Bộ điều hòa tín hiệu IQS900 là thành phần lõi mô-đun, hiệu suất cao của hệ thống đo độ dịch chuyển dòng điện xoáy không tiếp xúc của Parker Meggitt (trước đây là dòng sản phẩm máy đo độ rung). Nó hoạt động cùng với các cảm biến dòng điện xoáy dòng TQ402/TQ412 và cáp mở rộng EA402 để tạo thành chuỗi đo độ dịch chuyển/độ rung hoàn chỉnh, cho phép đo chính xác, theo thời gian thực các thông số quan trọng như độ rung tương đối của trục, độ dịch chuyển dọc trục, độ lệch tâm và tốc độ quay trong máy móc quay.
Model cụ thể IQS900 204-900-000-011 A5-B12-C1-H10-I1 là bộ điều hòa tín hiệu có độ chính xác cao với chứng nhận chống cháy nổ quốc tế, được thiết kế đặc biệt cho các khu vực nguy hiểm về khí gas Vùng 2 và các khu vực nguy hiểm bụi Vùng 22. Nó có thiết kế phạm vi đo nhỏ 2 mm với đầu ra hiện tại (biến thể 4 ~ 20 mA), phù hợp để truyền dẫn đường dài và giao tiếp với các hệ thống điều khiển hiện có. Sản phẩm tuân thủ các khuyến nghị tiêu chuẩn API 670 và tương thích với các hệ thống giám sát phổ biến như VM600 và VibroSmart, khiến sản phẩm trở thành lựa chọn lý tưởng để giám sát máy móc quay trong các ứng dụng chống cháy nổ như hóa dầu, khí tự nhiên và nền tảng ngoài khơi.
Các tính năng và lợi ích chính
Nguyên lý đo dòng điện xoáy không tiếp xúc: Dựa trên cảm ứng điện từ trường tần số cao, không bị ảnh hưởng bởi các môi trường như dầu và hơi nước, thích hợp cho các phép đo động và tĩnh của máy móc quay tốc độ cao.
Phạm vi có độ chính xác cao 2 mm: Phạm vi tuyến tính 0,15 ~ 2,15 mm, độ nhạy 2,5 μA/μm, dòng điện đầu ra -15,5 mA ~ -20,5 mA (tương ứng với khoảng cách tối thiểu đến tối đa), hỗ trợ giao tiếp trực tiếp với các mô-đun đầu vào tương tự PLC/DCS.
Đáp ứng tần số rộng: DC ~ 20 kHz (-3 dB), hỗ trợ đồng thời đo chuyển vị tĩnh và đo rung động.
Trở kháng đầu ra thấp (loại đầu ra dòng điện >60 kΩ, tạo điều kiện cho việc truyền tải cáp dài), phù hợp để truyền tín hiệu ở khoảng cách xa.
An toàn về chức năng: Thiết kế phần cứng đáp ứng các yêu cầu về khả năng SIL 2 (IEC 61508).
Các chứng chỉ chống cháy nổ: ATEX, IECEx, CCSAus, UKEX, KGS, EAC và các chứng nhận chống cháy nổ quốc tế khác, phù hợp với các khu vực nguy hiểm về khí gas và bụi Zone 22.
Bù nhiệt độ: Duy trì độ ổn định của phép đo trên toàn bộ phạm vi nhiệt độ từ -40°C ~ +85°C.
Thiết kế mô-đun: Thiết bị đầu cuối dạng vít cắm vào giúp đơn giản hóa việc nối dây và bảo trì tại chỗ.
Gắn linh hoạt: Hỗ trợ gắn trên thanh DIN (TH 35) hoặc cố định trực tiếp bằng vít M4 (cấu hình vỏ H10).
Khả năng chống nhiễu: Tuân thủ các tiêu chuẩn tương thích điện từ môi trường công nghiệp EN 61000-6-2/4.
Chức năng bảo vệ: Đầu ra có tính năng bảo vệ quá áp và ngắn mạch, nâng cao độ tin cậy của hệ thống.
Khả năng thay thế lẫn nhau của hệ thống: Cảm biến, cáp và bộ điều hòa đều có thể thay thế cho nhau mà không cần hiệu chỉnh lại.
