3500/40M Proximitor Monitörü, Baker Hughes tarafından Bently Nevada markası altında geliştirilen ve 3500 Serisi Makine İzleme Sistemi için özel olarak tasarlanmış, yüksek performanslı, dört kanallı bir makine koruma ve durum izleme modülüdür. Temel işlevi, Bently Nevada yakınlık dönüştürücülerinden (girdap akımı sensörleri gibi) gelen ham sinyalleri kabul etmek, hassas sinyal koşullandırma, hesaplama ve analiz gerçekleştirmek ve sonuçta bunları, kritik makineler için sürekli koruma ve erken arıza teşhisi sağlamak üzere kullanıcı tarafından programlanabilen alarm ayar noktalarıyla sürekli olarak karşılaştırılan makine sağlığını yansıtan temel parametrelere dönüştürmektir.
Monitör esnekliği, yüksek hassasiyeti ve yüksek güvenilirliği ile ünlüdür. Kullanıcılar, Radyal Titreşim, Eksantriklik, REBAM (Rolling Element Rulman Aktivitesi İzleme), İtme Konumu ve Diferansiyel Genişleme dahil olmak üzere farklı izleme işlevlerini gerçekleştirmek için 3500 Raf Yapılandırma Yazılımı aracılığıyla her kanalı bağımsız olarak yapılandırabilirler. Modül, Kanal Çiftlerinde yapılandırılır ve yönetilir; Kanal 1 ve 2 bir çift, Kanal 3 ve 4 ise başka bir çift oluşturur. Her kanal çifti, tek bir 3500/40M modülün aynı anda iki farklı izleme uygulamasını desteklemesine olanak tanıyan bir izleme işlevini gerçekleştirebilir.
2. Temel Özellikler ve Ayrıntılı İşlevsel İlkeler
2.1 Temel Fonksiyon: Sinyal Koşullandırma ve Parametre Üretimi
3500/40M yalnızca bir sinyal tekrarlayıcı değildir; gelişmiş bir sinyal işleme merkezidir. Temel iş akışı aşağıdaki gibidir:
Sinyal Girişi ve Güç Kaynağı: Modül, dört adede kadar yakınlık dönüştürücüsünden gelen ham analog voltaj sinyallerini kabul eder. Eş zamanlı olarak ön panel, her kanal için kısa devre korumalı olan ve yakınlaştırıcılara doğrudan güç sağlamak için yaklaşık ~24 Vac Dönüştürücü Gücü sağlayabilen, sistem kablolamasını basitleştiren bir Tamponlu Dönüştürücü Çıkışı koaksiyel konektörü sağlar.
Sinyal Koşullandırma ve Filtreleme: Giriş ham sinyali, zengin makine dinamik bilgileri içerir ancak aynı zamanda çeşitli gürültülerle de karıştırılır. 3500/40M, sinyali hassas bir şekilde koşullandırmak için güçlü bir Dijital Sinyal İşlemcisi ve kullanıcı tarafından programlanabilen filtre kümeleri içerir.
Statik Değer Hesaplaması: Koşullu sinyaller, Statik Değerler olarak bilinen çeşitli parametreleri hesaplamak için kullanılır. Bu değerler makinenin durumunu yansıtan ölçümlerdir ve alarm kararlarının temelini oluşturur. Kanal konfigürasyonuna bağlı olarak farklı statik değerler üretilir. Örneğin, Radyal Titreşim için yapılandırılan bir kanal, Direkt (Boşluk), 1X Genlik, 1X Faz, 2X Genlik, 2X Faz, 1X Değil Genlik ve Smax Genlik dahil olmak üzere rotorun titreşim durumunu farklı boyutlarda açıklayan birden fazla statik değer üretebilir.
Alarm Kararı ve Çıkışı: Kullanıcılar her aktif statik değer için Uyarı ayar noktalarını ayarlayabilir ve Tehlike ayar noktalarını ayarlamak için en kritik statik değerlerden herhangi ikisini seçebilir. Monitör, gerçek zamanlı olarak hesaplanan statik değerleri sürekli olarak bu ayar noktalarıyla karşılaştırır. Bir aşım durumunda modül, yapılandırılan alarm gecikme mantığını temel alarak karşılık gelen alarm çıkışlarını tetikler, röle modülleri aracılığıyla harici alarm veya kapatma sistemlerini çalıştırır, böylece makine koruması sağlanır.
