TQ 402 & TQ 412 / EA 402 / IQS 452 Technische gids voor nabijheidstransducersysteem: configuratie, installatie, bediening, foutopsporing en onderhoud

Hoofdstuk 1: Inleiding – Systeemoverzicht

TQ 402 & TQ 412 / EA 402 / IQS 452 Proximity Transducer-systeem dat verantwoordelijk is voor het nauwkeurig vastleggen van de relatieve astrilling en de axiale positie van kritische roterende machines (zoals stoomturbines, gasturbines, compressoren en pompen), en levert de meest fundamentele en kerngegevens voor apparatuurbescherming en voorspellend onderhoud. Deze gids is bedoeld om ingenieurs en technici te voorzien van een complete technische referentie die de gehele levenscyclus bestrijkt, van systeemselectie en configuratie tot langdurig gebruik en onderhoud.

Kernsysteemcomponenten:

• TQ 402 / TQ 412 Proximity Transducer: Het kernsensorelement van het systeem, dat werkt volgens het wervelstroomprincipe.

• TQ 402: Standaard montageversie, behuizing met volledige schroefdraad, geschikt voor directe installatie in machines.

• TQ 412: versie voor omgekeerde montage, met een integrale borgmoer, speciaal ontworpen voor installatie via sondeadapters van buiten de machine.

• EA 402-verlengkabel: Verbindt de transducer met de signaalversterker, zodat de totale systeemlengte voldoet aan strenge elektrische eisen.

• IQS 452-signaalconditioner: het 'signaalbrein' van het systeem, dat hoogfrequent excitatievermogen levert aan de transducer en een signaal demoduleert, versterkt en uitvoert dat evenredig is aan de opening. De subversies omvatten:

• IQS 452 ver. 0XX/1XX: Biedt een lineair bereik van 4 mm, met respectievelijk spanningsuitgang (4 mV/μm) en stroomuitgang (1,25 μA/μm).

• IQS 452 ver. 2XX/3XX: Biedt een lineair bereik van 2 mm, met respectievelijk een spanningsuitgang (8 mV/μm) en een stroomuitgang (2,5 μA/μm).

Belangrijkste certificeringen en compatibiliteit:

• Explosieveilige certificering: Systeemcomponenten zijn verkrijgbaar in intrinsiek veilige (Ex i) versies gecertificeerd door ATEX (LCIE 02 ATEX 6086 X) en CSA (1514309), geschikt voor gebruik in potentieel explosieve atmosferen.

• Systeemintegratie: De standaardsignalen die door dit systeem worden afgegeven, kunnen naadloos worden geïntegreerd in reguliere machinebeveiligingssystemen.

Documentatiebasis: Alle inhoud in deze handleiding is overgenomen, geïntegreerd en samengesteld uit het officiële document MANUAL - Vibration System Field Equipment (Seq # 36400), waardoor nauwkeurigheid en autoriteit worden gegarandeerd.

Hoofdstuk 2: Configuratie – Systeemontwerp en technische voorbereiding

Een juiste systeemconfiguratie is een voorwaarde voor het garanderen van de prestaties en meetnauwkeurigheid, waarbij vooral de transducerselectie, het bepalen van de systeemlengte en de signaalconditioneringsinstellingen betrokken zijn.

2.1 Transducer- en kabelconfiguratie

• Transducerselectie:

• Kies op basis van het meetdoel (trillingen/positie) en ruimtelijke beperkingen de TQ 402 (standaardmontage) of TQ 412 (omgekeerde montage).

• Bepaal op basis van het verwachte asverplaatsingsbereik het vereiste lineaire meetbereik (2 mm of 4 mm), dat de bijpassende IQS 452-versie zal bepalen.

• Bepaling van de totale systeemlengte (TSL):

• Gouden regel: De totale kabellengte van de transducertip tot de ingang van de signaalversterker (geïntegreerde kabel + verlengkabel) mag strikt 5 meter of 10 meter zijn. De elektrische eigenschappen van het systeem zijn geoptimaliseerd voor deze lengte. Elke afwijking zal leiden tot verlies van kalibratie en prestatievermindering.

