Σειρά Bently Nevada 3500: Ένα ολοκληρωμένο σύστημα προστασίας μηχανημάτων για κρίσιμο περιστρεφόμενο εξοπλισμό

Εισαγωγή

Ο Σύστημα προστασίας μηχανημάτων Bently Nevada σειράς 3500 σχεδιάστηκε για να επιτηρεί συνεχώς κρίσιμες λειτουργικές παραμέτρους. Η πλατφόρμα 3500 συνδυάζει προστασία μηχανημάτων, συλλογή δεδομένων κατάστασης, πληροφορίες για γεγονότα και επικοινωνία με το σύστημα εργοστασίου μέσα σε μια επεκτάσιμη ράφα αρχιτεκτονική. Η ευελιξία της επιτρέπει στους μηχανικούς να ρυθμίσουν μια λύση παρακολούθησης σύμφωνα με το μηχανικό σχέδιο και το προφίλ κινδύνου κάθε μηχανικής σειράς. Το σύστημα σχεδιάστηκε για να συμμορφώνεται με τις απαιτήσεις API 670 και μπορεί επίσης να υποστηρίζει εφαρμογές που απαιτούν άλλες βιομηχανικές, εκρηκτικών περιοχών, ναυτιλιακές ή λειτουργικές προδιαγραφές ασφαλείας, όταν επιλεγεί η κατάλληλη διαμόρφωση.

Επεκτάσιμη Αρχιτεκτονική και Κύρια Συστατικά Του Συστήματος

Ένα τυπικό σύστημα 3500 συναρμολογείται γύρω από το 3500/05 Σύστημα Κατάστρωμα. Το κατάστρωμα παρέχει τη μηχανική θήκη, τις συνδέσεις πίσω πλάκας και τις θέσεις μονάδων που απαιτούνται για τη δημιουργία μιας εφαρμογο-ειδικής διαμόρφωσης παρακολούθησης. Οι διατάξεις πλήρους μεγέθους, μινι-καταστρώματος, προσαρμογής σε πίνακα και προσαρμογής σε διαχωριστικό τοίχο επιτρέπουν την προσαρμογή της πλατφόρμας σε διαφορετικές διατάξεις πίνακα και περιβάλλοντα εγκατάστασης.

Η τροφοδοτική μονάδα 3500/15 εγκαθίσταται στην καθορισμένη θέση του καταστρώματος και μετατρέπει την εισερχόμενη ηλεκτρική ενέργεια του εργοστασίου σε ρυθμιζόμενες τάσεις που χρησιμοποιούνται από τις μονάδες παρακολούθησης. Ένα κατάστρωμα μπορεί να εξοπλιστεί με πρωτεύουσες και αντιγραφικές τροφοδοτικές μονάδες. Η αντιγραφικότητα βελτιώνει τη διαθεσιμότητα του συστήματος, καθώς οποιαδήποτε από τις δύο μονάδες μπορεί να τροφοδοτήσει ανεξάρτητα το κατάστρωμα εάν η άλλη μονάδα ή η πηγή εισόδου της διακοπεί.

Οι λειτουργίες επικοινωνίας και επιπέδου καταστρώματος διαχειρίζονται συνήθως από το 3500/22M Transient Data Interface , ή TDI. Αυτό το μονάδα συνδέει τον προστατευτικό καβαλέτο με συμβατό λογισμικό διαμόρφωσης και παρακολούθησης συνθηκών. Συνδυάζει λειτουργίες διεπαφής καβαλέτου με δυνατότητα δυναμικής συλλογής δεδομένων, επιτρέποντας τη μεταφορά πληροφοριών μηχανημάτων για περαιτέρω ανάλυση. Σημαντικό είναι ότι η TDI δεν αποτελεί μέρος της κρίσιμης διαδρομής προστασίας· συνεπώς, ένα πρόβλημα επικοινωνίας δεν εμποδίζει τις μονάδες παρακολούθησης να εκτελούν τις κύριες λειτουργίες προστασίας τους.

Το καβαλέτο μπορεί να φιλοξενήσει πολλαπλές ειδικές μονάδες παρακολούθησης. Η μονάδα 3500/42M Proximitor/Seismic Monitor επεξεργάζεται σήματα που σχετίζονται με ακτινική ταλάντωση, αξονική θέση, διαφορική διαστολή και σεισμική ταλάντωση. Η μονάδα ταχύμετρου 3500/50M δέχεται εισόδους από προσεγγιστικούς αισθητήρες ή μαγνητικούς ανιχνευτές για τη μέτρηση της ταχύτητας του άξονα, της επιτάχυνσης του δρομέα ή της κατεύθυνσης περιστροφής. Η παρακολούθηση της θερμοκρασίας μπορεί να πραγματοποιηθεί με τις μονάδες 3500/60 ή 3500/61, οι οποίες δέχονται εισόδους από θερμοζεύγη και ανιχνευτές θερμοκρασίας αντίστασης.

