Il modulo tachimetro 3500/50M è un modulo di monitoraggio delle condizioni dei macchinari a doppio canale e ad alte prestazioni sviluppato da Bently Nevada, progettato per il monitoraggio della velocità di rotazione, dell'accelerazione e della direzione delle apparecchiature rotanti. Questo modulo accetta segnali di ingresso da sonde di prossimità o pickup magnetici, consentendo il calcolo in tempo reale della velocità di rotazione dell'albero, dell'accelerazione del rotore e della direzione di rotazione. Utilizza setpoint di allarme programmabili dall'utente per implementare una gestione intelligente degli allarmi. Il modulo 3500/50M offre un'elevata flessibilità di configurazione e supporta molteplici modalità di monitoraggio, rendendolo adatto alla protezione di apparecchiature critiche e al monitoraggio delle condizioni in vari ambienti industriali.
Integrato nel sistema di monitoraggio 3500, il modulo funziona in sinergia con altri moduli del sistema per fornire una protezione affidabile dei macchinari e funzioni di allarme rapido. Il suo design è conforme a numerosi standard internazionali e dispone di certificazioni per aree pericolose, rendendolo applicabile a settori ad alto rischio come quello marittimo, petrolifero e del gas, produzione di energia e prodotti chimici.
2. Caratteristiche principali
2.1 Supporto ingresso a doppio canale
Il modulo 3500/50M è dotato di due canali indipendenti che possono accettare contemporaneamente segnali da due tipologie di sensori:
Sonde di prossimità: adatte per la misurazione della velocità ad alta precisione, supportano intervalli di velocità da bassi ad alti.
Pickup magnetici: adatti per il monitoraggio a velocità medio-alta, ma non consigliati per la rotazione inversa o il rilevamento della velocità zero.
2.2 Modalità di monitoraggio multiple
Gli utenti possono selezionare le seguenti modalità operative tramite il software di configurazione rack 3500:
Monitoraggio della velocità con allarme del setpoint: monitora la velocità in tempo reale e attiva gli allarmi.
Monitoraggio della velocità con allarme della banda di velocità: allarmi quando la velocità devia al di fuori di un intervallo definito.
Monitoraggio della velocità con notifica di velocità zero: rileva se l'attrezzatura ha smesso di ruotare.
Monitoraggio della velocità con allarme di accelerazione del rotore: monitora l'accelerazione del rotore per prevenire rischi di velocità eccessiva.
Monitoraggio della velocità con notifica di rotazione inversa: rileva se l'albero sta ruotando in senso inverso.
2.3 Funzione di mantenimento del picco
Il modulo include una funzionalità di peak hold che registra e memorizza:
Massima velocità di avanzamento
Massima velocità in retromarcia
Numero di rotazioni inverse
I valori di picco possono essere ripristinati tramite software, facilitando la successiva analisi e manutenzione.
2.4 Uscita segnale fasore condizionato
Il modulo 3500/50M può fornire segnali Keyphasor condizionati al backplane del rack 3500 per l'utilizzo da parte di altri moduli di monitoraggio (ad esempio, monitor delle vibrazioni). Ciò elimina la necessità di un modulo Keyphasor separato, risparmiando spazio e costi nel rack.
2.5 Gestione Allarmi
Allarme a due livelli: l'allarme 1 e l'allarme 2 possono essere impostati in modo indipendente per diversi livelli di gravità.
Ritardi allarme programmabili: il ritardo allarme 1 è configurabile da 1 a 60 secondi; Ritardo allarme 2 da 0,1 a 60 secondi, per prevenire falsi allarmi.
Setpoint flessibili: i valori di allarme possono generalmente essere impostati dallo 0% al 100% dell'intervallo di fondo scala per ciascun valore misurato, adattandosi ai diversi requisiti delle apparecchiature.
2.6 Uscita analogica e interfaccia del registratore
Il modulo fornisce un'uscita analogica da 4–20 mA adatta per registratori di dati, registratori grafici o dispositivi di visualizzazione. L'impedenza di uscita è di 550 Ω, con un intervallo di conformità della tensione di 0–12 V CC e una resistenza di carico massima di 600 Ω.
2.7 Indicazione e comunicazione dello stato
Il pannello frontale è dotato di indicatori LED a tre colori:
LED OK: indica il normale funzionamento del modulo.
LED TX/RX: indica lo stato della comunicazione con altri moduli nel rack 3500.
LED Bypass: indica che il modulo è in modalità Bypass.
3. Principio di funzionamento dettagliato
3.1 Ingresso e condizionamento del segnale
Il modulo 3500/50M accetta segnali di tensione provenienti da sonde di prossimità o pickup magnetici. L'intervallo del segnale di ingresso è compreso tra –24 V e +10 V; i segnali che superano questo intervallo sono limitati internamente per protezione. L'impedenza di ingresso del modulo è disponibile in tre varianti:
Il modulo condiziona il segnale di ingresso utilizzando la soglia automatica o la soglia manuale:
Soglia automatica: utilizzata per segnali con una frequenza superiore a 0,0167 Hz (equivalente a 1 giri/min per 1 evento/giro). L'ampiezza minima del segnale di trigger è 1 V picco-picco.
Soglia manuale: consente agli utenti di impostare la soglia di attivazione tra +9,5 V CC e –23,5 V CC. L'ampiezza minima del segnale di trigger è 500 mV picco-picco.
