Ulepszony moduł Keyphasor 3500/25 jest krytycznym elementem systemu ochrony maszyn 3500. Jest to dwukanałowy moduł dedykowany o połowie wysokości. Jego podstawową misją jest dostarczanie precyzyjnych i niezawodnych sygnałów Keyphasor do wszystkich modułów monitorujących w szafie (takich jak monitory wibracji, mimośrodu i różnicowego rozszerzania). Sygnał Keyphasora jest „biciem serca” i odniesieniem czasowym do monitorowania maszyn wirujących. Jest to sygnał impulsowy generowany jednokrotnie lub wielokrotnie na obrót wału, służący do dokładnego oznaczenia chwilowego położenia wirnika.
Model 3500/25 zawiera stałą kartę przednią (149369-01) i pięć różnych typów kart tylnych (szczegóły można znaleźć na stronie Zamawianie). Model 149369-01 może stanowić kompletny system w połączeniu z dowolną kartą z tyłu.
Moduł ten przyjmuje surowe sygnały z sond wiroprądowych lub przetworników magnetycznych i przekształca je w wyraźne cyfrowe sygnały Keyphasor. Sygnał ten dokładnie wskazuje moment, w którym znak Keyphasora na trzonku zbiega się z przetwornikiem Keyphasora. System 3500 może przyjąć do 4 sygnałów Keyphasor w konfiguracji standardowej i do 8 sygnałów Keyphasor w konfiguracji sparowanej, aby spełnić potrzeby monitorowania złożonych maszyn. Moduł 3500/25 jest unowocześnioną wersją swojego poprzednika (PWA 125792–01). Zachowując pełną kompatybilność w dół pod względem formy, dopasowania i funkcji, znacznie rozszerza możliwości przetwarzania sygnału i dodaje ulepszone funkcje, takie jak oprogramowanie sprzętowe z możliwością aktualizacji w terenie i raportowanie danych dotyczących zarządzania aktywami.
Cechy
Układ odniesienia o wysokiej precyzji pomiaru czasu: Działa jako „źródło zegara” dla całego systemu 3500, dostarczając precyzyjne sygnały impulsowe na obrót do wszystkich modułów monitorujących wymagających odniesienia fazowego. Jest to kamień węgielny do pomiaru wszystkich parametrów wektorowych, takich jak prędkość obrotowa, faza drgań i kierunek mimośrodu.
Szeroka kompatybilność sygnału: Każdy moduł może przyjąć maksymalnie dwa wejścia sygnału przetwornika i jest w pełni kompatybilny z dwoma głównymi typami czujników Keyphasor:
Sondy zbliżeniowe wirowoprądowe: zapewniają bardzo precyzyjne sygnały Keyphasor o wysokiej rozdzielczości, preferowane w przypadku większości maszyn obrotowych o dużej prędkości.
Przetworniki magnetyczne: odpowiednie do zastosowań takich jak koła zębate lub koła zębate, szczególnie idealne do niskich prędkości lub trudnych warunków (wymaga prędkości> 200 obr./min).
Zaawansowane możliwości kondycjonowania sygnału:
Auto Threshold: Automatycznie dostosowuje się do zmian sygnału, przy minimalnym sygnale wyzwalającym wynoszącym 2 V międzyszczytowymi, co upraszcza konfigurację.
Ręczny próg progowy: Użytkownicy mogą dostosować poziom wyzwalania (0 do -20 V prądu stałego), mogą wyzwalać słabe sygnały o wartości szczytowej do 500 mV i posiadają regulowaną histerezę w celu skutecznego przeciwdziałania zakłóceniom.
Szeroki zakres odpowiedzi częstotliwościowej: Obsługuje częstotliwości wejściowe do 1 200 000 cykli na minutę (20 kHz), co pozwala na obsługę złożonych sygnałów zawierających wiele zdarzeń na obrót, takich jak generowanie syntetycznego sygnału raz na obrót z przekładni.
Tryby wyzwalania z podwójnym progiem:
Elastyczna konfiguracja i schematy redundancji:
Obsługa TMR (potrójnej redundancji modułowej): W przypadku zastosowań wymagających 极高安全等级 (niezwykle wysokiego poziomu bezpieczeństwa) system może wykorzystywać dwa moduły Keyphasor pracujące równolegle w celu zapewnienia podstawowego i zapasowego sygnału Keyphasor, zwiększając niezawodność systemu.
Konfiguracja sparowana: Parując dwa moduły w sąsiadujących gniazdach o połowie wysokości, można zwiększyć pojemność kanału Keyphasor systemu, umożliwiając bardziej złożone monitorowanie wieloosiowe.
