configurabile utilizzato principalmente per il monitoraggio continuo e la protezione di macchinari rotanti di grandi dimensioni, come turbine a vapore, turbine a gas, compressori e pompe.
La funzione principale del monitor è quella di elaborare simultaneamente due canali indipendenti di segnali di vibrazione radiale e inoltre calcolare e monitorare un segnale Gap che rappresenta la posizione media dell'albero. Accetta input da due sistemi di sensori sonda/proximitore di prossimità, fornendo agli operatori una visione completa dello stato di salute del rotore della macchina. Essendo una versione aggiornata del monitor di vibrazioni radiali doppie 3300/15, il miglioramento principale del 3300/16 è l'aggiunta degli allarmi di posizione radiale (Gap), che offrono una protezione più completa della macchina.
La sua applicazione tipica prevede l'installazione di due sonde orientate a 90 gradi l'una dall'altra (direzioni X e Y) sullo stesso cuscinetto. Questa configurazione non solo monitora l'ampiezza della vibrazione in ciascuna direzione ma anche, attraverso la tensione del gap, monitora la posizione statica dell'albero (ad esempio, la sua portanza all'interno del cuscinetto), che è fondamentale per rilevare il disallineamento dell'albero, le variazioni di precarico o altri problemi meccanici.
2. Funzioni del sistema e principi di monitoraggio
2.1 Monitoraggio delle vibrazioni a doppio canale
Il monitor 3300/16 elabora in modo indipendente i segnali di vibrazione per due canali. Ciascun canale riceve il segnale di tensione grezzo da un sensore Proximitor. Questo segnale contiene ricche informazioni dinamiche sul rotore:
Componente CA dinamica: rappresenta la vibrazione del rotore. La sua ampiezza corrisponde direttamente alla variazione dello spazio tra il rotore e la sonda, tipicamente espressa in valori picco-picco (pp).
Componente CC statica: rappresenta la distanza media tra la punta della sonda e la superficie dell'albero, riflettendo la posizione statica dell'albero.
I circuiti interni del monitor separano innanzitutto i componenti CA e CC.
Per il monitoraggio delle vibrazioni, il segnale CA separato viene filtrato, amplificato ed elaborato da un circuito di rilevamento picco-picco. Questo circuito calcola la differenza di tensione tra i punti più alto e più basso della forma d'onda della vibrazione, che corrisponde direttamente al valore picco-picco della vibrazione. Questo segnale elaborato viene quindi confrontato con i setpoint di allarme e pericolo preimpostati dall'utente.
2.2 Principio di monitoraggio delle lacune
La tensione 'Gap', che è la componente CC separata, è un'uscita principale del sistema di sonde di prossimità a correnti parassite. Secondo il principio delle correnti parassite, la distanza media tra la sonda e la superficie conduttiva dell'albero è inversamente proporzionale alla tensione di uscita (entro l'intervallo lineare del sistema). Pertanto, una variazione costante nella tensione traferro riflette direttamente uno spostamento assiale nella posizione media del rotore o una variazione nello spessore del film d'olio del cuscinetto.
Il monitor 3300/16 fornisce specificamente una funzione di allarme Gap. Gli utenti possono impostare un punto di allarme di avviso per un valore di tensione di intervallo specifico. Ad esempio, se la posizione dell'albero si discosta dal punto di funzionamento ottimale a causa di fattori quali l'usura dei cuscinetti reggispinta o i cambiamenti di temperatura, la tensione del gap si sposterà al di fuori dell'intervallo normale e attiverà un allarme, allertando l'operatore. Questa funzione aggiunge un importante livello di ridondanza alla protezione della macchina. È importante notare che l'allarme di intervallo incorpora un ritardo fisso di 6 secondi per evitare scatti fastidiosi causati da fluttuazioni transitorie del segnale.
2.3 Logica di allarme e uscite relè
Il monitor fornisce due livelli di uscita allarme per ciascun canale:
Avviso: un livello di preallarme, che indica che i livelli di vibrazione o i valori del gap sono entrati in un intervallo non ideale che richiede attenzione.
Pericolo: un livello critico, che indica che la macchina è in una condizione operativa non sicura, che richiede un'azione immediata per prevenire danni.
Il modulo relè allarme è un accessorio opzionale, ma è necessario ordinarne almeno uno per ogni sistema 3300. La modalità relè è programmabile sul campo:
Automatico: il relè si ripristina automaticamente quando il livello di vibrazione torna al di sotto del setpoint di allarme.
Latching: una volta scattato, il relè rimane nello stato scattato fino al ripristino manuale, il che aiuta a identificare il guasto first-out.