Phân tích mã mẫu
| Đoạn mã Mô tả |
Giải |
thích chi tiết |
| IQS900 |
Mô hình cơ sở |
Bộ điều hòa tín hiệu dòng sản phẩm Vibro-meter® |
| 204-900-000-011 |
Phiên bản/cấu hình nội bộ |
Phiên bản phần cứng cụ thể và mã định danh cấu hình phần sụn |
| A5 |
Tùy chọn chống cháy nổ |
Phiên bản chống cháy nổ, thích hợp cho khu vực nguy hiểm (Ex ec IIC T6/T5 Gc) |
| B12 |
Phạm vi đo/đầu ra |
Dải đo 2 mm, dòng điện đầu ra, độ nhạy 2,5 μA/μm (tương ứng với -15,5 mA ~ -20,5 mA) |
| C1 |
Chức năng chẩn đoán |
Không có chức năng chẩn đoán (C2 là phiên bản có chức năng chẩn đoán) |
| H10 |
Vỏ/đầu nối |
Cấu hình vỏ đặc biệt với các đầu nối vít cắm vào, có thể bao gồm bộ chuyển đổi gắn ray DIN hoặc bố trí đầu cuối cụ thể (xem phần Kích thước Cơ học) |
| I1 |
Tùy chọn giao diện |
Cấu hình giao diện đầu nối/cáp cụ thể (có thể tương ứng với yêu cầu giao diện chống cháy nổ hoặc giao diện đầu ra đặc biệt) |
Lưu ý: Ý nghĩa chính xác của mã model có thể thay đổi khi sửa đổi sản phẩm. Nên xác nhận bằng bảng dữ liệu mới nhất hoặc thông tin chính thức từ Parker Meggitt.
Chi tiết chứng nhận chống cháy nổ
Mẫu IQS900 này (tùy chọn A5) đã đạt nhiều chứng nhận chống cháy nổ quốc tế và phù hợp với môi trường có khả năng gây nổ. Bảng sau đây tóm tắt các thông tin chứng nhận chính:
| Loại chứng nhận |
Khu vực áp dụng |
Đánh dấu chống cháy nổ |
Số chứng chỉ Lớp |
nhiệt độ |
Phạm vi nhiệt độ môi trường |
| ATEX (Khí) |
II 3 G (Khu 2) |
Ví dụ IIC T6/T5 Gc |
LCIE 21 ATEX 1004 X |
T6 |
-40°C ≤ Tamb ≤ +70°C |
|
|
|
|
T5 |
-40°C ≤ Tamb ≤ +85°C |
| IECEx (Khí) |
Ví dụ IIC T6/T5 Gc |
Ví dụ IIC T6/T5 Gc |
IECEx LCIE 21.0005X |
T6 |
-40°C ≤ Tamb ≤ +70°C |
|
|
|
|
T5 |
-40°C ≤ Tamb ≤ +85°C |
| CCSAus (Khí) |
Loại I, Phân khu 2, Nhóm A, B, C, D |
Ví dụ IIC T6/T5 Gc |
CCSAus 80084516 |
T6/T5 |
Tương tự như trên |
|
Loại I, Vùng 2, AEx ec IIC T6/T5 Gc |
|
|
|
|
| UKEX (Khí) |
II 3 G (Khu 2) |
Ví dụ IIC T6/T5 Gc |
CML 21 UKEX 4549 X |
T6 |
-40°C ≤ Tamb ≤ +70°C |
|
|
|
|
T5 |
-40°C ≤ Tamb ≤ +85°C |
| KGS (Khí) |
Ví dụ IIC T6/T5 Gc |
Ví dụ IIC T6/T5 Gc |
KGS 21-GA4BO-0355X |
T6 |
-40°C ≤ Tamb ≤ +70°C |
|
|
|
|
T5 |
-40°C ≤ Tamb ≤ +85°C |
| EAC (Khí) |
2Ex e IIC T6/T5 Gc X |
2Ex e IIC T6/T5 Gc X |
EA3C RU C-CH.AAD07.B.03744/21 |
T6 |
-40°C ≤ Tamb ≤ +70°C |
|
|
|
|
T5 |
-40°C ≤ Tamb ≤ +85°C |
Yêu cầu lắp đặt chống cháy nổ:
IQS900 (A5) chỉ phù hợp với khu vực nguy hiểm về khí Zone 2 và khu vực nguy hiểm bụi Zone 22.
