Podwójny monitor wibracji XY/GAP 3300/16 XY/GAP to krytyczny moduł monitorujący w systemie monitorowania stanu majątku trwałego firmy Bently Nevada serii 3300. Jest to wysokowydajny, wysoce konfigurowalny dedykowany monitor, używany głównie do ciągłego monitorowania i ochrony dużych maszyn wirujących, takich jak turbiny parowe, turbiny gazowe, sprężarki i pompy.
Podstawową funkcją monitora jest jednoczesne przetwarzanie dwóch niezależnych kanałów sygnałów drgań promieniowych oraz dodatkowe obliczanie i monitorowanie sygnału przerwy reprezentującego średnie położenie wału. Akceptuje dane wejściowe z dwóch systemów sond zbliżeniowych/czujników proximitorowych, zapewniając operatorom kompleksowy wgląd w stan wirnika maszyny. Jako ulepszona wersja podwójnego monitora wibracji promieniowych 3300/15, kluczowym ulepszeniem 3300/16 jest dodanie alarmów położenia promieniowego (przerwy), zapewniających pełniejszą ochronę maszyny.
Jego typowe zastosowanie polega na zainstalowaniu dwóch sond oddalonych od siebie o 90 stopni (kierunki X i Y) na tym samym łożysku. Ta konfiguracja nie tylko monitoruje amplitudę drgań w każdym kierunku, ale także, poprzez napięcie szczeliny, monitoruje statyczne położenie wału (np. jego uniesienie w łożysku), co ma kluczowe znaczenie dla wykrywania niewspółosiowości wału, zmian obciążenia wstępnego lub innych problemów mechanicznych.
2. Funkcje systemu i zasady monitorowania
2.1 Dwukanałowy monitoring wibracji
Monitor 3300/16 niezależnie przetwarza sygnały wibracyjne dla dwóch kanałów. Każdy kanał odbiera surowy sygnał napięciowy z czujnika Proximitor. Sygnał ten zawiera bogatą dynamiczną informację o wirniku:
Dynamiczny komponent AC: reprezentuje wibracje wirnika. Jego amplituda bezpośrednio odpowiada zmianie szczeliny pomiędzy wirnikiem a sondą, zwykle wyrażanej w wartościach międzyszczytowych (pp).
Statyczna składowa prądu stałego: reprezentuje średnią szczelinę pomiędzy końcówką sondy a powierzchnią wału, odzwierciedlającą statyczne położenie wału.
Wewnętrzne obwody monitora najpierw oddzielają komponenty prądu przemiennego i stałego.
Do monitorowania wibracji oddzielony sygnał prądu przemiennego jest filtrowany, wzmacniany i przetwarzany przez obwód detekcji międzyszczytowej. Obwód ten oblicza różnicę napięcia pomiędzy najwyższym i najniższym punktem przebiegu wibracji, co bezpośrednio odpowiada wartości szczytowej wibracji. Ten przetworzony sygnał jest następnie porównywany z ustawionymi przez użytkownika wartościami zadanymi alarmów i zagrożeń.
2.2 Zasada monitorowania luk
Napięcie „przerwy”, które jest oddzieloną składową prądu stałego, jest głównym wyjściem systemu wirowoprądowej sondy zbliżeniowej. Zgodnie z zasadą prądu wirowego średnia odległość sondy od przewodzącej powierzchni wału jest odwrotnie proporcjonalna do napięcia wyjściowego (w zakresie liniowym układu). Dlatego stała zmiana napięcia szczeliny bezpośrednio odzwierciedla przesunięcie osiowe średniego położenia wirnika lub zmianę grubości filmu olejowego w łożysku.
Monitor 3300/16 udostępnia funkcję alarmu przerwy. Użytkownicy mogą ustawić punkt alarmowy alertu dla określonej wartości napięcia szczeliny. Na przykład, jeśli położenie wału odbiega od optymalnego punktu pracy ze względu na czynniki takie jak zużycie łożyska oporowego lub zmiany temperatury, napięcie szczeliny przekroczy normalny zakres i uruchomi alarm, ostrzegając operatora. Ta funkcja dodaje ważną warstwę redundancji do ochrony maszyny. Należy pamiętać, że alarm przerwy ma stałe 6-sekundowe opóźnienie, aby zapobiec uciążliwym wyłączeniom spowodowanym przejściowymi wahaniami sygnału.
2.3 Logika alarmu i wyjścia przekaźnikowe
Monitor zapewnia dwa poziomy wyjścia alarmowego dla każdego kanału:
Alert: Poziom ostrzeżenia wstępnego wskazujący, że poziomy wibracji lub wartości przerw weszły w nieidealny zakres wymagający uwagi.
Niebezpieczeństwo: Poziom krytyczny wskazujący, że maszyna znajduje się w niebezpiecznym stanie pracy, wymagającym natychmiastowego działania, aby zapobiec uszkodzeniu.
Moduł przekaźnika alarmowego jest opcjonalnym akcesorium, ale na każdy system 3300 należy zamówić co najmniej jeden. Tryb przekaźnika można programować na miejscu:
Bez blokady: Przekaźnik resetuje się automatycznie, gdy poziom wibracji spadnie poniżej wartości zadanej alarmu.
Blokowanie: Po wyzwoleniu przekaźnik pozostaje w stanie wyzwolenia aż do ręcznego zresetowania, co pomaga w identyfikacji pierwszego błędu.
