De 3300/16 XY/GAP Dual Vibration Monitor is een kritische monitoringmodule binnen het Bently Nevada 3300 Series Asset Condition Monitoring-systeem. Het is een hoogwaardige, zeer configureerbare speciale monitor die voornamelijk wordt gebruikt voor de continue bewaking en bescherming van grote roterende machines, zoals stoomturbines, gasturbines, compressoren en pompen.
De kernfunctie van de monitor is het gelijktijdig verwerken van twee onafhankelijke kanalen met radiale trillingssignalen en het bovendien berekenen en monitoren van een Gap-signaal dat de gemiddelde aspositie vertegenwoordigt. Het accepteert input van twee naderingssonde-/Proximitor-sensorsystemen, waardoor operators een uitgebreid beeld krijgen van de toestand van de machinerotor. Als verbeterde versie van de 3300/15 Dual Radial Vibration Monitor is de belangrijkste verbetering van de 3300/16 de toevoeging van radiale positie (Gap)-alarmen, die een completere machinebescherming bieden.
De typische toepassing ervan omvat het installeren van twee sondes die 90 graden uit elkaar zijn georiënteerd (X- en Y-richting) op hetzelfde lager. Deze configuratie bewaakt niet alleen de trillingsamplitude in elke richting, maar bewaakt ook, via de spleetspanning, de statische positie van de as (bijvoorbeeld de lift in het lager), wat cruciaal is voor het detecteren van verkeerde uitlijning van de as, veranderingen in de voorbelasting of andere mechanische problemen.
2. Systeemfuncties en monitoringprincipes
2.1 Tweekanaals trillingsmonitoring
De 3300/16 monitor verwerkt zelfstandig trillingssignalen voor twee kanalen. Elk kanaal ontvangt het ruwe spanningssignaal van een Proximitor-sensor. Dit signaal bevat rijke dynamische informatie over de rotor:
Dynamische AC-component: vertegenwoordigt de trillingen van de rotor. De amplitude komt rechtstreeks overeen met de verandering in de opening tussen de rotor en de sonde, doorgaans uitgedrukt in piek-tot-piekwaarden (pp).
Statische DC-component: vertegenwoordigt de gemiddelde opening tussen de sondetip en het schachtoppervlak en weerspiegelt de statische positie van de schacht.
De interne circuits van de monitor scheiden eerst de AC- en DC-componenten.
Voor trillingsmonitoring wordt het gescheiden AC-signaal gefilterd, versterkt en verwerkt door een piek-tot-piek-detectiecircuit. Dit circuit berekent het spanningsverschil tussen de hoogste en laagste punten van de trillingsgolfvorm, wat direct overeenkomt met de piek-tot-piekwaarde van de trilling. Dit verwerkte signaal wordt vervolgens vergeleken met de door de gebruiker vooraf ingestelde waarschuwings- en gevaaralarminstelpunten.
2.2 Principe van het monitoren van hiaten
De 'Gap'-spanning, die de gescheiden DC-component is, is een kernuitgang van het wervelstroom-proximiteitssondesysteem. Volgens het wervelstroomprincipe is de gemiddelde afstand tussen de sonde en het geleidende schachtoppervlak omgekeerd evenredig met de uitgangsspanning (binnen het lineaire bereik van het systeem). Daarom weerspiegelt een gestage verandering in de spleetspanning direct een axiale verschuiving in de gemiddelde positie van de rotor of een verandering in de dikte van de lageroliefilm.
De 3300/16-monitor biedt specifiek een gap-alarmfunctie. Gebruikers kunnen een waarschuwingsalarmpunt instellen voor een specifieke gap-spanningswaarde. Als de aspositie bijvoorbeeld afwijkt van het optimale bedrijfspunt als gevolg van factoren zoals slijtage van de druklagers of temperatuurveranderingen, zal de spleetspanning buiten het normale bereik komen en een alarm activeren, waardoor de operator wordt gewaarschuwd. Deze functie voegt een belangrijke redundantielaag toe aan de machinebeveiliging. Het is belangrijk op te merken dat het hiaatalarm een vaste tijdsvertraging van 6 seconden bevat om hinderlijke uitschakelingen veroorzaakt door transiënte signaalfluctuaties te voorkomen.
2.3 Alarmlogica en relaisuitgangen
De monitor biedt twee niveaus van alarmuitvoer voor elk kanaal:
Waarschuwing: een waarschuwingsniveau vooraf, dat aangeeft dat trillingsniveaus of tussenruimtewaarden een niet-ideaal bereik hebben bereikt dat aandacht vereist.
Gevaar: Een kritiek niveau dat aangeeft dat de machine zich in een onveilige bedrijfstoestand bevindt en dat onmiddellijke actie vereist is om schade te voorkomen.
De alarmrelaismodule is een optioneel accessoire, maar er moet minimaal één per 3300-systeem worden besteld. De relaismodus is ter plaatse programmeerbaar:
Niet-vergrendelend: Het relais wordt automatisch gereset wanneer het trillingsniveau weer onder het alarminstelpunt komt.