Άλλα μόντουλ επεκτείνουν το σύστημα σε επιπλέον μηχανικές μεταβλητές. Για παράδειγμα, ο 3500/45 Position Monitor μπορεί να επιτηρεί τη θέση του άξονα ώθησης, τη θέση της βαλβίδας, τη διαστολή του κελύφους και τη διαφορική διαστολή. Ο 3500/62 Process Variable Monitor επεξεργάζεται σήματα που αντιπροσωπεύουν πίεση, ροή, θερμοκρασία και στάθμη. Τα μόντουλ ρελέ παρέχουν προγραμματιζόμενες εξόδους επαφών που μπορούν να συνδεθούν με συστήματα ειδοποίησης, κυκλώματα ελέγχου ή λογική διακοπής λειτουργίας της μηχανής.

Αυτή η μοντουλαρική δομή εμποδίζει τους χρήστες από την αγορά προκαθορισμένου πακέτου που περιλαμβάνει περιττές λειτουργίες. Οι μηχανικοί μπορούν να επιλέξουν τους απαιτούμενους τύπους καναλιών, μόντουλ εισόδου/εξόδου, λογική ρελέ, διεπαφές επικοινωνίας και διάταξη τροφοδοσίας για κάθε έργο.

Παρακολούθηση σε πραγματικό χρόνο, επεξεργασία συναγερμών και προστασία μηχανημάτων

Το κύριο σκοπός του σειρά 3500 στόχος είναι ο εντοπισμός μηχανικών ή διαδικαστικών συνθηκών που θα μπορούσαν να απειλήσουν την ακεραιότητα της μηχανής. Οι μετατροπείς πεδίου μετατρέπουν τη φυσική συμπεριφορά σε ηλεκτρικά σήματα. Κάθε μονάδα παρακολούθησης επεξεργάζεται τα εισερχόμενα σήματά της και υπολογίζει τις προγραμματιζόμενες παραμέτρους μέτρησης. Οι προκύπτουσες τιμές συγκρίνονται συνεχώς με τις προγραμματιζόμενες από το χρήστη καταστάσεις «Alert» και «Danger». Μία κατάσταση «Alert» συνήθως υποδηλώνει ότι η μηχανή απαιτεί έρευνα, ενώ μία κατάσταση «Danger» αντιπροσωπεύει μία πιο σοβαρή κατάσταση που ενδέχεται να ενεργοποιήσει προστατευτική δράση. Μπορούν να ρυθμιστούν χρονικές καθυστερήσεις και λογικές διαδικασίες ψηφοφορίας για να μειωθεί η πιθανότητα παραπλανητικών συναγερμών που οφείλονται σε σύντομες διαταραχές των σημάτων.

Η παρακολούθηση της ακτινικής ταλάντωσης βοηθά στην ανίχνευση ανισορροπίας του δρομέα, εκτός στοίχεισης, κάμψης του άξονα, αστάθειας που προκαλείται από ρευστά, μηχανικής χαλαρότητας και φθοράς των κατεδάφους. Οι μετρήσεις της αξονικής θέσης αποκαλύπτουν αλλαγές στη θέση του δρομέα σε σχέση με την αξονική κατεδαφή. Υπερβολική αξονική κίνηση μπορεί να υποδηλώνει φθορά της αξονικής κατεδαφής, ανώμαλη επιβάρυνση διαδικασίας ή εσωτερική μηχανική επαφή. Η παρακολούθηση της διαφορικής διαστολής αξιολογεί τη σχετική θερμική διαστολή μεταξύ δρομέα και περιβλήματος της μηχανής, γεγονός ιδιαίτερα σημαντικό κατά την εκκίνηση και τον απενεργοποιητή των τουρμπινών.

Οι μετρήσεις ταχύτητας και φάσης προσθέτουν μία επιπλέον διαγνωστική διάσταση. Οι πληροφορίες για την περιστροφική ταχύτητα υποστηρίζουν την επίγνωση υπερταχύτητας, την ανίχνευση μηδενικής ταχύτητας και την παρακολούθηση της επιτάχυνσης. Ένα σήμα Keyphasor παρέχει χρονικές πληροφορίες ανά περιστροφή, επιτρέποντας τη συσχέτιση των δεδομένων ταλάντωσης με τη γωνιακή θέση του άξονα. Αυτή η σχέση είναι χρήσιμη όταν οι αναλυτές αξιολογούν τη γωνία φάσης, τα διαγράμματα τροχιάς, την κίνηση της μεσαίας γραμμής του άξονα και τη συμπεριφορά κατά την εκκίνηση ή την απόσβεση.

