Monitor położenia tłoczyska 3500/72M to 4-kanałowy moduł monitorujący w ramach systemu ochrony maszyn 3500, zaprojektowany specjalnie do ochrony krytycznych podzespołów sprężarek tłokowych. W sposób ciągły i precyzyjny mierzy zarówno dynamiczne, jak i statyczne informacje o położeniu tłoczyska. Dzięki porównaniu w czasie rzeczywistym z programowanymi przez użytkownika wartościami zadanymi alarmów, zapewnia bardzo wczesne ostrzeganie o usterkach i ochronę przed niebezpiecznym wyłączeniem sprzętu, skutecznie zapobiegając katastrofalnym awariom i spełniając rygorystyczne wymagania norm API 618 dla sprężarek tłokowych.
Model 3500/72M składa się z jednej stałej karty przedniej (176449-08) i trzech różnych typów kart tylnych (szczegóły można znaleźć na stronie Zamawianie). Model 176449-08 może stanowić kompletny system w połączeniu z dowolną kartą z tyłu.
Ten monitor akceptuje sygnały wejściowe z sond wiroprądowych. Poprzez serię zaawansowanych etapów kondycjonowania i przetwarzania sygnału wyodrębnia do ponad dziesięciu kluczowych wartości pomiarowych, zapewniając kompleksowy obraz stanu pracy tłoczyska. Jego kanały są programowane parami, co pozwala na jednoczesne wykonywanie maksymalnie dwóch różnych funkcji monitorowania. Zapewnia to elastyczną konfigurację w celu dostosowania do różnych złożonych wymagań monitorowania.
Cechy
Wszechstronne możliwości monitorowania: Pojedynczy monitor może jednocześnie wykonywać trzy podstawowe funkcje: monitorowanie położenia tłoczyska, monitorowanie opadania tłoczyska i monitorowanie hipersprężarki, zapewniając pełne pokrycie w zakresie zarządzania stanem tłoczysk sprężarki tłokowej.
Rozbudowane parametry pomiarowe: W zależności od konfiguracji każdy kanał może dostarczyć do kilkunastu kluczowych wartości pomiarowych, w tym:
Informacje o pozycji: wielkość położenia, amplituda szczytowa, średnia/chwilowa pozycja tłoka, kąt korby.
Informacje o przerwie: napięcie przerwy, średnia/chwilowa przerwa sondy.
Składniki częstotliwości: 1X amplituda, 2X amplituda, a nie 1X amplituda.
Informacje o fazie: Kąt położenia (dla kanałów sparowanych).
Elastyczna konfiguracja kanałów: Cztery kanały monitorowania wykorzystują tryb programowania w parach, umożliwiając elastyczną konfigurację w celu wykonywania dwóch różnych funkcji monitorowania (np. kanały 1 i 2 do monitorowania położenia pręta, kanały 3 i 4 do monitorowania opadania pręta), znacznie zwiększając elastyczność konfiguracji i opłacalność.
Wysoka precyzja i niezawodność: wykorzystuje zaawansowaną technologię kondycjonowania sygnału i algorytmy przetwarzania cyfrowego. Typowa dokładność większości mierzonych parametrów wynosi aż ±0,33% pełnej skali, a dokładność pomiaru kąta sięga ±1°, co zapewnia dokładność i niezawodność alarmu.
Wydajne zarządzanie alarmami: Użytkownicy mogą niezależnie ustawiać programowalne wartości zadane alarmów i zagrożeń dla każdej mierzonej wartości za pomocą oprogramowania konfiguracyjnego 3500, wyposażonego w regulowane funkcje opóźnienia, aby skutecznie zapobiegać fałszywym alarmom i zapewniać precyzyjną ochronę.
Kompleksowa diagnostyka i wyniki:
Buforowane wyjścia na panelu przednim: Każdy kanał zapewnia niezależne buforowane wyjście sygnału czujnika do podłączenia do oscyloskopów w celu zaawansowanej diagnostyki.