• Lengteberekening en bestelling: Selecteer op basis van de installatieafstand de juiste lengte van de integrale kabel (bijv. 1 m, 5 m) en de EA 402-verlengkabel (bijv. 4 m, 9 m), waarbij u ervoor zorgt dat de som 5 m of 10 m bedraagt.

• Configuratie kabelbescherming:

• BOA roestvrijstalen pantser: biedt mechanische bescherming.

• BOA Armor + KYNAR krimpkous: biedt mechanische bescherming en elektrische isolatie.

• KS 106 beschermbuis: biedt uitgebreide mechanische en omgevingsbescherming (IP67).

• Selecteer de juiste bescherming voor de kabels op basis van de veldomgeving:

2.2 Configuratie signaalconditioner

• Selectie van uitgangsmodus:

• 3-draads uitgangsspanning (versies 0XX, 2XX): lage uitgangsimpedantie, goede compatibiliteit, maximale transmissieafstand van 200 meter.

• 2-draads stroomuitgang (versies 1XX, 3XX): Sterk anti-interferentievermogen, maximale transmissieafstand van 1000 meter, maar moet worden gebruikt met een isolator zoals de GSI 123.

• Gevoeligheid en bereikmatching:

• Zorg ervoor dat de gevoeligheid (4 of 8 mV/μm) en het bereik (2 of 4 mm) van de geselecteerde IQS 452 overeenkomen met de TQ 402/412 transducer en meetvereisten.

• Stroomvereisten:

• De IQS 452 vereist een voeding van -20 VDC tot -32 VDC vanaf het machinebeschermingsframe.

2.3 Doelmateriaal en systeemkarakterisering

• Standaard doelmateriaal: Het systeem is gekalibreerd voor gebruik met VCL 140 staal (1.7225).

• Niet-standaard materialen: Als het doelmateriaal een andere legering is (bijvoorbeeld roestvrij staal, aluminium), zullen de gevoeligheid en het lineaire bereik van het systeem veranderen. In dit geval moet vóór de installatie een systeemkarakterisering worden uitgevoerd om door middel van experimenten de werkelijke spanningsafstandscurve en het werkelijke lineaire meetbereik en de gevoeligheid te bepalen.

Hoofdstuk 3: Installatie – Mechanische en elektrische implementatie

Een correcte installatie is de fysieke basis voor een stabiele werking op de lange termijn en de nauwkeurigheid van de gegevens van het systeem.

3.1 Mechanische installatie

• Locatie en omgeving:

• Zorg ervoor dat de installatieruimte schoon, droog en vrij van corrosieve gassen is.

• Uit de buurt houden van sterke trillingsbronnen en warmtebronnen.

• Montagebeperkingen voor transducer (moeten strikt in acht worden genomen):

• Vrije ruimte: Er moeten minimale afstanden worden aangehouden voor, aan de zijkanten van en achter de transducerkop (TQ 402/412 volledig bereik: voorkant 34 mm, zijkanten 13 mm, achterkant 46 mm).

• Afstand tot montagesteun: De minimale afstand van de transducerkop tot de montagesteun is 13 mm.

• Afstand tussen transducers: De minimale afstand tussen twee naast elkaar gelegen transducers is 51 mm.

• Afstand tot asschouder/uiteinde: Minimale afstand tot asschouder voor radiale metingen is 9 mm; minimale afstand tot aseinde voor axiale meting is 14 mm.

• Montagemethoden:

• Binnenkant van de machinebehuizing: Gebruik montagebeugels met tap- of spelingsgaten. Voor spelingsgaten zijn twee borgmoeren vereist. Breng LOCTITE 241 lijm aan op de schroefdraad om losraken te voorkomen.

• Via machinebehuizing: Gebruik PA 113- of PA 103-sondeadapters (alleen voor TQ 412). Hierdoor is aanpassing en vervanging van de transducer van buitenaf mogelijk.

• Mechanische aanpassing van initiële opening:

• Trillingsmeting: Ingesteld in het midden van het lineaire bereik.

• Positiemeting: Plaats het uiteinde tegengesteld aan de richting van de verwachte beweging.

• Concept: de afstand tussen de transducertip en het doeloppervlak wanneer de machine in rust is.

