IQS450 204-450-000-001-A1-B22-H05-I0 Формирователь сигнала

IQS450 204-450-000-001-A1-B22-H05-I0 — это бесконтактная вихретоковая система измерения смещения промышленного уровня от Vibro-Meter. Он специально разработан для высоконадежного и стабильного мониторинга вибрации и смещения вращающихся механизмов в сложных условиях эксплуатации. Его основные особенности включают использование 2-проводного токового выхода 4–20 мА (опция заказа B22) и общую длину системного кабеля 5 метров (опция заказа H05). Это делает его особенно подходящим для промышленного применения, требующего передачи сигналов на большие расстояния, высокой устойчивости к электромагнитным помехам (EMI) и упрощенных систем проводки.

Основанная на проверенном вихретоковом принципе, система обеспечивает непрерывное и точное измерение радиальной вибрации механического вала и осевого положения посредством точного сопряжения и калибровки бесконтактного датчика серии TQ 402/412 и формирователя сигнала IQS 450. Режим токового выхода (B22) обеспечивает значительные преимущества в помехоустойчивости и позволяет передавать данные на большие расстояния без ухудшения качества сигнала (до 1000 метров с защитными барьерами/изоляторами) по сравнению с режимом напряжения. Он также менее восприимчив к падению напряжения в сети, что делает его идеальным интерфейсом для подключения к распределенным системам управления (РСУ), программируемым логическим контроллерам (ПЛК) и приборным системам безопасности (ПАЗ).

Эта модель предназначена для стандартных промышленных условий (А1), а взрывозащищенные версии (А2, А3) доступны для использования в потенциально взрывоопасных средах. Его прочная механическая конструкция, широкий диапазон рабочих температур и комплексные международные сертификаты безопасности обеспечивают исключительную производительность и долгосрочную надежность в критически важных приложениях по защите оборудования в таких отраслях, как энергетика, нефтехимия, металлургия и тяжелое машиностроение.

Основное ценностное предложение:

• Надежный сигнал токовой петли: опция B22 обеспечивает аналоговый токовый выход 4–20 мА, по своей природе помехозащищенный и идеально подходящий для надежной передачи на большие расстояния в сложных электромагнитных условиях.

• Превосходная системная интеграция: прямая совместимость со стандартными платами ввода-вывода управления промышленными процессами, что упрощает проектирование системы и монтаж проводки.

• Превосходная взаимозаменяемость и стабильность: компоненты преобразователя и кондиционера взаимозаменяемы, не требуя повторной калибровки, что значительно снижает сложность обслуживания и затраты на запасные части.

• Стандартная длина 5 метров (H05): обеспечивает баланс между гибкостью установки и целостностью сигнала, подходит для типичных сценариев, когда расстояние между датчиком и шкафом умеренное.

• Комплексная гарантия безопасности: конструкция соответствует международным стандартам, таким как API 670, с дополнительными сертификатами взрывозащиты ATEX/CSA для безопасного использования в опасных зонах.

2. Принцип работы системы и выходные характеристики B22.

Система работает на основе эффекта вихревых токов. Кондиционер IQS 450 подает высокочастотный сигнал возбуждения на катушку преобразователя, который генерирует переменное магнитное поле. Когда это поле приближается к металлической цели, индуцированные вихревые токи изменяют импеданс катушки. Это изменение импеданса тесно связано с расстоянием воздушного зазора между преобразователем и мишенью.

В режиме токового выхода B22 внутренняя схема IQS 450 преобразует изменение импеданса датчика в 2-проводной сигнал постоянного тока. Его уникальные особенности:

1. Двухпроводная система: одна и та же пара проводов обеспечивает рабочее питание -24 В постоянного тока на кондиционер и передает выходной сигнал измерения тока, что значительно упрощает проводку.

2. Выход 4–20 мА с подавлением нуля: в стандартном линейном диапазоне 0,15–2,15 мм выходной ток отображается в интервале от 15,5 до 20,5 мА, а не в полном диапазоне 4–20 мА. Это эффективно «увеличивает» эффективный диапазон измерения до окна тока ~5 мА, тем самым обеспечивая более высокое выходное разрешение и чувствительность системы (2,5 мкА/мкм). Например, крошечное изменение зазора на 1 микрон приведет к измеримому изменению тока на 2,5 микроампер, что имеет решающее значение для точного мониторинга мельчайших вибраций или смещений.

3. Индикация неисправности: В соответствии со стандартом 4–20 мА выходной ток ниже 4 мА (например, 3,8 мА) или выше 20,5 мА может распознаваться хост-системой как аномальное состояние, такое как обрыв провода датчика, короткое замыкание или сбой питания.

Преимущество токового сигнала заключается в его высокой помехоустойчивости и независимости от падений напряжения, вызванных сопротивлением линии, что делает его пригодным для передачи на расстояния от десятков до сотен метров. Это один из наиболее распространенных стандартов аналоговых сигналов в промышленных полевых шинах и системах РСУ.

3. Типичные применения и преимущества длины кабеля H05

Области применения:

• Нефть и газ: мониторинг вибрации вала трубопроводных компрессоров, газовых турбин морских платформ, компрессоров влажного газа нефтеперерабатывающих заводов.