2.2 Her Bir İzleme Fonksiyonunun Ayrıntılı Çalışma Prensipleri
a) Radyal Titreşim
Prensip: 90 derece aralıklarla monte edilmiş iki girdap akımı sensörünü kullanarak milin yatak yuvasına göre titreşim yer değiştirmesini ölçer. Bu, rotor dengesini, hizalamasını ve erken aşamadaki sürtünme hatalarını değerlendirmek için önemli bir parametredir.
Sinyal İşleme:
Doğrudan Filtre: Kullanıcı tarafından programlanabilir, 4 Hz ila 4000 Hz veya 1 Hz ila 600 Hz arasında geniş bant frekans tepkisi sağlar ve genel titreşim seviyesini yakalar.
Boşluk Filtresi: Dönüştürücünün ortalama boşluk voltajını (DC Boşluğu) çıkarmak ve izlemek için kullanılan yüksek geçişli bir filtre (0,09 Hz'de ~3 dB). Bu voltaj, milin yatak içindeki ortalama konumuyla doğrudan ilişkilidir ve yağ filmi kalınlığındaki değişiklikler gibi yavaş süreçleri izlemek için kullanılabilir.
1X ve 2X Vektör Filtreleri: Çalışma hızıyla (1X) ve çalışma hızının iki katıyla (2X) senkronize titreşim bileşenlerini doğru bir şekilde çıkarmak için yüksek Q (Kalite Faktörü) sabit Q bant geçişli filtrelerden yararlanın. Durdurma bandı reddi ~57,7 dB kadar yüksek olup, diğer frekanslardan gelen paraziti etkili bir şekilde izole ederek dinamik dengeleme ve hizalama analizi için genlik ve fazın hassas şekilde hesaplanmasına olanak tanır.
1X Değil Filtresi: 1X bileşenini reddetmek ve böylece senkronize olmayan titreşim bileşenlerini (örneğin, senkronize olmayan salınımlar, yağ girdabı) çıkarmak için kullanılan sabit bir Q çentik filtresi.
Smax Filtresi: Koşu hızının 0,125 ila 15,8 katı frekans aralığında maksimum genliğe sahip frekans bileşenini tanımlar ve belirgin senkronize olmayan titreşim sorunlarının belirlenmesine yardımcı olur.
b) İtme Konumu
Prensip: Pervaneler ve sabit bileşenler arasındaki teması önlemek için dönen makinelerde (örneğin buhar türbinleri, santrifüj kompresörler) rotorun eksenel hareketini izleyerek, baskı bileziğinin konumunu ölçmek için bir veya daha fazla yakınlık dönüştürücüsü kullanır.
Sinyal İşleme: Öncelikle Doğrudan Filtreyi (1,2 Hz'de ~3 dB) ve Boşluk Filtresini (0,41 Hz'de ~3 dB) kullanır ve yavaş yavaş değişen eksenel yer değiştirmeye ve ortalama aralık voltajına odaklanır.
c) Diferansiyel Genişleme
Prensip: Makine rotoru ile mahfaza (sabit parça) arasındaki termal genleşme farkını ölçer. Diferansiyel genleşme nedeniyle iç çarpışmaları önlemek amacıyla yavaş başlatma/kapatma işlemlerine sahip büyük türbinler ve diğer ekipmanlar için kritik öneme sahiptir.
Sinyal İşleme: İtme Konumuna benzer şekilde, yavaş genişleme sürecini izlemek için düşük frekanslı Doğrudan ve Boşluk Filtreleri kullanır. Geniş aralıklı yer değiştirme ölçümüne uyum sağlamak için giriş hassasiyeti genellikle daha düşüktür (0,394 mV/μm).
d) Eksantriklik
Prensip: Şaft yayını (mekanik eksantriklik) veya düşük hızlarda, özellikle de dişlinin döndürülmesi sırasında eşit olmayan ısınmadan (termal eksantriklik) kaynaklanan geçici bükülmeyi ölçer.
Sinyal İşleme: Düşük hızlarda statik veya yavaş dinamik şaft yayını yakalamak için Doğrudan Filtreyi (15,6 Hz'de ~3 dB) ve Boşluk Filtresini (0,41 Hz'de ~3 dB) kullanır.
e) REBAM (Haddeli Rulman Faaliyet İzleme)
Prensip: Özellikle döner elemanlı rulmanlarda erken aşamadaki hasarın izlenmesi için tasarlanmıştır. Karakteristik arıza frekansları (örneğin, Top Geçiş Frekansı Dış bilezik (BPFO), Top Geçiş Frekansı İç yatak (BPFI), Top Dönme Frekansı (BSF)) etrafındaki titreşim enerjisini analiz ederek yatak kusurlarını tespit eder.
Sinyal İşleme: Bu, özel bir filtre seti içeren en karmaşık işleme modlarından biridir:
Spike Filtresi: Yüksek frekanslı darbe sinyallerini çıkarmak için kullanılan programlanabilir bir yüksek geçiş filtresi (0,152 - 8678 Hz).
Eleman Filtresi: Belirli rulman bileşenlerinin arıza frekansını doğrudan izlemek için kullanılan, merkez frekansı kullanıcı girişi olan rulman parametrelerine (örn. BPFO) dayalı olarak hesaplanan programlanabilir bir bant geçiren filtre.
Rotor Filtresi: Programlanabilir bir alçak geçiş filtresi (0,108 ila 2221 Hz).
Bu filtrelerin bir arada kullanılması, rulman sağlığının kapsamlı bir değerlendirmesi için Spike, Element, Rotor, Direct, Gap, 1X Genlik ve 1X Faz gibi çeşitli statik değerler üreterek karakteristik rulman arızası bilgilerini karmaşık titreşim sinyallerinden etkili bir şekilde izole eder.
2.3 Filtre İzleme ve Adımlama Fonksiyonu
Çalışma hızına bağlı filtreler için (örn. 1X, 2X Vektör Filtreleri), 3500/40M gelişmiş bir Filtre İzleme/Adımlama işlevine sahiptir. Modül geçerli bir Anahtar Fazör hız sinyali aldığında filtreler, gerçek şaft hızındaki değişikliklere bağlı olarak önceden tanımlanmış filtre setleri arasında otomatik olarak geçiş yapabilir. Örneğin:
Başlangıç Durumu: Nominal hız için yapılandırılmış Nominal Filtre Setini kullanır.
Hız Azaltma: Mevcut şaft hızı ≤ 0,9 x (Nominal Şaft Hızı) olduğunda düşük hızlar için optimize edilmiş Alt Filtre Setine geçiş yapar.
Hız Artışı (düşükten): Mevcut şaft hızı ≥ 0,95 x (Nominal Şaft Hızı) olduğunda Nominal Filtre Setine geri döner.
Hız Artışı (nominalden): Mevcut şaft hızı ≥ 1,1 x (Nominal Şaft Hızı) olduğunda yüksek hızlar için optimize edilmiş Yüksek Filtre Setine geçer.
Hız Azaltma (yüksekten): Mevcut şaft hızı ≤ 1,05 x (Nominal Şaft Hızı) olduğunda Nominal Filtre Setine geri döner.
Hız Sinyali Hatası: Geçerli bir hız sinyalinin kaybolması durumunda modül otomatik olarak Nominal Filtre Setini kullanarak izleme sürekliliğini sağlar.
Bu işlev, makinenin çalıştırılması, yavaşlaması veya hız dalgalanmaları sırasında filtrelerin her zaman optimum frekans yanıt aralığında çalışmasını sağlayarak titreşim bileşenlerinin doğru ölçümünü garanti eder.
2.4 Doğruluk ve Performans
3500/40M olağanüstü ölçüm doğruluğu sunar. +25°C'de çoğu Doğrudan, Aralık, 1X ve 2X ölçümü için tipik doğruluk, tam ölçeğin maksimum ±%1'i ile tam ölçeğin ±%0,33'ü dahilindedir. 1X Vektör filtresinin faz doğruluğu maksimum 3 derecelik hata kadar yüksektir. Bu yüksek doğruluk seviyesi, hassas arıza teşhisi ve güvenilir koruma kararları için güvenilir bir veri temeli sağlar.
