Монитор положения поршневого штока 3500/72M представляет собой 4-канальный модуль мониторинга в составе системы защиты оборудования 3500, специально разработанный для защиты критически важных компонентов поршневых компрессоров. Он непрерывно и точно измеряет как динамическую, так и статическую информацию о положении штока поршня. Благодаря сравнению в режиме реального времени с программируемыми пользователем уставками сигнализации он обеспечивает сверхраннее предупреждение о неисправности и защиту от опасного отключения оборудования, эффективно предотвращая катастрофические сбои и отвечая строгим требованиям стандартов API 618 для поршневых компрессоров.
Модель 3500/72M состоит из одной фиксированной передней карты (176449-08) и трех различных типов задних плат (более подробную информацию см. на странице заказа). 176449-08 может сформировать полноценную систему в сочетании с любой из задних карт.
Этот монитор принимает входные сигналы от вихретоковых бесконтактных датчиков. Посредством серии усовершенствованных этапов формирования и обработки сигналов он извлекает до более чем десяти ключевых измеренных значений, обеспечивая полное описание рабочего состояния штока поршня. Его каналы программируются парами, что позволяет одновременно выполнять до двух различных функций мониторинга. Это обеспечивает гибкую конфигурацию для адаптации к различным сложным требованиям мониторинга.
Функции
Комплексные возможности мониторинга: один монитор может одновременно выполнять три основные функции: мониторинг положения штока, мониторинг падения штока и мониторинг гиперкомпрессора, обеспечивая полный охват контроля состояния поршневых штоков поршневых компрессоров.
Расширенные параметры измерения. В зависимости от конфигурации каждый канал может отображать до десяти ключевых измеряемых значений, в том числе:
Информация о положении: величина положения, пиковая амплитуда, среднее/мгновенное положение поршня, угол кривошипа.
Информация о зазоре: напряжение зазора, средний/мгновенный зазор датчика.
Частотные компоненты: 1-кратная амплитуда, 2-кратная амплитуда, не 1-кратная амплитуда.
Информация о фазе: угол положения (для парных каналов).
Гибкая конфигурация каналов: четыре канала мониторинга используют режим парного программирования, что позволяет гибко настраивать две различные функции мониторинга (например, каналы 1 и 2 для контроля положения штанги, каналы 3 и 4 для мониторинга падения штанги), что значительно повышает гибкость конфигурации и экономическую эффективность.
Высокая точность и надежность: используются передовые технологии формирования сигнала и алгоритмы цифровой обработки. Типичная точность большинства измеряемых параметров составляет ±0,33% полной шкалы, а точность измерения угла достигает ±1°, что обеспечивает точность и надежность сигнализации.
Мощное управление сигнализацией: пользователи могут независимо устанавливать программируемые уставки оповещений и опасностей для каждого измеренного значения с помощью конфигурационного программного обеспечения 3500, обладающего регулируемыми функциями задержки для эффективного предотвращения ложных сигналов тревоги и обеспечения точной защиты.
Комплексная диагностика и результаты:
Буферизованные выходы на передней панели: каждый канал обеспечивает независимый буферизованный выходной сигнал датчика для подключения к осциллографам для расширенной диагностики.
Выходы регистратора: обеспечивают аналоговый выход 4–20 мА для передачи выбранных измеренных значений в РСУ или систему записи.
Индикаторы состояния: на передней панели расположены светодиоды OK, TX/RX и Bypass для отображения работы модуля и состояния связи в режиме реального времени.
Обширные сертификаты и совместимость. Модуль и его варианты ввода-вывода прошли множество международных сертификатов взрывозащиты, таких как cNRTLus, ATEX и IECEx, а также сертификаты безопасности и морских сертификатов, таких как CE, DNV GL и ABS, что соответствует требованиям к установке в различных суровых условиях по всему миру. Его конструкция обеспечивает плавную интеграцию с системой 3500 и совместима с различными модулями ввода-вывода (внутреннее/внешнее подключение, версии с барьером).
Принцип работы и технические детали
Принцип работы монитора 3500/72M основан на эффекте вихревых токов. Его рабочий процесс включает в себя точный сбор, обработку и анализ сигналов:
Сбор сигнала: Монитор подает рабочее питание на вихретоковые бесконтактные датчики, установленные рядом со штоком поршня. Высокочастотное электромагнитное поле, создаваемое зондом, индуцирует вихревые токи на проводящей поверхности штока поршня. Эти вихревые токи реагируют обратно на катушку зонда, и их интенсивность обратно пропорциональна зазору между зондом и поверхностью стержня. Следовательно, выходной сигнал зонда представляет собой модулированный сигнал, содержащий как компонент зазора постоянного тока (постоянный ток), так и компонент динамического смещения переменного тока (переменный ток).
Формирование и разделение сигнала. После получения сигнала датчика монитор выполняет следующие ключевые этапы обработки:
Векторные фильтры 1X/2X: используются для точного выделения компонентов вибрации, синхронных со скоростью работы компрессора (1X) и его второй гармоникой (2X), с подавлением в полосе задерживания до 57,7 дБ.
