O Monitor de Pressão de Cilindro Alternativo 3500/77M é um módulo de monitoramento de alto desempenho de 4 canais sob o Sistema de Proteção de Máquinas 3500, projetado especificamente para monitoramento de pressão de cilindro em compressores alternativos. Como um componente-chave da série 3500, este monitor foi projetado para monitorar de forma contínua e precisa as mudanças de pressão dentro dos cilindros do compressor. Ele fornece informações vitais da máquina para o pessoal de operação e manutenção e evita efetivamente falhas mecânicas causadas por anormalidades de pressão por meio de proteção de alarme em tempo real para parâmetros críticos, garantindo uma operação segura, eficiente e confiável do compressor.
O 3500/77M consiste em uma placa frontal fixa (176449-07) e dois tipos diferentes de placas traseiras (143729-01 e 143737-01. Consulte a seção Pedidos para obter mais detalhes). O 176449-07 forma um sistema completo quando combinado com qualquer uma das placas traseiras.
Este monitor aceita sinais de transdutores de pressão absoluta (psia) de terceiros aprovados pela Bently Nevada. Através de uma série de etapas avançadas de processamento e condicionamento de sinal, ele calcula vários parâmetros de pressão intimamente relacionados ao desempenho do compressor e à carga mecânica. Ele fornece uma descrição abrangente do estado do ciclo de trabalho do compressor, tornando-o um dispositivo crítico para manutenção preditiva e evitando falhas catastróficas.
Características
Monitoramento dos parâmetros de pressão central: Um único monitor pode monitorar simultaneamente a pressão de quatro cilindros, fornecendo oito variáveis medidas principais por canal para uma avaliação abrangente do status da pressão do cilindro:
Valores Básicos de Pressão: Pressão de Descarga, Pressão de Sucção, Pressão Máxima, Pressão Mínima, Taxa de Compressão.
Valores calculados de carga mecânica: Ao combinar parâmetros mecânicos configurados, ele calcula o pico de compressão de carga da haste, a tensão de pico de carga da haste e o grau de reversão da haste, refletindo diretamente a condição de tensão dos principais componentes, como hastes de pistão, bielas e cruzetas.
Medição de pressão de alta precisão: Utiliza circuitos de condicionamento de sinal de alta precisão. Oferece precisão de medição de pressão de até ±0,5% da escala completa (FS) do transdutor em temperatura ambiente (+25°C) e garante precisão de ±1,0% FS em uma ampla faixa de temperatura (-30°C a +65°C), garantindo a confiabilidade dos dados.
Ampla resposta de frequência: Todos os canais de pressão configurados apresentam uma ampla resposta de frequência de 0 a 5,5 kHz, permitindo a captura precisa da dinâmica de pressão que muda rapidamente durante o ciclo de trabalho do compressor, fornecendo dados de alta fidelidade para analisar o status de operação da válvula e flutuações de pressão.
Gerenciamento poderoso de alarmes: Os usuários podem definir de forma independente pontos de ajuste de alerta e perigo programáveis para cada variável medida ativa por meio do software de configuração 3500, permitindo alerta antecipado e proteção de desligamento de emergência para falhas como anomalias de pressão, sobrecargas e taxas de compressão anormais.
Diagnósticos e resultados abrangentes:
Saídas com buffer do painel frontal: Cada canal fornece um conector coaxial que emite o sinal bruto do transdutor, que é invertido e compensado em -2,265 Vcc, facilitando a conexão a um osciloscópio para diagnóstico e análise avançados de formas de onda.
Indicadores de status: O painel frontal está equipado com LEDs OK (Operação Normal), TX/RX (Comunicação) e Bypass (Modo Bypass) para exibir o status operacional do módulo em tempo real.
Fonte de alimentação do transdutor: Fornece uma tensão de excitação estável de +23,0 ± 0,8 Vcc para o transdutor de pressão em cada canal, com limitação de corrente de 24,5 mA para proteger o transdutor.
Configuração e integração flexíveis: Suporta opções de módulos de E/S de terminação interna e externa, oferecendo flexibilidade para adaptação a vários ambientes de instalação. Seu design permite integração perfeita com o sistema 3500, compartilhando software e plataforma de configuração de estrutura unificada.
Extensas certificações e compatibilidade: O módulo passou por várias 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. Ele foi projetado especificamente para uso com transdutores de pressão de terceiros aprovados pela Bently Nevada.
Princípio de funcionamento e detalhes técnicos
O princípio de funcionamento do monitor 3500/77M baseia-se na aquisição precisa, no condicionamento, no cálculo e no julgamento lógico dos sinais de tensão emitidos pelos transdutores de pressão.
Aquisição de sinal e condicionamento de entrada:
Interface do sensor: O monitor se conecta a transdutores de pressão absoluta (psia) aprovados pela Bently Nevada. Esses transdutores normalmente usam uma saída de tensão padrão: +0,5 Vcc a 0 psia e +10,0 Vcc em escala completa (por exemplo, 100, 250, 500...10.000 psia).
Características de entrada: A impedância do circuito de entrada é de 50 kΩ, capaz de receber de 1 a 4 sinais de transdutores. O monitor armazena internamente fatores de escala para diversas faixas padrão (por exemplo, 95.000 mV/psi para um transdutor de 100 psia, 9.500 mV/psi para um transdutor de 1.000 psia) para converter com precisão sinais de tensão em valores de pressão.
Condicionamento e digitalização de sinais:
Buffer e ajuste: O sinal de tensão de entrada é primeiro armazenado em buffer e condicionado. Notavelmente, ao usar o módulo de E/S de pressão do cilindro, o sinal de saída buffer do painel frontal é invertido e compensado em -2,265 Vcc, uma medida tomada para compatibilidade com certos requisitos de entrada de equipamentos de diagnóstico.
Amostragem de alta velocidade: O sinal analógico condicionado é amostrado por um conversor analógico-digital (ADC) de alta velocidade. Sua ampla resposta de frequência de até 5,5 kHz garante captura sem distorção de detalhes de mudanças rápidas de pressão.
Processamento Digital: O sinal digitalizado é então processado e calculado pelo microprocessador integrado.
Cálculo e geração de valor medido:
O processador analisa a forma de onda de pressão de cada ciclo de trabalho (acionado pelo sinal Keyphasor) para calcular todas as variáveis medidas:
Pico de compressão/tensão da carga da haste: Calcula as forças de compressão e tração axiais máximas que atuam na haste do pistão com base na pressão medida no cilindro e na área efetiva.
Grau de reversão da haste: calcula até que ponto a carga na haste do pistão muda de compressão para tensão (ou vice-versa) durante o ciclo. A inversão de carga severa é a principal causa de falha por fadiga nos parafusos da biela e nos pinos da cruzeta.
Valores Medidos Diretamente: Ao analisar diretamente a forma de onda, identifica a Pressão Máxima e a Pressão Mínima dentro de um ciclo. Ao identificar períodos de platô estáveis, determina a pressão de sucção e a pressão de descarga. A taxa de compressão é calculada dividindo a pressão de descarga pela pressão de sucção.
Valores calculados avançados (exigem parâmetros mecânicos): Esses valores exigem que os usuários pré-configurem parâmetros mecânicos (por exemplo, diâmetro da haste do pistão, área do pistão) no software.
Julgamento da lógica de alarme:
O processador compara continuamente todos os valores medidos calculados com os pontos de ajuste de alarme predefinidos pelo usuário através do software de configuração 3500. Quando qualquer parâmetro (por exemplo, sobrepressão, carga excessiva na haste, taxa de compressão anormal) exceder o limite definido e atender à condição de atraso configurada, o monitor emitirá imediatamente um comando de alarme através do backplane do rack. Isto aciona os relés correspondentes para ativar alarmes sonoros/visuais ou executar uma sequência de proteção de desligamento, protegendo assim o compressor contra danos.
Especificações
| do item |
Descrição da especificação |
| Número de canais |
4 canais |
| Sinal de entrada |
1 a 4 canais de sinais de transdutor de pressão absoluta (psia) de terceiros aprovados pela Bently (+0,5 a +10 Vcc) |
| Impedância de entrada |
50 kΩ |
| Precisão de pressão |
@ +25°C: ±0,5% FS (escala completa);
@ -30°C a +65°C: ±1,0% FS |
| Resposta de frequência |
0 a 5,5 kHz (todos os canais de pressão) |
| Excitação do transdutor |
+23,0 ± 0,8 Vcc/canal, corrente limitada a 24,5 mA |
| Saída em buffer |
Invertido e compensado em -2,265 Vcc |
| Impedância de saída |
550Ω |
| Consumo de energia |
7,8 Watts (com fontes de transdutor em plena carga) |
| Temperatura operacional |
-30°C a +65°C (quando usado com módulo de E/S de terminação interna/externa) |
| Dimensões do módulo (AxLxP) |
Módulo Monitor: 241,3 mm x 24,4 mm x 241,8 mm |
| Espaço no rack |
1 slot frontal (Monitor) + 1 slot traseiro (Módulo de E/S) |
| Certificação à prova de explosão |
cNRTLus (CL I, Div. 2), ATEX/IECEx (Ex nA/ec nC ic IIC T4 Gc), etc. |
Cenários de aplicação
O monitor de pressão do cilindro 3500/77M é a escolha ideal para os seguintes cenários e equipamentos:
Monitoramento e otimização de processos: Usado em grandes compressores alternativos nas indústrias química, de petróleo, gás e fertilizantes para monitorar a pressão de descarga, a pressão de sucção e a taxa de compressão em tempo real, garantindo que o compressor opere dentro dos parâmetros de processo projetados e otimizando sua eficiência.
Monitoramento de carga mecânica e integridade de componentes: aplicado criticamente para monitorar:
Carga da haste do pistão: monitora continuamente o pico de carga da haste e o grau de reversão da haste para evitar sobrecarga e fratura por fadiga das hastes do pistão, bielas, cruzetas e rolamentos causados por slugging de líquido, falha de válvula ou anomalias de processo.
Diagnóstico da condição da válvula: A análise das formas de onda de pressão pode ajudar a diagnosticar falhas como vazamento, danos ou atraso no fechamento das válvulas de entrada e descarga.
Análise de desempenho e diagnóstico de falhas: A interface de saída com buffer do painel frontal se conecta a osciloscópios ou sistemas de aquisição de dados para registrar diagramas indicadores de pressão (diagramas PV) para análise aprofundada do desempenho do compressor, cálculo de potência e identificação de vários possíveis problemas mecânicos.
Proteção de intertravamento de segurança: Serve como parte do Sistema Instrumentado de Segurança (SIS) do compressor, fornecendo proteção de desligamento com fio para condições perigosas extremas, como sobrepressão e sobrecarga, evitando falhas catastróficas do equipamento.