Wyjścia rejestratora: zapewniają wyjście analogowe 4–20 mA do przesyłania wybranych zmierzonych wartości do systemu DCS lub systemu rejestrującego.
Wskaźniki stanu: Panel przedni jest wyposażony w diody LED OK, TX/RX i Bypass, które wyświetlają działanie modułu i stan komunikacji w czasie rzeczywistym.
Rozbudowane certyfikaty i kompatybilność: 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. Jego konstrukcja pozwala na bezproblemową integrację z systemem 3500 i jest kompatybilna z różnymi modułami I/O (terminacja wewnętrzna/zewnętrzna, wersje barierowe).
Zasada działania i szczegóły techniczne
Zasada działania monitora 3500/72M opiera się na efekcie prądu wirowego. Jego przebieg obejmuje precyzyjne pozyskiwanie, kondycjonowanie i analizę sygnału:
Odbiór sygnału: Monitor dostarcza moc roboczą do sond wiroprądowych zainstalowanych w pobliżu tłoczyska. Pole elektromagnetyczne o wysokiej częstotliwości generowane przez sondę indukuje prądy wirowe na przewodzącej powierzchni tłoczyska. Te prądy wirowe reagują z powrotem na cewkę sondy, a ich intensywność jest odwrotnie proporcjonalna do szczeliny pomiędzy sondą a powierzchnią pręta. W rezultacie sygnał wyjściowy z sondy jest sygnałem modulowanym zawierającym zarówno składową przerwy DC (prąd stały), jak i składową dynamicznego przemieszczenia AC (prąd przemienny).
Kondycjonowanie i separacja sygnału: Po odebraniu sygnału sondy monitor wykonuje następujące kluczowe etapy przetwarzania:
Filtry wektorowe 1X/2X: Stosowane do dokładnego wyodrębniania składowych wibracji synchronicznych z prędkością pracy sprężarki (1X) i jej drugą harmoniczną (2X), z tłumieniem pasma zaporowego do 57,7 dB.
Filtr wycinający Not 1X: Służy do odfiltrowywania składowej 1X, uzyskując w ten sposób pozostałą energię drgań niesynchronicznych, co pomaga w diagnozowaniu usterek niesynchronicznych. Zapewnia minimalne tłumienie pasma zaporowego na poziomie 34,9 dB w zakresie częstotliwości od 60 CPM do 15,8-krotności prędkości roboczej.
Kondycjonowanie wejścia: Obwód wejściowy ma impedancję dopasowaną do 10 kΩ, obsługując różne standardowe czułości sond, takie jak 20 mV/mil, 100 mV/mil i 200 mV/mil.
Ekstrakcja sygnału przerwy: wykorzystuje filtr górnoprzepustowy o bardzo niskiej częstotliwości odcięcia (~0,09 Hz), zasadniczo bloker prądu stałego, w celu oddzielenia wolno zmieniającego się sygnału średniego napięcia prądu stałego. Napięcie to jest proporcjonalne do średniej przerwy i stanowi bezpośrednią podstawę monitorowania upadku pręta.
Ekstrakcja sygnału dynamicznego: Wykorzystuje stały filtr pasmowo-przepustowy (1 Hz - 600 Hz) do ekstrakcji sygnału dynamicznego AC do analizy wahań tłoczyska i zmian położenia.
Zaawansowana analiza filtrowania: Zawiera wbudowane filtry śledzące Constant Q i filtry wycinające.
Cyfrowe przetwarzanie i obliczenia: Kondycjonowany sygnał analogowy jest próbkowany przez szybki przetwornik ADC i konwertowany na sygnał cyfrowy. Wbudowany procesor wykonuje następnie obliczenia, aby ostatecznie wygenerować wszystkie zmierzone wartości parametrów, takie jak wartości międzyszczytowe, wartości wektorów, kąty fazowe itp.