IQS900 phải được lắp đặt trong vỏ công nghiệp có mức bảo vệ chống xâm nhập IP54 ít nhất.
Cáp đi vào vỏ phải sử dụng tuyến cáp chống cháy nổ (như dòng SG1xx).
Các cảm biến TQ402/TQ412 và cáp EA402 đi kèm phải sử dụng phiên bản chống cháy nổ an toàn nội tại A2, phù hợp với các khu vực Vùng 0/1/2.
Phải tuân thủ nghiêm ngặt các điều kiện đặc biệt để sử dụng an toàn được quy định trong giấy chứng nhận chống cháy nổ tương ứng.
Phải ngắt nguồn điện trước khi thực hiện bất kỳ hoạt động nối dây hoặc bảo trì nào ở khu vực nguy hiểm.
Thành phần hệ thống và nguyên lý hoạt động
Thành phần hệ thống
Hệ thống đo IQS900 hoàn chỉnh bao gồm ba thành phần sau:
| Model thành phần |
(Phiên bản chống cháy nổ) |
Mô tả chức năng |
| Cảm biến |
TQ402-A2 hoặc TQ412-A2 |
Đầu dò dòng điện xoáy không tiếp xúc, phát hiện khoảng cách với mục tiêu kim loại. TQ402 là loại gắn tiêu chuẩn, TQ412 là loại gắn ngược (dành cho các ứng dụng bị giới hạn về không gian). |
| Cáp nối dài |
EA402-A2 |
Kết nối cảm biến với bộ điều hòa tín hiệu, mở rộng khoảng cách lắp đặt, có nhiều độ dài khác nhau (0,5 m ~ 10 m). |
| Điều hòa tín hiệu |
IQS900 A5-B12-C1-H10-I1 |
Cung cấp tín hiệu kích thích cho cảm biến, xử lý sự thay đổi trở kháng của cảm biến, tín hiệu dòng điện đầu ra tỷ lệ với khe hở (-15,5 mA ~ -20,5 mA). |
Nguyên tắc hoạt động
Kích thích: Bộ dao động tần số cao bên trong IQS900 tạo ra tín hiệu kích thích, dẫn động cuộn dây cảm biến qua cáp, tạo ra trường điện từ tần số cao xung quanh cuộn dây.
Cảm ứng: Khi một mục tiêu bằng kim loại (ví dụ: trục quay) tiếp cận đầu cảm biến, dòng điện xoáy sẽ được tạo ra trên bề mặt mục tiêu. Những dòng điện này phản ứng trở lại cuộn dây cảm biến, làm thay đổi trở kháng tương đương của nó.
Giải điều chế: Mạch điều chế/giải điều chế bên trong IQS900 phát hiện sự thay đổi trở kháng và chuyển đổi nó thành điện áp tuyến tính tỷ lệ với khe hở mục tiêu, sau đó được chuyển đổi thành tín hiệu dòng điện tiêu chuẩn thông qua mạch chuyển đổi điện áp thành dòng điện.
Đầu ra: Tín hiệu dòng điện đầu ra (-15,5 mA ~ -20,5 mA) được truyền qua các đầu vít đến hệ thống giám sát để hiển thị, cảnh báo hoặc hành động bảo vệ. Tín hiệu hiện tại này là hai dây, nguồn và tín hiệu chia sẻ một cặp dây.
Đường cong hiệu suất và dữ liệu đo lường
Đặc điểm đầu ra
Trong điều kiện thử nghiệm tiêu chuẩn (vật liệu mục tiêu: thép VCL 140, nhiệt độ: 23°C ± 5°C), các đặc tính đầu ra điển hình của IQS900 (B12) với TQ402 như sau:
| Khoảng cách (mm) |
Dòng điện đầu ra (mA) |
| 0.15 |
-15.5 |
| 0.50 |
-16.5 |
| 1.00 |
-17.9 |
| 1.50 |
-19.2 |
| 2.15 |
-20.5 |
Dòng điện đầu ra có mối quan hệ tuyến tính cao với khe hở, với độ dốc 2,5 μA/μm.