Inoltre, il relè di pericolo supporta la logica di voto programmabile:
Votazione 'OR': il relè viene attivato se uno dei canali attiva un allarme di pericolo.
Votazione 'AND': Entrambi i canali devono far scattare contemporaneamente un allarme di pericolo per azionare il relè. La votazione 'AND' può essere utilizzata in applicazioni che richiedono una maggiore affidabilità contro falsi spostamenti.
3. Elaborazione del segnale e caratteristiche elettriche
3.1 Ingresso e condizionamento del segnale
Impedenza di ingresso: 10 kΩ, garantendo un effetto di carico minimo quando si riceve il segnale dal sensore Proximitor.
Selezione della sensibilità: programmabile dall'utente per selezionare 200 mV/mil o 100 mV/mil per essere compatibile con varie serie di sensori Bently Nevada Proximitor (ad esempio, 3300 8 mm, 3300 XL 11 mm, serie 7200, ecc.).
Precisione: a +25°C, la precisione tipica è ±0,33% del fondo scala, con un massimo di ±1%. La precisione viene leggermente ridotta quando la funzione 'Trip Multiply' è abilitata.
3.2 Risposta in frequenza
Gli utenti possono scegliere tra due gamme di filtri in base alle caratteristiche della macchina:
Da 4 a 4.000 Hz: la gamma standard, adatta alla maggior parte dei macchinari rotanti ad alta velocità.
Da 1 a 600 Hz: una gamma estesa di basse frequenze per macchine più lente con velocità inferiori a 1000 giri/min. Il manuale sottolinea specificamente che questa opzione non è consigliata per apparecchiature con velocità di avvio/arresto rapido superiori a 1.000 giri/min/s (ad esempio, apparecchiature a motore), poiché la risposta estesa a bassa frequenza può trattenere i transitori di vibrazione durante l'avvio, causando potenzialmente l'attivazione dei relè di allarme anche dopo che la vibrazione effettiva si è attenuata.
3.3 Uscite del registratore e uscite del trasduttore bufferizzate
Uscite del registratore: ciascun canale fornisce un'uscita analogica indipendente, programmabile dall'utente, selezionabile da +4 a +20 mA, da 0 a -10 V CC o da +1 a +5 V CC. Questi vengono utilizzati per connettersi a registratori di trend, DCS o sistemi diagnostici. L'uscita è proporzionale al fondo scala del monitor.
Uscite del trasduttore bufferizzate: sono fornite sia sul pannello anteriore che su quello posteriore. Questa uscita è una replica ad alta impedenza e protetta da cortocircuito del segnale originale del Proximitor. Questo segnale è vitale per la diagnostica avanzata poiché contiene i dati grezzi e non filtrati della forma d'onda dinamica necessari per l'analisi dello spettro, i grafici dell'orbita, ecc.
3.4 Alimentazione del trasduttore
Il monitor può fornire alimentazione ai sensori Proximitor collegati. La tensione può essere selezionata tra -24 Vcc o -18 Vcc ed è limitata in corrente sulla scheda circuitale del singolo monitor, migliorando la sicurezza del sistema.
4. Interfaccia utente e display
Il 3300/16 presenta un design intuitivo del display del pannello frontale:
Display a cristalli liquidi (LCD): utilizza un LCD con grafico a barre verticale non multiplexing. Due grafici a barre principali mostrano l'ampiezza della vibrazione per i due canali, mentre un terzo grafico a barre centrale è dedicato alla visualizzazione della tensione Gap. Il display LCD viene utilizzato anche per visualizzare i codici di errore e i menu di configurazione.
Indicatori LED:
OK: il verde fisso indica un canale sano; spento indica un guasto o un bypass del canale (il LED rosso Bypass sarà acceso); lampeggiante indica un cambiamento di stato o codici di errore memorizzati.
Avviso/Pericolo: i LED rossi indicano il rispettivo stato di allarme. Il lampeggiamento indica una condizione di 'First Out'.
Bypass: i LED rossi indicano lo stato di bypass del canale o di bypass del rack.
5. Certificazioni di Sicurezza e Compatibilità Ambientale
Limiti Ambientali: Temperatura di funzionamento da 0°C a +65°C; temperatura di stoccaggio da -40°C a +85°C; umidità relativa fino al 95% (senza condensa).
Certificazioni di sicurezza:
CSA/NRTL/C: adatto per aree pericolose di Classe I, Divisione 2, Gruppi A, B, C, D.
ATEX: Autocertificato, conforme alla categoria II 3 G, idoneo per zone Zona 2 (necessita di installazione in custodia stagna).
Marchio CE: conforme alla direttiva EMC e alla direttiva sulla bassa tensione.