• Instellingsprincipe:

• Instelmethode: Gebruik een voelermaat om de opening nauwkeurig in te stellen. Veiligheidsmarge: De minimale opening mag niet kleiner zijn dan 0,4 mm (voor 4 mV/μm-systemen).

3.2 Elektrische bedrading

• Kabelinstallatie:

• Binnenin de machine worden de kabels om de 100 tot 200 mm vastgezet met kabelklemmen.

• Houd u strikt aan de minimale buigradius: 40 mm voor FEP-coaxkabel, 50 mm voor kabel met BOA-pantser.

• Verkort of verleng kabels nooit. Overtollige kabel moet worden opgerold met een diameter die niet kleiner is dan de minimale buigradius en worden vastgezet.

• Verbinding en bescherming:

• Verbind de connector van de integrale kabel van de transducer met de EA 402-verlengkabelconnector en plaats deze onmiddellijk in een JB 118 aansluitdoos of de beschermende behuizing van de PA 113 voor IP65-bescherming.

• Cruciaal: de metalen behuizing van de connector mag geen contact maken met geaarde metalen onderdelen om interferentie van de aardlus te voorkomen.

• Kabeldoorvoer:

• Gebruik een SG 102 kabeldoorvoer, waarbij u de schroefdraad omwikkelt met teflontape om een ​​afdichting te garanderen (IP68).

• Signaalconditioner montage:

• Monteer de IQS 452 op de isolatieplaat in een ABA 15X industriële behuizing om aardlussen te voorkomen.

• Systeembedrading:

• 3-draads: Gebruik een K 309/K 310-kabel, sluit aan op 'OUT', 'COM', '-24V'.

• 2-draads: Gebruik een K 209/K 210-kabel, sluit aan op 'OUT', '-24V', en sluit aan op een GSI 123-isolator.

• Sluit de verlengkabel aan op de IQS 452-ingang.

• Sluit de transmissiekabel aan volgens de uitgangsmodus:

• Afscherming: De afscherming van de transmissiekabel mag slechts op één punt worden geaard: het uiteinde van het machinebeveiligingssysteem (binnenin de kast). De uiteinden van de transducer en conditioner moeten zwevend blijven.

Hoofdstuk 4: Bediening – Systeemruntime en monitoring

Zodra het systeem is opgestart en operationeel is, zijn de dagelijkse werking en statusmonitoring van cruciaal belang om de productieveiligheid te garanderen.

4.1 Statusbewaking

• Status IQS 452-signaalconditioner: controleer de status 'OK', 'Alert', 'Fout' via de kaartstatuslampjes van het machinebeveiligingssysteem of de bijbehorende software (bijv. ToolboxST).

• Uitgangssignaalbewaking: Bewaak de dynamische waarde van het transducersignaal (DC-component vertegenwoordigt gemiddelde opening, AC-component vertegenwoordigt trillingen) en golfvorm in realtime op de HMI- of diagnosepagina's van het besturingssysteem.

4.2 Datacommunicatie

• Integratie met besturingssysteem: De analoge spanning/stroomsignaaluitvoer door de IQS 452 is rechtstreeks verbonden met de analoge ingangskaart van het machinebeveiligingssysteem (bijv. Bently Nevada 3500/42M).

• Alarm en uitschakeling: Wanneer trillings- of positiewaarden vooraf ingestelde alarm- en gevaardrempels overschrijden, genereert het systeem alarmen en activeert het beschermende acties.

• Datalogging en analyse: Signalen kunnen naar een historische database worden verzonden voor trendanalyse en foutdiagnose.

4.3 Basisbewerkingen

• Online monitoring: Observeer de algemene trillingswaarde, de spanning, de golfvorm en het spectrum in realtime via de systeemsoftware zonder de machine te stoppen.

• Voorzorgsmaatregelen:

• Vermijd het gebruik van elektrisch gereedschap of andere apparatuur met sterke elektromagnetische interferentie in de buurt van de transducer.

• Zorg ervoor dat het doeloppervlak schoon is en vrij van olie, roest of magnetische afzettingen, aangezien deze de meetnauwkeurigheid beïnvloeden.

Hoofdstuk 5: Foutopsporing – Systeemverificatie en functionele tests

Foutopsporing is het noodzakelijke proces om te verifiëren dat het systeem correct is geïnstalleerd, nauwkeurig is geconfigureerd en functioneert zoals ontworpen.