Lỗi tuyến tính
Trên toàn bộ phạm vi đo (0,15 ~ 2,15 mm), sai số tuyến tính điển hình là < ±50 μm (so với đường thẳng lý tưởng), với sai số tối đa < ±100 μm.
Nhiệt độ trôi
| Phạm vi nhiệt độ |
trôi tối đa |
| -40°C ~ +180°C |
< 5% toàn thang đo |
| +180°C ~ +220°C |
> 5% (tồn tại ngắn hạn) |
Đáp ứng tần số
Đáp ứng tần số phẳng lên tới 20 kHz (-3 dB), đáp ứng yêu cầu đo độ rung của hầu hết các máy quay.
Cài đặt và kết nối
Phương pháp lắp đặt (Cấu hình H10)
Gắn vít trực tiếp: Thông qua hai lỗ ren M4 ở phía dưới (khoảng cách 85 mm) trên tấm lắp hoặc bên trong tủ.
Gắn ray DIN: Vỏ H10 có thể được lắp sẵn hoặc tương thích với bộ chuyển đổi ray MA130 để lắp đặt nhanh trên ray tiêu chuẩn TH 35 (theo EN 50022 / IEC 60715).
Định nghĩa trình kết nối
| nhãn giao diện |
Loại |
Chức năng |
| CẢM BIẾN |
Ổ cắm đồng trục thu nhỏ |
Kết nối với cảm biến hoặc cáp mở rộng |
| NGUYÊN/COM |
Thiết bị đầu cuối 2 chân |
Tín hiệu đầu ra thô (-0,8 V ~ -8,8 V) |
| KIỂM TRA/COM |
Thiết bị đầu cuối 2 chân |
Kiểm tra tín hiệu đầu vào (để đưa tín hiệu bên ngoài) |
| O/P/COM |
Thiết bị đầu cuối 2 chân |
Tín hiệu dòng điện đầu ra đo (-15,5 mA ~ -20,5 mA) |
| -24V/COM |
Thiết bị đầu cuối 2 chân |
Đầu vào nguồn (-18 V ~ -30 VDC, dùng chung với đầu ra) |
Ghi chú lắp đặt chống cháy nổ
IQS900 phải được lắp đặt trong vỏ có mức bảo vệ IP54 ít nhất.
Vỏ bọc phải phù hợp với khu vực nguy hiểm có dấu hiệu thích hợp.
Tất cả các lối vào cáp phải sử dụng đệm cáp chống cháy nổ để đảm bảo bịt kín.
Các đầu nối đồng trục phải được siết chặt bằng tay cho đến khi khóa lại; không sử dụng các công cụ để thắt chặt quá mức.
Các khối đầu cuối có thể cắm được để thuận tiện cho việc nối dây trước, nhưng phải được vận hành khi đã ngắt nguồn.
