O Monitor de Posição da Haste Alternativa 3500/72M é um módulo de monitoramento de 4 canais sob o Sistema de Proteção de Máquinas 3500, projetado especificamente para a proteção de componentes críticos em compressores alternativos. Ele mede de forma contínua e precisa as informações de posição dinâmica e estática da haste do pistão. Através da comparação em tempo real com pontos de ajuste de alarme programáveis pelo usuário, ele fornece aviso de falha ultra-precoce e proteção contra desligamento perigoso para equipamentos, prevenindo efetivamente falhas catastróficas e atendendo aos rigorosos requisitos dos padrões API 618 para compressores alternativos.
O 3500/72M consiste em uma placa frontal fixa (176449-08) e três tipos diferentes de placas traseiras (para obter detalhes, consulte a página de pedidos). O 176449-08 pode formar um sistema completo quando combinado com qualquer uma das placas traseiras.
Este monitor aceita sinais de entrada de sondas de proximidade por correntes parasitas. Através de uma série de etapas avançadas de processamento e condicionamento de sinal, ele extrai até mais de dez valores medidos principais, fornecendo uma representação abrangente da condição operacional da haste do pistão. Seus canais são programados em pares, permitindo realizar até duas funções diferentes de monitoramento simultaneamente. Isto oferece configuração flexível para se adaptar a vários requisitos complexos de monitoramento.
Características
Capacidades abrangentes de monitoramento: Um único monitor pode executar simultaneamente três funções principais: monitoramento da posição da haste, monitoramento de queda da haste e monitoramento do hipercompressor, fornecendo cobertura completa para o gerenciamento da integridade das hastes do pistão do compressor alternativo.
Parâmetros de medição abrangentes: Dependendo da configuração, cada canal pode fornecer até mais de dez valores medidos principais, incluindo:
Informações de posição: magnitude da posição, amplitude de pico a pico, posição média/instantânea do pistão, ângulo da manivela.
Informações de lacuna: Tensão de lacuna, lacuna de sonda média/instantânea.
Componentes de frequência: amplitude 1X, amplitude 2X, não amplitude 1X.
Informações de Fase: Ângulo de Posição (para canais emparelhados).
Configuração de canal flexível: Os quatro canais de monitoramento usam um modo de programação emparelhado, permitindo uma configuração flexível para executar duas funções de monitoramento diferentes (por exemplo, canais 1 e 2 para monitoramento de posição da haste, canais 3 e 4 para monitoramento de queda da haste), melhorando significativamente a flexibilidade de configuração e a economia.
Alta Precisão e Confiabilidade: Utiliza tecnologia avançada de condicionamento de sinal e algoritmos de processamento digital. A precisão típica para a maioria dos parâmetros medidos chega a ±0,33% FS, e a precisão da medição do ângulo atinge ±1°, garantindo precisão e confiabilidade do alarme.
Gerenciamento poderoso de alarmes: Os usuários podem definir de forma independente pontos de ajuste de alerta e perigo programáveis para cada valor medido por meio do software de configuração 3500, com funções de atraso ajustáveis para prevenir eficazmente alarmes falsos e obter proteção precisa.
Diagnósticos e resultados abrangentes:
Saídas com buffer do painel frontal: Cada canal fornece uma saída de sinal de sensor com buffer independente para conexão com osciloscópios para diagnósticos avançados.
Saídas do gravador: Fornece saída analógica de 4-20 mA para transmitir valores medidos selecionados para um DCS ou sistema de gravação.
Indicadores de status: O painel frontal está equipado com LEDs OK, TX/RX e Bypass para exibir a operação do módulo e o status da comunicação em tempo real.
Extensas certificações e compatibilidade: O módulo e suas opções de E/S foram aprovados em diversas certificações internacionais à prova de explosão, como cNRTLus, ATEX e IECEx, bem como certificações marítimas e de segurança, como CE, DNV GL e ABS, atendendo aos requisitos de instalação para vários ambientes agressivos em todo o mundo. Seu design permite integração perfeita com o sistema 3500 e é compatível com vários módulos de E/S (terminação interna/externa, versões de barreira).
Princípio de funcionamento e detalhes técnicos
O princípio de funcionamento do monitor 3500/72M é baseado no efeito de corrente parasita. Seu fluxo de trabalho envolve aquisição, condicionamento e análise precisas de sinais:
Aquisição de sinal: O monitor fornece energia operacional para as sondas de proximidade de correntes parasitas instaladas perto da haste do pistão. O campo eletromagnético de alta frequência gerado pela sonda induz correntes parasitas na superfície condutora da haste do pistão. Essas correntes parasitas reagem de volta na bobina da sonda e sua intensidade é inversamente proporcional à distância entre a sonda e a superfície da haste. Conseqüentemente, o sinal de saída da sonda é um sinal modulado contendo um componente de intervalo CC (Corrente Contínua) e um componente de deslocamento dinâmico CA (Corrente Alternada).
Condicionamento e separação de sinais: Depois de receber o sinal da sonda, o monitor executa as seguintes etapas principais de processamento:
Filtros vetoriais 1X/2X: Utilizados para extrair com precisão componentes de vibração sincronizados com a velocidade de funcionamento do compressor (1X) e seu segundo harmônico (2X), com rejeição de banda de parada de até 57,7 dB.