Ponadto przekaźnik Danger obsługuje programowalną logikę głosowania:
Głosowanie „LUB”: Przekaźnik jest sterowany, jeśli którykolwiek z kanałów wywoła alarm Niebezpieczeństwo.
Głosowanie „AND”: Obydwa kanały muszą jednocześnie wywołać alarm Niebezpieczeństwa, aby sterować przekaźnikiem. Głosowanie „AND” można stosować w zastosowaniach wymagających większej niezawodności przed fałszywymi wyłączeniami.
3. Przetwarzanie sygnału i charakterystyka elektryczna
3.1 Wejście sygnału i kondycjonowanie
Impedancja wejściowa: 10 kΩ, zapewniająca minimalny efekt obciążenia przy pobieraniu sygnału z czujnika Proximitor.
Wybór czułości: Programowalny przez użytkownika wybór 200 mV/mil lub 100 mV/mil w celu zapewnienia zgodności z różnymi seriami czujników Bently Nevada Proximitor (np. seria 3300 8 mm, 3300 XL 11 mm, seria 7200 itp.).
Dokładność: Typowa dokładność w temperaturze +25°C wynosi ±0,33% pełnej skali, maksymalnie ±1%. Dokładność jest nieco obniżona, gdy włączona jest funkcja „Mnożenie przebiegu”.
3.2 Pasmo przenoszenia
Użytkownicy mogą wybierać spośród dwóch zakresów filtrów w zależności od charakterystyki maszyny:
4 do 4000 Hz: zakres standardowy, odpowiedni dla większości maszyn wirujących o dużej prędkości.
1 do 600 Hz: Rozszerzony zakres niskich częstotliwości dla wolniejszych maszyn o prędkościach poniżej 1000 obr./min. W instrukcji wyraźnie podkreślono, że ta opcja nie jest zalecana w przypadku urządzeń, w których szybkość szybkiego uruchamiania/zatrzymywania przekracza 1000 obr/min/s (np. urządzeń napędzanych silnikiem), ponieważ rozszerzona charakterystyka niskich częstotliwości może zatrzymać stany przejściowe wibracji podczas uruchamiania, potencjalnie powodując aktywację przekaźników alarmowych nawet po ustąpieniu rzeczywistych wibracji.
3.3 Wyjścia rejestratora i buforowane wyjścia przetwornika
Wyjścia rejestratora: Każdy kanał zapewnia niezależne, programowalne przez użytkownika wyjście analogowe, które można wybrać jako +4 do +20 mA, 0 do -10 Vdc lub +1 do +5 Vdc. Służą do łączenia się z rejestratorami trendów, DCS lub systemami diagnostycznymi. Moc wyjściowa jest proporcjonalna do pełnego zakresu monitora.
Buforowane wyjścia przetwornika: Znajdują się one zarówno na przednim, jak i tylnym panelu. Wyjście to jest repliką oryginalnego sygnału Proximitora o wysokiej impedancji i zabezpieczoną przed zwarciem. Sygnał ten jest niezbędny do zaawansowanej diagnostyki, ponieważ zawiera surowe, niefiltrowane dane dynamiczne potrzebne do analizy widma, wykresów orbit itp.
3.4 Zasilanie przetwornika
Monitor może zasilać podłączone czujniki Proximitor. Napięcie można wybrać w zakresie -24 Vdc lub -18 Vdc i jest ono ograniczone prądowo na indywidualnej płytce drukowanej monitora, co zwiększa bezpieczeństwo systemu.
4. Interfejs użytkownika i wyświetlacz
Model 3300/16 charakteryzuje się intuicyjną konstrukcją wyświetlacza na panelu przednim:
Wyświetlacz ciekłokrystaliczny (LCD): Wykorzystuje niemultipleksowany pionowy wyświetlacz słupkowy LCD. Dwa główne wykresy słupkowe pokazują amplitudę drgań dla dwóch kanałów, natomiast trzeci, centralny wykres słupkowy jest przeznaczony do wyświetlania napięcia przerwy. Wyświetlacz LCD służy także do wyświetlania kodów błędów i menu konfiguracyjnych.
Wskaźniki LED:
OK: Świeci na zielono oznacza zdrowy kanał; zgaszona oznacza awarię kanału lub obejście (świeci się czerwona dioda LED Bypass); miganie oznacza zmianę stanu lub zapisane kody błędów.
Alarm / Niebezpieczeństwo: Czerwone diody LED wskazują odpowiedni stan alarmowy. Miganie oznacza stan „First Out”.
Obejście: Czerwone diody LED wskazują stan obejścia kanału lub obejścia stojaka.
5. Certyfikaty bezpieczeństwa i zgodność środowiskowa
Ograniczenia środowiskowe: Temperatura pracy od 0°C do +65°C; temperatura przechowywania od -40°C do +85°C; wilgotność względna do 95% (bez kondensacji).
Certyfikaty bezpieczeństwa:
CSA/NRTL/C: Odpowiednie dla klasy I, strefa 2, grupy A, B, C, D.
ATEX: z certyfikatem własnym, zgodny z kategorią II 3 G, odpowiedni do obszarów Strefy 2 (wymaga montażu w obudowie odpornej na warunki atmosferyczne).
Znak CE: Zgodny z dyrektywą EMC i dyrektywą niskonapięciową.