Phụ kiện và tùy chọn
| Tên phụ kiện |
Model |
Mô tả |
Khả năng chống cháy nổ Tính phù hợp |
| Bộ chuyển đổi gắn đường ray DIN |
MA130 |
Để gắn IQS900 trên thanh ray TH 35 (nếu chưa được cài đặt sẵn trong H10) |
Tổng quan |
| Bao vây bảo vệ công nghiệp |
ABA17x |
Cung cấp mức bảo vệ IP54+, thích hợp cho việc lắp đặt tại hiện trường |
Có thể được sử dụng trong khu vực Ex |
| Bảo vệ kết nối |
IP172 |
Bảo vệ điểm kết nối cảm biến với cáp, chống dầu và nước |
Tổng quan |
| Hộp nối |
JB118 |
Để nối dây tập trung của bộ điều hòa tín hiệu đa kênh |
Phiên bản cũ tùy chọn |
| Ống dẫn mềm |
KS107 |
Cung cấp bảo vệ cơ học cho cáp cảm biến |
Tổng quan |
| Thông qua cáp |
SG1xx |
Để bịt kín và cố định cáp vào tủ |
Phiên bản cũ tùy chọn |
| Bộ chuyển đổi gắn đầu dò |
PA15x |
Để định vị cơ học của cảm biến TQ402/TQ412 |
Tổng quan |
| Cáp nối dài (Phiên bản Ex) |
EA402-xxx-A2 |
Chiều dài có sẵn: 0,5 m ~ 10,0 m, với độ an toàn nội tại A2 Ex |
Ví dụ |
| Cảm biến (Phiên bản cũ) |
TQ402-xxx-A2 / TQ412-xxx-A2 |
Phạm vi 2 mm, với độ an toàn nội tại A2 Ex |
Ví dụ |
Tổng chiều dài hệ thống và kết hợp cáp
Khi IQS900 được sử dụng với TQ402/TQ412 và EA402, Tổng chiều dài hệ thống (TSL) được hỗ trợ là 1 m, 5 m và 10 m. Bảng sau liệt kê các kết hợp cáp được đề xuất:
| Tổng chiều dài hệ thống Chiều dài |
cáp cảm biến Chiều dài |
cáp mở rộng |
Ghi chú |
| 1 mét |
1,0 m |
Không có |
Không có đầu nối, độ tin cậy cao nhất |
| 5 mét |
0,5m |
4,5 m |
|
| 5 mét |
1,0 m |
4,0 m |
|
| 5 mét |
1,5 m |
3,5 m |
|
| 5 mét |
2,0 m |
3,0 m |
|
| 5 mét |
5,0 m |
Không có |
Không có đầu nối |
| 10 m |
0,5m |
9,5 m |
|
| 10 m |
1,0 m |
9,0 m |
|
| 10 m |
1,5 m |
8,5 m |
|
| 10 m |
2,0 m |
8,0 m |
|
| 10 m |
5,0 m |
5,0 m |
|
| 10 m |
10,0 m |
Không có |
Không có đầu nối |
Cắt chiều dài cáp
Do đặc tính điện của cáp đồng trục, chiều dài cáp thực tế cần được cắt bớt điện để đảm bảo hiệu suất hệ thống và khả năng thay thế lẫn nhau:
| Tổng chiều dài hệ thống danh nghĩa |
Chiều dài thực tế tối thiểu |
| 1 mét |
0,9 m |
| 5 mét |
4,4 m |
| 10 m |
8,8 m |
Khi đặt hàng, chỉ định độ dài danh nghĩa yêu cầu; Meggitt sẽ thực hiện việc cắt điện bên trong.
Hệ thống giám sát tương thích
Tín hiệu đầu ra hiện tại từ IQS900 có thể được kết nối trực tiếp với các hệ thống giám sát sau (trong các ứng dụng Ex, phải được kết nối thông qua các rào cản an toàn hoặc bộ cách ly):
| dòng hệ thống |
Mô-đun/Thiết bị tương thích với |
Lưu ý |
| VM600 / VM600 Mk2 |
IOC4T, IOC16T, IMC4T, v.v. (loại đầu vào hiện tại) |
Yêu cầu các mô-đun đầu vào thích hợp |
| VibroSmart® |
VSM100, VSM101, v.v. (loại đầu vào hiện tại) |
Hệ thống giám sát phân tán |
| GS1127 |
Đơn vị cách ly điện |
Để cách ly khu vực an toàn |
| PLC/DCS của bên thứ ba |
Mô-đun đầu vào tương tự (4~20 mA) |
Phải đáp ứng trở kháng đầu vào ≤ 350 Ω và tuân thủ các yêu cầu về diện tích Ex |
Thông tin đặt hàng
| phần |
Mô hình thành |
Mô tả |
| Điều hòa tín hiệu |
IQS900 204-900-000-011 A5-B12-C1-H10-I1 |
Phạm vi 2 mm, đầu ra hiện tại, không có chẩn đoán, phiên bản Ex, vỏ H10, giao diện I1 |
| Cảm biến (Phiên bản cũ) |
TQ402-xxx-A2 hoặc TQ412-xxx-A2 |
Chọn chiều dài cáp tích hợp (ví dụ: 1,0 m, 5,0 m, 10,0 m), chọn kiểu lắp |
| Cáp nối dài (Phiên bản Ex) |
EA402-xxx-A2 |
Chọn chiều dài (ví dụ: 4,5 m, 5,0 m, 9,0 m, v.v.) |
| Bộ chuyển đổi gắn |
MA130 |
Tùy chọn nếu không được cài đặt sẵn trong H10 |
Lưu ý: 'xxx' trong số thứ tự cụ thể thể hiện chiều dài cáp. Vui lòng tham khảo Parker Meggitt hoặc nhà phân phối được ủy quyền để biết mã đặt hàng đầy đủ.