• Производство электроэнергии: Защита подшипников от вибрации и осевого положения паровых турбин, газовых турбин, насосов питательной воды котлов.

• Химическая обработка: мониторинг состояния высокоскоростных центробежных компрессоров, больших поршневых компрессоров, мешалок реакторов.

• Тяжелая промышленность: Защита оборудования для прокатных станов, больших вентиляторов, горнодобывающих дробилок.

Преимущества конфигурации общей длины 5 метров (H05):
Эта длина является одним из «золотых стандартов» в промышленных условиях, поскольку она:

1. Обеспечивает достаточную свободу установки: достаточно проложить кабель от датчика внутри корпуса до ближайшей распределительной коробки или перегородки, обеспечивая достаточную провисание для установки.

2. Оптимизирует целостность сигнала. Максимизирует возможности передачи при минимизации потенциального затухания сигнала и ограничений высокочастотной характеристики, связанных с очень длинными кабелями.

3. Соответствует минимальным требованиям TSL: минимально допустимая длина 5-метровой системы составляет 4,4 метра, что обеспечивает гибкость для электрической «обрезки» кабеля на месте и соблюдения допусков на установку.

4. Баланс между стоимостью и практичностью: позволяет избежать увеличения стоимости, сложности установки и потенциальных рисков помех, связанных с чрезмерно длинными кабелями.

4. Руководство по установке, подключению и вводу в эксплуатацию

1. Обзор конфигурации системы.
Для типичной системы токового выхода B22 сигнальная цепь обычно следующая:
Датчик TQ → (дополнительно: удлинительный кабель EA 402) → Формирователь IQS 450 (установлен в режим тока B22) → 2-жильный экранированный кабель (например, K 209/K 210) → **Защитный барьер/изолятор (GSI 124, для взрывозащищенной передачи или передачи на большие расстояния)** → Карта AI DCS/PLC (входное сопротивление 250 Ом)

2. Основные этапы установки:

• Механическая установка: Строго соблюдайте геометрические ограничения, указанные в руководстве. Установите первоначальный механический зазор с помощью щупов. Для мониторинга вибрации рекомендуется устанавливать его в середине линейного диапазона (~1,15 мм), что соответствует выходному току ~18,0 мА.

• Обращение с кабелями: Никогда не разрезайте и не сращивайте кабели. Надлежащим образом закрепите 5-метровый кабель с интервалом 100–200 мм, чтобы предотвратить вибрацию. Соблюдайте минимальный радиус изгиба.

• Электрическая проводка:

• Подключите клеммы «-24V» и «COM» IQS 450 к контуру питания постоянного тока от защитного барьера GSI 124 (или источника питания).

• Разъем «OUTPUT» IQS 450 является выходом токового сигнала и подключается к входу «+/-» GSI 124.

• Одноточечное заземление экрана: обычно заземляется со стороны защитного барьера или шкафа системы управления для предотвращения образования контуров заземления.

3. Включение, ввод в эксплуатацию и проверка:

• Проверка контура: убедитесь, что общее сопротивление токового контура (сопротивление кабеля + внутреннее сопротивление барьера + сопротивление карты AI) не превышает предел для данного напряжения питания.

• Статическая проверка: На неподвижной машине измерьте ток в контуре последовательно с помощью высокоточного миллиамперметра. Это значение должно находиться в пределах 15,5–20,5 мА и соответствовать расчетному значению, основанному на механически установленном начальном зазоре.

• Динамическое испытание (дополнительно): Аккуратно постучите по монтажному основанию датчика или целевому валу; значение вибрации, отображаемое в системе мониторинга, должно соответствующим образом измениться.

4. Критическая роль барьера безопасности (GSI 124).
При использовании во взрывоопасных средах или для передачи на большие расстояния GSI 124 является важным компонентом. Это:

• Обеспечивает искробезопасное (Ex i) питание для IQS 450 во взрывоопасной зоне.

• Считывает токовый сигнал 4–20 мА из опасной зоны.

• Выводит изолированный сигнал напряжения (например, от -1,6 В до -17,6 В, соответствующий 15,5–20,5 мА), пропорциональный току на стороне безопасной зоны, для считывания системой управления.

• Обеспечивает энергетическую изоляцию и передачу сигналов между опасными и безопасными зонами.

5. Устранение неполадок и обслуживание

• Нет выходного сигнала или очень низкий выходной сигнал: проверьте полярность и напряжение источника питания; проверить отсутствие обрыва в шлейфе; проверьте кабель датчика на предмет повреждений.

• Насыщенный выходной сигнал (>20,5 мА или <15,5 мА): проверьте, не находится ли датчик слишком близко к цели или не касается ли она; проверьте наконечник датчика на предмет сильного загрязнения или повреждения; проверьте наличие значительной разницы между целевым материалом и калибровочным материалом.

• Чрезмерный шум сигнала: проверьте целостность экрана и исправьте одноточечное заземление; проверьте, проложены ли сигнальные кабели параллельно силовым кабелям; проверьте наличие ослабленных или влажных соединений.

• Регулярное техническое обслуживание: во время проверок проверяйте герметичность датчика и состояние кабеля; периодически очищайте наконечник датчика от масла/смазки; Работоспособность системы может быть повторно проверена во время капитального ремонта.