Vergrendelend: Eenmaal geactiveerd blijft het relais in de geactiveerde status totdat het handmatig wordt gereset, wat helpt bij het identificeren van de first-out-fout.
Bovendien ondersteunt het gevaarrelais programmeerbare stemlogica:
'OF' Stemmen: Het relais wordt aangestuurd als een van beide kanalen een gevaaralarm activeert.
'EN' Stemmen: Beide kanalen moeten tegelijkertijd een gevaaralarm activeren om het relais aan te sturen. 'EN'-stemmen kan worden gebruikt in toepassingen die een hogere betrouwbaarheid tegen valse trips vereisen.
3. Signaalverwerking en elektrische kenmerken
3.1 Signaalinvoer en conditionering
Ingangsimpedantie: 10 kΩ, waardoor een minimaal belastingseffect wordt gegarandeerd bij het verkrijgen van het signaal van de Proximitor-sensor.
Gevoeligheidsselectie: Door de gebruiker programmeerbaar om 200 mV/mil of 100 mV/mil te selecteren om compatibel te zijn met verschillende Bently Nevada Proximitor-sensorseries (bijv. 3300 8 mm, 3300 XL 11 mm, 7200-serie, enz.).
Nauwkeurigheid: Bij +25°C is de typische nauwkeurigheid ±0,33% van de volledige schaal, met een maximum van ±1%. De nauwkeurigheid wordt enigszins verminderd als de functie 'Trip Multiply' is ingeschakeld.
3.2 Frequentierespons
Gebruikers kunnen kiezen uit twee filterbereiken op basis van machinekenmerken:
4 tot 4.000 Hz: Het standaardbereik, geschikt voor de meeste roterende machines met hoge snelheid.
1 tot 600 Hz: een uitgebreid laagfrequent bereik voor langzamere machines met snelheden onder 1000 tpm. De handleiding benadrukt specifiek dat deze optie niet wordt aanbevolen voor apparatuur met een snelle start/stop-snelheid van meer dan 1000 tpm/s (bijv. motoraangedreven apparatuur), omdat de uitgebreide laagfrequente respons trillingstransiënten kan vasthouden tijdens het opstarten, waardoor alarmrelais mogelijk worden geactiveerd, zelfs nadat de feitelijke trilling is verdwenen.
3.3 Recorderuitgangen en gebufferde transduceruitgangen
Recorderuitgangen: Elk kanaal biedt een onafhankelijke, door de gebruiker programmeerbare analoge uitgang, selecteerbaar als +4 tot +20 mA, 0 tot -10 Vdc of +1 tot +5 Vdc. Deze worden gebruikt om verbinding te maken met trendrecorders, DCS of diagnostische systemen. De uitvoer is evenredig met het volledige bereik van de monitor.
Gebufferde transduceruitgangen: Deze zijn zowel op het voor- als achterpaneel aanwezig. Deze uitgang is een hoogohmige, tegen kortsluiting beveiligde replica van het originele Proximitor-signaal. Dit signaal is van vitaal belang voor geavanceerde diagnostiek, omdat het de ruwe, ongefilterde dynamische golfvormgegevens bevat die nodig zijn voor spectrumanalyse, baangrafieken, enz.
3.4 Transducervoeding
De monitor kan stroom leveren aan de aangesloten Proximitor-sensoren. De spanning kan worden geselecteerd tussen -24 Vdc of -18 Vdc en is stroombeperkt op de individuele monitorprintplaat, wat de systeemveiligheid vergroot.
4. Gebruikersinterface en display
De 3300/16 heeft een intuïtief displayontwerp op het voorpaneel:
Liquid Crystal Display (LCD): Maakt gebruik van een niet-multiplex verticaal staafdiagram LCD-scherm. Twee hoofdstaafdiagrammen geven de trillingsamplitude voor de twee kanalen weer, terwijl een derde, centraal staafdiagram gewijd is aan het weergeven van de tussenruimtespanning. Het LCD-scherm wordt ook gebruikt om foutcodes en configuratiemenu's weer te geven.
LED-indicatoren:
OK: Continu groen geeft een gezond kanaal aan; uit geeft een kanaalfout of bypass aan (rode bypass-LED brandt); knipperen geeft een verandering in de status of opgeslagen foutcodes aan.
Waarschuwing/Gevaar: Rode LED's geven de betreffende alarmstatus aan. Knipperend geeft een 'First Out'-toestand aan.
Bypass: Rode LED's geven de status van kanaalbypass of rackbypass aan.
5. Veiligheidscertificeringen en milieucompatibiliteit
Omgevingslimieten: Bedrijfstemperatuur van 0°C tot +65°C; opslagtemperatuur van -40°C tot +85°C; relatieve luchtvochtigheid tot 95% (niet-condenserend).
Veiligheidscertificeringen:
CSA/NRTL/C: Geschikt voor gevaarlijke gebieden van klasse I, divisie 2, groepen A, B, C, D.
ATEX: Zelfgecertificeerd, conform II 3 G-categorie, geschikt voor Zone 2-gebieden (vereist installatie in een weerbestendige behuizing).
CE-markering: Voldoet aan de EMC-richtlijn en de laagspanningsrichtlijn.