3.2 Calcolo e precisione della velocità
Il modulo calcola la velocità di rotazione in base al numero di eventi per giro (supporta da 0,0039 a 255 eventi/giro per la maggior parte dei tipi di canale e da 1 a 255 per i tipi di accelerazione del rotore e velocità zero). La gamma massima di fondo scala è 99.999 giri/min, con una frequenza di ingresso massima di 20 kHz. La precisione della velocità è definita in tre intervalli:
< 100 giri/min: ±0,1 giri/min
100 – 10.000 giri/min: ±1 giri/min
10.000 – 99.999 giri/min: ±0,01% della velocità effettiva dell'albero
3.3 Monitoraggio dell'accelerazione
Per il monitoraggio dell'accelerazione del rotore, il modulo supporta da 1 a 255 eventi per giro, con una precisione di ±20 giri/min. Il valore di accelerazione deriva dal tasso di variazione della velocità, aiutando nella previsione di comportamenti anomali durante l'accelerazione dell'apparecchiatura.
3.4 Rilevamento della direzione e determinazione della velocità zero
Il modulo determina la direzione di rotazione analizzando la sequenza di fase o di impulsi dei segnali del sensore.
Nota importante: i pickup magnetici non sono consigliati per la rotazione inversa o il rilevamento della velocità zero perché i fronti del segnale non sono puliti a basse velocità, il che potrebbe portare a indicazioni errate.
Il rilevamento della velocità zero si basa sul fatto che la frequenza del segnale scenda al di sotto di una soglia impostata, generalmente utilizzata per determinare se l'apparecchiatura si è completamente fermata.
3.5 Logica e uscita allarme
Il modulo confronta continuamente i parametri calcolati in tempo reale (velocità, accelerazione, direzione, ecc.) con i setpoint di allarme definiti dall'utente. Se un parametro supera il limite impostato, il modulo attiva l'uscita di allarme corrispondente. I segnali di allarme possono essere inoltrati al sistema di controllo tramite relè o interfacce di comunicazione.
3.6 Comunicazione e interfaccia dati
Il modulo 3500/50M comunica con il sistema tramite il backplane del rack 3500, interfacciandosi con i moduli gateway di comunicazione (ad esempio, 3500/92) per caricare i dati di misurazione su sistemi di livello superiore. Il modulo supporta protocolli industriali come Modbus e OPC, consentendo una facile integrazione nei sistemi DCS o SCADA.
4. Caratteristiche Tecniche
Misurazione ad alta precisione:
Sotto 100 giri/min: ±0,1 giri/min
100-10.000 giri/min: ±1 giri/min
10.000-99.999 giri/min: ±0,01% della velocità effettiva dell'albero
Precisione dell'accelerazione: ±20 giri/min
Capacità ad ampio raggio:
Fondo scala massimo: 99.999 giri/min
Frequenza massima di ingresso: 20 kHz
Frequenza minima di ingresso per sonde di prossimità: 0,0167 Hz (corrispondente a 1 giri/min per 1 evento/giro)
Frequenza minima di ingresso per pickup magnetici: 3,3 Hz
Configurazione di ingresso flessibile:
Supporta 1-255 eventi/giro (per i tipi di canale con accelerazione del rotore e velocità zero)
Altri tipi di canale supportano 0,0039-255 eventi/rivoluzione
5. Adattabilità ambientale:
6. Certificazioni di sicurezza:
Conforme alle direttive FCC, EMC, LV, RoHS, ATEX, IECEx, CSA e altri standard internazionali
Adatto per aree pericolose (Classe I, Divisione 2/Gruppi A,B,C,D o Classe I, Zona 2)
7. Avvertenza importante
È importante notare che il modulo tachimetro 3500/50M non deve essere utilizzato in modo indipendente o come componente di un sistema di controllo della velocità o di protezione da sovravelocità, poiché non fornisce ridondanza protettiva o la velocità di risposta richiesta per un funzionamento affidabile come sistema di controllo della velocità o di protezione da sovravelocità. L'uscita proporzionale analogica è adatta solo per la registrazione dei dati, la registrazione di grafici o la visualizzazione. I setpoint di avviso di velocità sono adatti solo a scopo di avviso.
Per pickup magnetici: non utilizzare pickup magnetici per l'opzione di rotazione inversa o per l'opzione di velocità zero, altrimenti potrebbero verificarsi false indicazioni sulla direzione di rotazione. I trasduttori non forniscono un bordo pulito per il circuito di rilevamento durante le basse velocità.
8. Caratteristiche fisiche
Modulo monitor (scheda principale):
Dimensioni: 241,3 mm × 24,4 mm × 241,8 mm
Peso: 0,82 kg
Moduli I/O:
Versione senza barriera: 241,3 mm × 24,4 mm × 99,1 mm, peso 0,20 kg
Versione con barriera interna: 241,3 mm × 24,4 mm × 163,1 mm, peso 0,46 kg
Requisiti di spazio nel rack:
Modulo monitor: occupa 1 slot anteriore
Modulo I/O: occupa 1 slot posteriore
9. Applicazioni
Il modulo tachimetro 3500/50M è progettato specificatamente per macchine rotanti nei seguenti campi:
Centrali elettriche: monitoraggio e protezione della velocità per turbine a vapore, turbine a gas e turbine idroelettriche
Industria petrolchimica: monitoraggio della velocità e protezione da sovravelocità per compressori e pompe
Industria metallurgica: monitoraggio della velocità per laminatoi e ventilatori
Propulsione marina: monitoraggio della velocità e della direzione di rotazione per sistemi di alberi di propulsione
Azionamenti industriali: monitoraggio della velocità per motori e riduttori di grandi dimensioni