Ocena logiki alarmu: Procesor w sposób ciągły porównuje wygenerowane wartości pomiarowe z wartościami zadanymi alarmów ustawionymi przez użytkownika za pomocą oprogramowania. Gdy dowolny parametr przekroczy ustawiony limit i spełni skonfigurowany warunek opóźnienia, monitor natychmiast wysyła polecenie alarmu za pośrednictwem płyty montażowej szafy, sterując odpowiednimi przekaźnikami w celu aktywacji i wykonania sekwencji zabezpieczającej przed wyłączeniem.
Dane techniczne
| Pozycja |
Specyfikacja Opis |
| Liczba kanałów |
4 kanały |
| Sygnał wejściowy |
1 do 4 kanałów sygnałów sond wiroprądowych |
| Impedancja wejściowa |
10 kΩ |
| Czułość sondy |
0,79 mV/µm (20 mV/mil), 3,94 mV/µm (100 mV/mil) lub 7,87 mV/µm (200 mV/mil) |
| Dokładność pomiaru |
Typowo ±0,33% pełnej skali, maks. ±1% pełnej skali (położenie, odstęp itp.); Kąt Typowy ±1°, maks. ±3° |
| Odpowiedź częstotliwościowa |
Kanał dynamiczny: 1 Hz - 600 Hz; Kanał przerwy: ~0,09 Hz (-3dB) |
| Opóźnienie alarmu |
Alarm: regulowany 1-60 sekund; Niebezpieczeństwo: 0,1 sekundy (stałe) lub regulowane 1-60 sekund |
| Dokładność wartości zadanej alarmu |
W zakresie ±0,13% żądanej wartości |
| Zużycie energii |
7,7 W (typowo) |
| Temperatura pracy |
Standardowy moduł we/wy: -30°C ~ +65°C; Moduł we/wy z barierą wewnętrzną: 0°C ~ +65°C |
| Wymiary modułu (wys. x szer. x gł.) |
Moduł monitora: 241,3 mm x 24,4 mm x 241,8 mm |
| Miejsce na stojaki |
przednie gniazdo (monitor) + 1 tylne gniazdo (moduł we/wy) |
| Certyfikat przeciwwybuchowy |
cNRTLus (CL I, Div. 2), ATEX/IECEx (II 3 G Ex nA/ec nC ic IIC T4 Gc) itp. |
Scenariusze zastosowań
Monitor 3500/72M to idealny wybór w przypadku następujących scenariuszy i sprzętu:
Przemysł naftowy i gazowy: Ochrona tłoczysk w dużych sprężarkach tłokowych stosowanych przy doładowywaniu gazu ziemnego, związanym z nim oczyszczaniu gazu, sprężaniu CNG, wtrysku gazu w celu odzyskiwania oleju itp.
Przemysł chemiczny i petrochemiczny: Monitorowanie stanu i ochrona wysokociśnieniowych sprężarek tłokowych w procesach takich jak etylen, polietylen, nawozy (synteza amoniaku, mocznik) i produkcja chemikaliów węglowych.
Ochrona sprzętu krytycznego: Szczególnie nadaje się do monitorowania:
Opad tłoczyska: Zapobiega opadaniu tłoczyska i późniejszemu uszkodzeniu poprzeczki i wału korbowego spowodowanemu zużyciem, pęknięciem lub uszkodzeniem pierścienia tłokowego.
Wygięcie i pęknięcie drążka: Wczesne wykrywanie czynników poprzedzających awarię, takich jak zużycie tulei korbowodu, luźne sworznie poprzeczki lub zatykanie cieczy poprzez monitorowanie trajektorii i wahań położenia.
Niewspółosiowość i zużycie tłoczyska: Ocenia stan wyrównania i stan zużycia pomiędzy tłoczyskiem a uszczelnieniem poprzez analizę kąta położenia i sygnałów dynamicznych.
Zastosowania Hypercompressor: Tryb monitorowania Hyper Compressor został specjalnie zaprojektowany, aby zapewnić dostosowaną do indywidualnych potrzeb ochronę sprężarek pracujących w ekstremalnych warunkach, takich jak te stosowane przy produkcji polietylenu pod wysokim ciśnieniem.