Ο παρακολούθηση το rack εκτελεί επίσης λειτουργίες αυτοελέγχου. Τα LED του μπροστινού πάνελ παρέχουν τοπικές ενδείξεις για την κατάσταση του module, τη δραστηριότητα επικοινωνίας, την κατάσταση παράκαμψης και την κατάσταση συναγερμού. Οι ενισχυμένες έξοδοι επιτρέπουν στους τεχνικούς να προσπεράσουν τα σήματα των μετατροπέων με φορητά διαγνωστικά όργανα, χωρίς να διαταράξουν τη μόνιμη καλωδίωση. Συνδυάζοντας συνεχή μέτρηση με προσδιοριστική επεξεργασία συναγερμών, το σύστημα εκτελεί δύο συμπληρωματικές εργασίες.

Βιομηχανική ολοκλήρωση, αξιοπιστία και πλεονεκτήματα κύκλου ζωής

Οι συσκευές προστασίας μηχανημάτων πρέπει να λειτουργούν ως μέρος μιας ευρύτερης υποδομής εγκατάστασης. Η σειρά 3500 μπορεί να ανταλλάσσει τιμές μετρήσεων, καταστάσεις συναγερμού και πληροφορίες κατάστασης του ράκους με κατανεμημένα συστήματα ελέγχου, επιβλεπτικές πλατφόρμες και άλλα δίκτυα αυτοματισμού. Το 3500/92 Communication Gateway υποστηρίζει επικοινωνία μέσω Ethernet και σειριακής σύνδεσης, συμπεριλαμβανομένων των Modbus και Modbus TCP, για ενσωμάτωση με συστήματα επιπέδου εγκατάστασης.

Αυτή η σύνδεση παρέχει στους χειριστές μια ενοποιημένη εικόνα της κατάστασης των μηχανημάτων μαζί με τις μεταβλητές διαδικασίας. Για παράδειγμα, η αύξηση της δόνησης ενός συμπιεστή μπορεί να αξιολογηθεί μαζί με την πίεση αναρρόφησης, την πίεση εκτόνωσης, το φορτίο και την ταχύτητα λειτουργίας. Η συσχέτιση μηχανικών και διαδικασιακών πληροφοριών καθιστά τη διάγνωση προβλημάτων πιο αποτελεσματική και μειώνει την πιθανότητα αντιμετώπισης ενός συμπτώματος χωρίς να εντοπιστεί η πραγματική αιτία λειτουργίας.

Τα δυναμικά δεδομένα που συλλέγονται μέσω του TDI μπορούν επίσης να μεταφερθούν σε λογισμικό παρακολούθησης κατάστασης που είναι συμβατό. Οι αναλυτές μπορούν να εξετάζουν κυματομορφές, φάσματα, τάσεις, τροχιές και διαγράμματα μεταβατικών φαινομένων για να προσδιορίσουν πώς μεταβάλλεται η συμπεριφορά της μηχανής με το χρόνο και την κατάσταση λειτουργίας. Αυτό είναι ιδιαίτερα χρήσιμο κατά την εκκίνηση, την απενεργοποίηση, τις μεταβάσεις φορτίου ή τις διαταραχές της διαδικασίας, όπου οι τιμές σε σταθερή κατάσταση μόνες τους ενδέχεται να μην εξηγούν την προέλευση ενός προβλήματος.

Η αξιοπιστία ενισχύεται μέσω πολλαπλών επιλογών τροφοδοσίας, ανεξάρτητης εκτέλεσης του μονιτορ, ρυθμιζόμενης λογικής ρελέ και διαχωρισμού μεταξύ της διαδρομής προστασίας και των λειτουργιών επικοινωνίας υψηλότερου επιπέδου. Σε έργα που αφορούν επικίνδυνες περιοχές, μπορούν να χρησιμοποιηθούν εγκεκριμένες διατάξεις εισόδου/εξόδου και εσωτερικά φράγματα, όπου απαιτείται. Τα εσωτερικά φράγματα παρέχουν ενδογενώς ασφαλείς διεπαφές για συμβατά συστήματα μετατροπέων χωρίς την ανάγκη χωριστών εξωτερικών πινάκων φραγμάτων.

Συμπέρασμα

Ο Bently nevada 3500 series είναι μια ρυθμιζόμενη αρχιτεκτονική μηχανικής προστασίας, η οποία, χάρη στον τροποποιήσιμο σχεδιασμό της, επιτρέπει την παρακολούθηση δονήσεων, θέσης, ταχύτητας, θερμοκρασίας, πίεσης, ροής και άλλων κρίσιμων μηχανικών μεταβλητών σε ένα συντονισμένο σύστημα ράφιων. Για εγκαταστάσεις που λειτουργούν τουρμπίνες, συμπιεστές, αντλίες, γεννήτριες και άλλον εξοπλισμό περιστροφής υψηλής αξίας, η πλατφόρμα 3500 ενισχύει τη μηχανική προστασία, βελτιώνει την ορατότητα των βλαβών, υποστηρίζει τη συντήρηση βασισμένη στην κατάσταση και μειώνει τις λειτουργικές απώλειες από απρόβλεπτες αστοχίες.