2.5 Alarmlar ve Gecikmeler
Alarm Ayar Noktaları: Her statik değer için Uyarı ve Tehlike ayar noktaları, yazılım aracılığıyla tam ölçeğin %0 ila %100'ü arasında ayarlanabilir. Alarm ayar noktalarının doğruluğu istenen değerin ±%0,13'ü dahilindedir.
Alarm Gecikmeleri: Yanlış alarmları önlemek için kullanıcılar alarm zaman gecikmelerini programlayabilir.
Radyal Titreşim ve İtiş gibi parametreler için, Uyarı gecikmeleri 1 ila 60 saniye (1 saniyelik aralıklarla) arasında ayarlanabilir ve Tehlike gecikmeleri 0,1 saniye veya 1 ila 60 saniye (0,5 saniyelik aralıklarla) olabilir.
REBAM için gecikme aralığı, hesaplanan minimum değerden 400 saniyeye kadar daha geniş olup, rulman arıza sinyallerinin potansiyel olarak aralıklı doğasına uyum sağlar.
3. Donanım Özellikleri ve Yapılandırma Seçenekleri
Modül Yapısı: Tam yükseklikte bir Ana Monitör Modülü (rafın önüne takılı) ve eşleşen bir G/Ç Modülünden (rafın arkasına takılı) oluşan standart 3500 modül mimarisini takip eder.
G/Ç Modülü Tipleri: Farklı kurulum ve ortam ihtiyaçlarını karşılamak için üç temel G/Ç modülü seçeneği mevcuttur:
Dahili Sonlandırmalı Giriş/Çıkış Modülü: Tüm kablolama, kompakt bir yapı sunan modülün yerleşik terminal blokları aracılığıyla yapılır.
Harici Sonlandırmalı G/Ç Modülü: Kablolar aracılığıyla ayrı harici sonlandırma bloklarına bağlanarak zorlu ortamlarda bakım ve izolasyonu kolaylaştırır.
Dahili Bariyerli G/Ç Modülü: Dahili güvenlik bariyerlerini entegre ederek monitörün Tehlikeli Alanlarda (örn. Sınıf I, Bölüm 2 / Bölge 2) harici ayrı bariyerler olmadan kullanılmasına olanak tanır. Bu, ATEX, IECEx ve cNRTLus gibi tehlikeli alan sertifikalarını almanın anahtarıdır.
Durum Göstergesi: Ön panelde, OK (normal çalışıyor), TX/RX (modüller arası iletişim) ve Bypass (Bypass Modu aktif) dahil olmak üzere birden fazla LED göstergesi bulunur ve modülün durumunun hızlı saha tanılamasına olanak sağlanır.
4. Çevresel Uygunluk, Sertifikalar ve Uygulamalar
Çevresel Sınırlar: Dahili/Harici Sonlandırma G/Ç Modülleri ile kullanıldığında -30°C ila +65°C ve Dahili Bariyer G/Ç Modülü ile kullanıldığında 0°C ila +65°C arası geniş çalışma sıcaklığı aralığı.
Uyumluluk Sertifikaları: Modül, FCC, EMC Direktifi, Alçak Gerilim Direktifi, RoHS Direktifi dahil çok sayıda uluslararası standartla uyumludur ve DNV GL ve ABS'den denizcilik sertifikalarının yanı sıra ATEX, IECEx ve cNRTLus gibi tehlikeli alan sertifikalarına sahiptir.
Uygulama Senaryoları: 3500/40M, aşağıdaki alanlarda yaygın olarak kullanılan, endüstrilerdeki kritik döner ekipmanların korunmasında bir temel taşıdır:
Enerji Üretimi: Buhar türbinleri, gaz türbinleri, jeneratörler, hidrotürbinler.
Petrol ve Gaz: Boru hattı kompresörleri, gaz türbinleri, pompa setleri.
Kimya ve Proses Endüstrileri: Çeşitli büyük kompresörler, turbomakineler.
Deniz Tahrik Sistemleri.