Opcja izolowanego modułu we/wy: Zapewnia dedykowane izolowane moduły we/wy, które zapewniają izolację galwaniczną, gdy sygnały Keyphasor muszą być połączone równolegle z wieloma urządzeniami (np. systemami sterowania), zapobiegając zakłóceniom pętli uziemienia i konfliktom między systemami. Chociaż moduły te są przeznaczone do przetworników magnetycznych, można ich również używać z sondami zbliżeniowymi, jeśli zapewnione jest zewnętrzne zasilanie.
Wiele interfejsów wyjściowych: Zapewnia buforowane wyjścia sygnału Keyphasor poprzez złącza koncentryczne na przednim panelu i tylne złącza Eurostyle, ułatwiając podłączenie do zewnętrznego sprzętu diagnostycznego (np. analizatorów widma).
Kompleksowe monitorowanie stanu i diagnostyka: Panel przedni jest wyposażony w diodę LED OK (wskaźnik awarii modułu) i diodę LED TX/RX (stan komunikacji z modułem interfejsu stojaka), umożliwiając szybką diagnozę stanu modułu.
Ulepszone funkcje: Obsługuje generowanie sygnałów pojedynczego zdarzenia z sygnałów wielu zdarzeń, oprogramowanie sprzętowe z możliwością aktualizacji w terenie oraz raportowanie danych dotyczących zarządzania zasobami, zwiększając inteligencję systemu i łatwość konserwacji.
Globalne certyfikaty i możliwości zastosowania: Moduł i jego opcje we/wy przeszły wiele międzynarodowych certyfikatów przeciwwybuchowych, takich jak cNRTLus, ATEX i IECEx, a także certyfikaty bezpieczeństwa i certyfikaty morskie, takie jak CE, DNV GL i ABS, spełniając wymagania instalacyjne w różnych trudnych warunkach na całym świecie.
Zasada działania i szczegóły techniczne
Zasada działania modułu 3500/25 to skomplikowany proces od „pozyskiwania sygnału analogowego” do „cyfrowego generowania impulsów”.
Pozyskiwanie i wprowadzanie sygnału:
Moduł odbiera surowe sygnały analogowe z czujników Keyphasor za pośrednictwem tylnego modułu we/wy:
Dla sond zbliżeniowych: Zakres sygnału wejściowego wynosi od +0,8 V do -21,0 V (nieizolowane wejścia/wyjścia). Moduł zapewnia zasilanie wzbudzenia -24 Vac dla sondy.
Dla przetworników magnetycznych: Generuj sygnały napięcia przemiennego o minimalnej impedancji wejściowej 21,8 kΩ.
Wewnętrzny obwód zabezpieczający modułu blokuje sygnały wejściowe spoza zakresu, aby chronić elementy wewnętrzne.
Kondycjonowanie sygnału i cyfryzacja:
Kiedy napięcie sygnału przekracza (lub spada poniżej, w zależności od polaryzacji) ustawiony próg, stan komparatora ulega zmianie.
Funkcja histerezy jest tutaj kluczowa. Ustawia różnicę napięcia pomiędzy wyzwalaniem i resetowaniem, skutecznie zapobiegając powtarzającemu się przerzucaniu komparatora spowodowanemu drganiami sygnału lub szumem, zapewniając, że na każdy znak Keyphasora generowany jest tylko jeden czysty, wyraźny impuls.
Wejściowy sygnał analogowy jest najpierw wzmacniany i kształtowany przez obwód kondycjonujący.
Sygnał następnie wchodzi do etapu komparatora, gdzie jest porównywany z progiem ustawionym przez użytkownika.
Sygnał wyjściowy komparatora jest przekształcany na cyfrowy impuls prostokątny, który jest końcowym sygnałem Keyphasora.
Przetwarzanie logiczne i wyjście:
Wygenerowany cyfrowy sygnał Keyphasor jest przesyłany do procesora logicznego modułu.
Sygnał ten jest transmitowany poprzez magistralę płyty montażowej do wszystkich modułów monitorów w szafie 3500. Monitory wibracji wykorzystują to zbocze narastające do blokowania fazy kształtu fali wibracyjnej i obliczania amplitudy 1X itp.
Jednocześnie sygnał jest również przesyłany do buforowanych wzmacniaczy wyjściowych z przodu i z tyłu (impedancja wyjściowa ≤ 504 Ω) w celu wykorzystania przez urządzenia zewnętrzne.
Specjalne uwagi dotyczące izolowanych wejść/wyjść:
Izolowane moduły we/wy wykorzystują elementy izolujące, takie jak transformatory lub transoptory, aby całkowicie odizolować elektrycznie wejściowy sygnał Keyphasor od wewnętrznych obwodów systemu 3500.
Ta izolacja poświęca niewielką ilość czasu odpowiedzi i wprowadza błąd fazowy. Jak pokazano na rysunku 1, błąd fazy zmienia się wraz z prędkością maszyny (zwykle jest bardziej zauważalny przy niższych prędkościach). Dlatego też, chociaż może być używany do pomiaru fazy, jego głównym celem projektowym jest dokładny pomiar prędkości. W przypadku zastosowań wymagających wyjątkowo dużej dokładności fazowej priorytetem powinny być nieizolowane moduły we/wy.
Dane techniczne
| Pozycja |
Specyfikacja Opis |
| Liczba kanałów |
2 niezależne kanały (na moduł) |
| Typ sygnału wejściowego |
Sonda zbliżeniowa wiroprądowa lub przetwornik magnetyczny (MPU) |
| Zakres sygnału wejściowego |
Nieizolowane we/wy: +0,8 V do -21,0 V; Izolowane wejścia/wyjścia: +5 V do -11 V |
| Impedancja wejściowa |
≥ 21,8 kΩ |
| Minimalna prędkość (MPU) |
> 200 obr/min (3,3 Hz) |
| Zakres częstotliwości |
Wejście: 0,017 Hz do 20 kHz (1 do 1 200 000 cykli na minutę) |
| Dokładność prędkości |
±1 CPM (0,017–100 Hz) do ±1% (501 Hz–20 kHz) |
| Próg wyzwalania |
Tryb automatyczny: Min. 2 V pp; Tryb ręczny: ustawiany przez użytkownika (0 do -20 Vdc), min. 500 mV na stronę |
| Zakres histerezy |
Regulowane przez użytkownika, od 0,2 do 2,5 V |
| Sygnał wyjściowy |
Buforowany cyfrowy impuls klawiszy (kompatybilny z TTL) |
| Impedancja wyjściowa |
≤ 504 Ω |
| Zasilanie przetwornika |
-24 Vac/kanał, maks. 40 mA |
| Zużycie energii |
3,2 W (typowo) |
| Temperatura pracy |
Standardowe we/wy: -30°C do +65°C; We/wy bariery wewnętrznej: 0°C do +65°C |
| Wymiary modułu (wys. x szer. x gł.) |
Moduł główny: 119,9 mm x 24,4 mm x 256,5 mm (połowa wysokości) |
| Miejsce na stojaki |
1 gniazdo przednie o połowie wysokości (moduł główny) + 1 gniazdo tylne o pełnej wysokości (moduł we/wy) |
| Certyfikat przeciwwybuchowy |
cNRTLus (CL I, Div 2), ATEX/IECEx (II 3G Ex nA nC ic IIC T4 Gc) |
Scenariusze zastosowań
Ulepszony moduł Keyphasor 3500/25 to idealny wybór w przypadku następujących scenariuszy:
Duże krytyczne maszyny wirujące: Zapewnia niezawodne odniesienie Keyphasora dla turbin parowych, turbin gazowych, sprężarek, pomp wodnych, wentylatorów itp., wykorzystywane do monitorowania fazy wibracji, rozszerzalności różnicowej, mimośrodu, prędkości itp. Jest to niezbędne narzędzie do wykonywania dynamicznego równoważenia i analizowania charakterystyk usterek.
Zestawy wielowałowe: użycie wielu modułów lub konfiguracji sparowanych zapewnia niezależne pomiary Keyphasora dla wielu wałów w złożonych jednostkach, takich jak sprężarki z wałem równoległym lub tandemowe.
Monitorowanie skrzyni biegów: wykorzystuje zdolność przetwarzania wielu zdarzeń do generowania syntetycznego sygnału raz na obrót z wielu zębów przekładni w celu precyzyjnej analizy częstotliwości zazębienia przekładni i jej wstęg bocznych.
Systemy wymagające izolacji sygnału: Gdy czujniki Keyphasor muszą być podłączone jednocześnie do systemu 3500 i innych systemów sterowania, takich jak DCS/PLC, użycie izolowanych modułów we/wy zapobiega wzajemnym zakłóceniom między systemami i zapewnia integralność sygnału.
Zastosowania krytyczne dla bezpieczeństwa: W konfiguracjach TMR (potrójna redundancja modułowa) zapewnia redundantne źródła sygnału Keyphasor dla systemów bezpieczeństwa (SIS), zapewniając absolutną niezawodność krytycznych funkcji, takich jak ochrona przed przekroczeniem prędkości.
Monitorowanie sprzętu o niskiej prędkości: Ręczny tryb progu umożliwia skuteczne przechwytywanie sygnałów Keyphasora z urządzeń o niskiej prędkości (minimum 1 obr./min - może osiągnąć 1 obr./min).
Platformy wiertnicze i systemy zasilania statków: Zapewnia stabilną pracę w zastosowaniach morskich charakteryzujących się intensywnymi wibracjami i trudnych dla środowiska zastosowaniach morskich dzięki wytrzymałej konstrukcji i certyfikatom morskim.