Режекторный фильтр Not 1X: используется для фильтрации компонента 1X, тем самым получая оставшуюся энергию несинхронной вибрации, что помогает в диагностике несинхронных неисправностей. Он обеспечивает минимальное подавление в полосе задерживания 34,9 дБ в диапазоне частот от 60 импульсов в минуту до скорости, в 15,8 раз превышающей рабочую скорость.
Входное согласование: входная цепь согласована по сопротивлению 10 кОм и поддерживает различные стандартные чувствительности датчиков, например 20 мВ/мил, 100 мВ/мил и 200 мВ/мил.
Извлечение сигнала с зазором: использует фильтр верхних частот с очень низкой частотой среза (~ 0,09 Гц), по сути, блокатор постоянного тока, для разделения медленно меняющегося среднего сигнала напряжения постоянного тока. Это напряжение пропорционально среднему зазору и является основой для мониторинга падения стержня.
Динамическое извлечение сигнала: использует фиксированный полосовой фильтр (1–600 Гц) для извлечения динамического сигнала переменного тока для анализа качания штока поршня и изменений положения.
Расширенный анализ фильтрации: включает встроенные фильтры слежения с постоянной добротностью и режекторные фильтры.
Цифровая обработка и расчет: Обработанный аналоговый сигнал дискретизируется высокоскоростным АЦП и преобразуется в цифровой сигнал. Затем встроенный процессор выполняет вычисления и окончательно генерирует значения всех измеренных параметров, таких как размах амплитуды, векторные значения, фазовые углы и т. д.
Логическая оценка сигналов тревоги: процессор постоянно сравнивает сгенерированные измеренные значения с заданными значениями сигналов тревоги, заданными пользователем через программное обеспечение. Как только какой-либо параметр превышает установленный предел и соответствует настроенному условию задержки, монитор немедленно выдает команду тревоги через объединительную плату стойки, заставляя соответствующие реле активироваться и выполнять последовательность защиты от отключения.
Технические характеристики
| товара Описание |
Спецификация |
| Количество каналов |
4 канала |
| Входной сигнал |
От 1 до 4 каналов сигналов вихретокового бесконтактного датчика |
| Входное сопротивление |
10 кОм |
| Чувствительность зонда |
0,79 мВ/мкм (20 мВ/мил), 3,94 мВ/мкм (100 мВ/мил) или 7,87 мВ/мкм (200 мВ/мил) |
| Точность измерения |
Типичное значение ±0,33% полной шкалы, максимальное ±1% полной шкалы (положение, зазор и т. д.); Угол Типичный ±1°, Макс. ±3° |
| Частотная характеристика |
Динамический канал: 1 Гц – 600 Гц; Разрыв канала: ~0,09 Гц (-3дБ) |
| Задержка тревоги |
Оповещение: регулируется от 1 до 60 секунд; Опасность: 0,1 секунды (фиксированная) или регулируемая от 1 до 60 секунд. |
| Точность уставки сигнализации |
В пределах ±0,13% от желаемого значения |
| Потребляемая мощность |
7,7 Вт (типичная) |
| Рабочая температура |
Стандартный модуль ввода-вывода: -30°C ~ +65°C; Модуль ввода/вывода с внутренним барьером: 0°C ~ +65°C |
| Размеры модуля (ВxШxГ) |
Модуль монитора: 241,3 x 24,4 x 241,8 мм |
| Стойочное пространство |
передний слот (монитор) + 1 задний слот (модуль ввода-вывода) |
| Сертификация взрывозащиты |
cNRTLus (CL I, раздел 2), ATEX/IECEx (II 3 G Ex nA/ec nC ic IIC T4 Gc) и т. д. |
Сценарии применения
Монитор 3500/72M является идеальным выбором для следующих сценариев и оборудования:
Нефтяная и газовая промышленность: Защита поршневых штоков в больших поршневых компрессорах, используемых при докачке природного газа, очистке попутного газа, сжатии сжатого природного газа, закачке газа для добычи нефти и т. д.
Химическая и нефтехимическая промышленность: мониторинг состояния и защита поршневых компрессоров высокого давления в таких процессах, как производство этилена, полиэтилена, удобрений (синтез аммиака, мочевины) и угольного химического производства.
Защита критического оборудования: особенно подходит для мониторинга:
Падение штока: предотвращает опускание штока поршня и последующее повреждение крейцкопфа и коленчатого вала, вызванное износом поршневых колец, поломкой или повреждением уплотнения.
Изгиб и разрушение штока: раннее обнаружение предвестников неисправности, таких как износ втулки шатуна, незакрепленные штифты крейцкопфа или попадание жидкости, посредством мониторинга траектории положения и поворота.
Несоосность и износ штока: оценивается состояние соосности и состояние износа между штоком поршня и уплотнением путем анализа угла положения и динамических сигналов.
Применение в гиперкомпрессорах. Режим мониторинга гиперкомпрессора специально разработан для обеспечения индивидуальной защиты компрессоров, работающих в экстремальных условиях, например, тех, которые используются при производстве полиэтилена высокого давления.