Filtro Not 1X Notch: Usado para filtrar o componente 1X, obtendo assim a energia de vibração não síncrona restante, o que auxilia no diagnóstico de falhas não síncronas. Ele fornece uma rejeição mínima de banda de parada de 34,9 dB em uma faixa de frequência de 60 CPM a 15,8 vezes a velocidade de operação.
Condicionamento de entrada: O circuito de entrada é compatível com impedância de 10 kΩ, suportando várias sensibilidades de ponta de prova padrão, como 20 mV/mil, 100 mV/mil e 200 mV/mil.
Extração de sinal de intervalo: usa um filtro passa-alta com uma frequência de corte muito baixa (~0,09 Hz), essencialmente um bloqueador DC, para separar o sinal de tensão DC média que muda lentamente. Esta tensão é proporcional ao intervalo médio e é a base direta para o monitoramento de queda de haste.
Extração de sinal dinâmico: usa um filtro passa-faixa fixo (1 Hz - 600 Hz) para extrair o sinal dinâmico CA para analisar a oscilação da haste do pistão e as mudanças de posição.
Análise de filtragem avançada: incorpora filtros de rastreamento Constant Q e filtros de entalhe integrados.
Processamento e cálculo digital: O sinal analógico condicionado é amostrado por um ADC de alta velocidade e convertido em um sinal digital. O processador integrado então realiza cálculos para finalmente gerar todos os valores de parâmetros medidos, como pico a pico, valores vetoriais, ângulos de fase, etc.
Julgamento lógico de alarme: O processador compara continuamente os valores medidos gerados com os pontos de ajuste de alarme predefinidos pelo usuário através do software. Uma vez que qualquer parâmetro exceda o limite definido e atenda à condição de atraso configurada, o monitor emite imediatamente um comando de alarme através do backplane do rack, acionando os relés correspondentes para ativar e executar a sequência de proteção de desligamento.
Especificações
| do item |
Descrição da especificação |
| Número de canais |
4 canais |
| Sinal de entrada |
1 a 4 canais de sinais de sonda de proximidade por correntes parasitas |
| Impedância de entrada |
10 kΩ |
| Sensibilidade da Sonda |
0,79 mV/µm (20 mV/mil), 3,94 mV/µm (100 mV/mil) ou 7,87 mV/µm (200 mV/mil) |
| Precisão de medição |
Típico ±0,33% FS, Máx ±1% FS (Posição, Espaço, etc.); Ângulo típico ±1°, máximo ±3° |
| Resposta de frequência |
Canal Dinâmico: 1 Hz - 600 Hz; Canal de intervalo: ~0,09 Hz (-3dB) |
| Atraso de alarme |
Alerta: Ajustável de 1 a 60 segundos; Perigo: 0,1 segundos (fixo) ou ajustável de 1 a 60 segundos |
| Precisão do ponto de ajuste do alarme |
Dentro de ±0,13% do valor desejado |
| Consumo de energia |
7,7 Watts (típico) |
| Temperatura operacional |
Módulo de E/S padrão: -30°C ~ +65°C; Módulo de E/S de barreira interna: 0°C ~ +65°C |
| Dimensões do módulo (AxLxP) |
Módulo Monitor: 241,3 mm x 24,4 mm x 241,8 mm |
| Espaço no rack |
slot frontal (Monitor) + 1 slot traseiro (Módulo de E/S) |
| Certificação à prova de explosão |
cNRTLus (CL I, Div. 2), ATEX/IECEx (II 3 G Ex nA/ec nC ic IIC T4 Gc), etc. |
Cenários de aplicação
O monitor 3500/72M é a escolha ideal para os seguintes cenários e equipamentos:
Indústria de Petróleo e Gás: Proteção para hastes de pistão em grandes compressores alternativos utilizados em reforço de gás natural, tratamento de gás associado, compressão de GNV, injeção de gás para recuperação de petróleo, etc.
Indústria Química e Petroquímica: Monitoramento de condição e proteção para compressores alternativos de alta pressão em processos como etileno, polietileno, fertilizantes (síntese de amônia, ureia) e produção química de carvão.
Proteção de Equipamentos Críticos: Particularmente adequado para monitoramento:
Queda da haste: Evita o afundamento da haste do pistão e danos subsequentes à cruzeta e ao virabrequim causados por desgaste, quebra ou falha da gaxeta do anel do pistão.
Dobramento e fratura da haste: Detecção precoce de precursores de falhas, como desgaste da bucha da biela, pinos da cruzeta soltos ou jato de líquido por meio do monitoramento da trajetória da posição e da oscilação.
Desalinhamento e Desgaste da Haste: Avalia a condição de alinhamento e o estado de desgaste entre a haste do pistão e a gaxeta analisando o ângulo de posição e os sinais dinâmicos.
Aplicações de hipercompressor: Seu modo de monitoramento de hipercompressor foi projetado especificamente para fornecer proteção personalizada para compressores que operam em condições extremas, como aquelas usadas na produção de polietileno de alta pressão.