5.1 Controles vóór het inschakelen

• Controleer nogmaals of aan alle mechanische montagebeperkingen is voldaan.

• Controleer of alle kabelverbindingen goed vastzitten en de afscherming correct is geaard (één punt).

• Controleer de polariteit van de voeding.

5.2 Lustesten en verificatie

• Verificatie van gap-spanningskarakteristieken:

• Stel met behulp van een voelermaat de afstand in op verschillende bekende punten binnen het lineaire bereik (bijvoorbeeld min, midden, max).

• Meet de overeenkomstige uitgangsspanning of -stroom aan de kant van het machinebeveiligingssysteem of rechtstreeks aan de IQS 452-uitgangsklemmen.

• Vergelijk de gemeten waarden met de theoretische curve uit het gegevensblad of de curve verkregen uit de karakterisering; de fout moet binnen een acceptabel bereik liggen.

• Dynamische functietest:

• Voor trillingsmetingen tikt u zachtjes op de as (indien dit veilig is) en kijkt u of het trillingssignaal overeenkomstig reageert.

• Voor positiemeting beweegt u de as langzaam en observeert u de lineaire verandering in de spleetspanning.

5.3 Systeemintegratietesten

• Alarm- en uitschakelfunctietest:

• Simuleer signalen van sterke trillingen of positieoverschrijdingen om te verifiëren dat het besturingssysteem correct alarm- en gevaarsignalen (trip-signalen) genereert.

• Controleer of de alarmweergaven op de HMI correct zijn.

• Kanaalredundantietest (indien van toepassing): Als het systeem is geconfigureerd met redundante transducers en kanalen, simuleer dan een primaire kanaalfout en controleer of het systeem naadloos overschakelt naar het back-upkanaal.

Hoofdstuk 6: Onderhoud – Preventieve en corrigerende maatregelen

Systematisch onderhoud is de hoeksteen voor het garanderen van de systeembetrouwbaarheid op de lange termijn.

6.1 Routineonderhoud

• Periodieke inspecties:

• Visuele inspectie: Controleer transducers, kabels en beschermingen op fysieke schade (krassen, deuken, brandwonden).

• Mechanische inspectie: Controleer of de transducers stevig zijn gemonteerd en niet los zitten. Controleer de staat van de kabelklemmen.

• Elektrische controle: Voer regelmatig lustests uit (zie 5.2) en registreer gegevens om drifttrends op de lange termijn te observeren.

• Connectorinspectie: Controleer de integriteit van de afdichtingen op de JB 118 of beschermende behuizingen en zoek naar tekenen van vocht of corrosie aan de binnenkant.

• Reiniging: Houd de transducerkop en het doeloppervlak schoon. Reinig het oppervlak van de sonde zorgvuldig met isopropylalcohol en niet-metalen gereedschap.

6.2 Diagnose en probleemoplossing

6.3 Vervanging van componenten

• Een transducer vervangen:

1. Schakel de machine uit en voer Lockout-Tagout (LOTO) uit.

2. Koppel de kabels los en noteer de aansluitpunten.

3. Verwijder de oude transducer.

4. Installeer de nieuwe transducer en volg strikt de stappen in hoofdstuk 3 om de mechanische initiële opening opnieuw af te stellen.

5. Sluit de kabels opnieuw aan.

6. Voer lustests en verificatie uit (paragraaf 5.2) om er zeker van te zijn dat het nieuwe transducersysteem correct functioneert.

• Een signaalconditioner vervangen (IQS 452):

1. Bereid een nieuwe IQS 452 van hetzelfde model en dezelfde versie voor.

2. Schakel de conditioner uit en vervang deze.

3. Omdat de systeemparameters aan de kant van het besturingssysteem worden opgeslagen, is na het opstarten doorgaans geen aanvullende configuratie nodig. Er moet echter uitvoerverificatie worden uitgevoerd.

6.4 Beheer van reserveonderdelen

• Het wordt aanbevolen om kritische reserveonderdelen, zoals transducers, verlengkabels en signaalversterkers, op voorraad te houden.

• Noteer de modelnummers, versienummers en serienummers van reserveonderdelen om compatibiliteit met het bestaande systeem te garanderen.