Ví dụ ứng dụng điển hình
Ví dụ 1: Giám sát độ rung của trục máy nén trong nhà máy lọc dầu (Truyền tải đường dài đầu ra hiện tại)
Tình huống: Máy nén tới hạn trong nhà máy lọc dầu được đặt ở khu vực nguy hiểm Vùng 2. Phòng giám sát cách hiện trường khoảng 500 m nên yêu cầu tín hiệu rung phải truyền đi khoảng cách xa đến phòng điều khiển PLC.
Giải pháp: Mỗi máy nén được trang bị cảm biến TQ402-A2, được kết nối qua cáp EA402-A2 với bộ điều hòa tín hiệu IQS900 A5-B12-C1-H10-I1 được lắp đặt trong vỏ trường chống cháy nổ. Bằng cách sử dụng đầu ra dòng điện 2 dây (-15,5 ~ -20,5 mA) để truyền trực tiếp các dây cáp dài, tín hiệu được kết nối với các mô-đun đầu vào tương tự PLC của phòng điều khiển.
Kết quả: Đạt được khả năng truyền dẫn đường dài có độ chính xác cao với khả năng chống nhiễu tín hiệu mạnh, cung cấp thành công các cảnh báo sớm cho nhiều lỗi có thể xảy ra.
Ví dụ 2: Giám sát khoảng cách của Turboexpander nền tảng ngoài khơi
Tình huống: Khe hở từ rô-to đến vỏ của thiết bị giãn nở tuabin trên giàn khí tự nhiên ngoài khơi là cực kỳ nhỏ, cần giám sát với độ chính xác cao và giàn này được phân loại là khu vực nguy hiểm.
Giải pháp: Cảm biến gắn ngược TQ412-A2 (tiết kiệm không gian) được sử dụng kết hợp với IQS900-A5 (đầu ra hiện tại B12) để kết nối tín hiệu khe hở với Hệ thống thiết bị an toàn (SIS) nền tảng để bảo vệ khóa liên động.
Kết quả: Đạt được phép đo khe hở ở độ phân giải 0,01 mm; đầu ra hiện tại tạo điều kiện giao tiếp với SIS, đảm bảo an toàn cho thiết bị.
Khuyến nghị về an toàn và bảo trì
Trước khi cài đặt:
Trong quá trình cài đặt:
Tuân thủ nghiêm ngặt các quy tắc lắp đặt chống cháy nổ, đảm bảo đúng mức bảo vệ vỏ bọc và phương pháp luồn cáp.
Dùng tay siết chặt các đầu nối đồng trục để khóa; không sử dụng công cụ.
Việc chèn/tháo khối đầu cuối chỉ nên được thực hiện khi đã ngắt nguồn.
Trong quá trình vận hành:
Thường xuyên kiểm tra độ kín của các vòng đệm vỏ và các đệm cáp.
Hệ thống giám sát cần ghi lại tín hiệu đầu ra IQS900; nếu phát hiện thấy sự bất thường (ví dụ: đầu ra nằm ngoài phạm vi bình thường), hãy kiểm tra ngay chuỗi đo.
BẢO TRÌ:
Trước khi bảo trì ở khu vực nguy hiểm, hãy xin giấy phép làm việc và ngắt điện.
Làm sạch bằng vải mềm khô; không sử dụng dung môi hữu cơ.
Khi thay thế các bộ phận, hãy sử dụng các mẫu giống hệt nhau và các phụ tùng có cấp độ chống cháy nổ.
Xử lý:
