Bently Nevada 3500 -sarja: integroitu koneistonsuojelujärjestelmä kriittisille pyöriville laitteille

Johdanto

Tämä Bently Nevada 3500 -sarjan koneistojen suojaratkaisu on suunniteltu jatkuvasti valvomaan kriittisiä käyttöparametrejä. 3500 -alusta yhdistää koneistojen suojauksen, kunnon tietojen keruuun, tapahtumatiedot ja tehdasjärjestelmän viestintämodulaariseen rakennearkkitehtuuriin. Sen joustavuus mahdollistaa insinöörien suunnitella seurantaratkaisun jokaisen konejärjestelmän mekaanisen suunnittelun ja riskiprofiilin mukaan. Järjestelmä on suunniteltu täyttämään API 670 -vaatimukset ja se voi tukea myös muita sovelluksia, jotka vaativat teollisia, vaarallisilla alueilla käytettäviä, merenkulku- tai toiminnallisen turvallisuuden hyväksyntöjä, kun valitaan sopiva konfiguraatio.

Modulaarinen arkkitehtuuri ja pääkomponentit

Tyypillinen 3500-järjestelmä rakennetaan ympärille 3500/05 -järjestelmää Rakko. Rakko tarjoaa mekaanisen koteloinnin, taustapaneelin liitännät ja moduulien sijoituskohdat, joiden avulla voidaan rakentaa sovelluskohtainen seurantarakennelma. Täysikokoiset, pienet, paneeliin kiinnitettävät ja seinäkiinnityksellä varustetut rakot mahdollistavat alustan sopeuttamisen erilaisiin kaapin asetteluihin ja asennusympäristöihin.

3500/15 -virtalähde asennetaan määritettyyn rakon paikkaan ja muuntaa tehdasverkosta tulevan virran säännellyiksi jännitteiksi, joita seurantamoduulit käyttävät. Rakkoa voidaan varustaa sekä pää- että varavirtalähteellä. Varamoottorin käyttö parantaa järjestelmän saatavuutta, koska jompikumpi virtalähteistä voi yksin huoltaa rakkoa, jos toinen virtalähde tai sen syöttölähteet katkeavat.

Viestintä- ja rakotasoiset toiminnot hallitaan yleensä 3500/22M -transienttidatatulolla , tai TDI. Tämä moduuli yhdistää suojarungon yhteensopivien konfiguraatio- ja tilanvalvontasoftwaren kanssa. Se yhdistää rakennerajapinnan toiminnallisuuden dynaamisen tiedonkeruukyvyn kanssa, mikä mahdollistaa koneistotiedon siirtämisen lisäanalyysiin. Tärkeää on, että TDI ei kuulu kriittiseen suojapolkuun; siksi viestintäongelma ei estä valvontamoduuleja suorittamasta niiden ensisijaisia suojaustehtäviä.

Runko voi sisältää useita erikoistuneita valvontamoduuleja. 3500/42M Proximitor/Seisminen valvontamoduuli käsittelee signaaleja, jotka liittyvät säteittäiseen värähtelyyn, aksiaaliseen sijaintiin, differentiaali-laajenemiseen ja seismiseen värähtelyyn. 3500/50M tachometrimoduuli vastaanottaa syötteitä läheisyysanturilta tai magneettisilta antureilta, jotta voidaan mitata akselin nopeutta, rotaattorin kiihtyvyyttä tai pyörimissuuntaa. Lämpötilan valvonta voidaan suorittaa 3500/60- tai 3500/61-moduuleilla, jotka vastaanottavat termopari- ja vastuslämpötilantunnistimen syötteitä.

Muut moduulit laajentavat järjestelmää lisäkoneen muuttujiin. Esimerkiksi 3500/45 Asemaseurantamoduuli voi valvoa työntöasemaa, venttiiliasemaa, kotelon laajenemista ja erollaista laajenemista. 3500/62 Prosessimuuttujaseurantamoduuli käsittelee signaaleja, jotka edustavat painetta, virtausta, lämpötilaa ja nestetason korkeutta. Relaumoduulit tarjoavat ohjelmoitavia tulostusyhteyksiä, jotka voidaan liittää ilmoituslaitteisiin, ohjauspiireihin tai koneen turvakytkintälogiikkaan.

Tämä modulaarinen rakenne estää käyttäjät ostamasta kiinteää pakettia, joka sisältää tarpeeton toimintoja. Insinöörit voivat valita vaaditut kanavatyypit, I/O-moduulit, relaalogiikan, viestintäliittymät ja virtajärjestelyn jokaiselle projektille.

Todellisen ajan seuranta, hälytyksen käsittely ja koneiden suojaus

Ensisijainen tarkoitus 3500-sarja tarkoituksena on tunnistaa mekaanisia tai prosessiin liittyviä olosuhteita, jotka voivat vaarantaa koneen toimintakyvyn. Kenttäanturit muuntavat fyysisen käyttäytymisen sähköisiksi signaaleiksi. Jokainen seurantalaite käsittelää saamiaan signaaleja ja laskee määritellyt mittausparametrit. Tuloksena saatavia arvoja verrataan jatkuvasti käyttäjän ohjelmoimiin varoitustason ja vaaran tason asettamiin arvoihin. Varoitustaso ilmaisee yleensä, että konetta tulee tutkia, kun taas vaaran taso edustaa vakavampaa tilaa, joka voi aiheuttaa suojaustoimenpiteitä. Aikaviiveitä ja loogisia äänestysjärjestelyjä voidaan määrittää vähentääkseen turhien hälytysten mahdollisuutta lyhyiden signaalihäiriöiden vuoksi.

Säteittäisen värähtelyn seuranta auttaa havaitsemaan roottorin epätasapainon, akselin vinouman, akselin taipuman, nesteen aiheuttaman epävakauden, mekaanisen löysännyksen ja laakerien kulumisen. Aksiaaliset sijaintimitatukset paljastavat muutoksia roottorin sijainnissa suhteessa työntölaakeriin. Liiallinen aksiaalinen liike voi viitata työntölaakerin kulumaan, poikkeavaan prosessikuormitukseen tai sisäiseen mekaaniseen kosketukseen. Erotteluun perustuva laajenemisen seuranta arvioi roottorin ja koneen kotelon välisen suhteellisen lämpölaajenemisen, mikä on erityisen tärkeää turbiinin käynnistyksen ja pysäytysten aikana.

Nopeus- ja vaiheviitteiden mittaukset lisäävät toista diagnostista ulottuvuutta. Pyörivän nopeuden tiedot tukevat ylinopeustietoisuutta, nollanopeuden tunnistamista ja kiihtyvyysseurantaa. Keyphasor-viite tarjoaa kerran kierroksessa tapahtuvan aikatiedon, joka mahdollistaa värähtelydatan korrelaation akselin kulma-aseman kanssa. Tämä suhde on arvokas, kun analyytikot arvioivat vaihekulmaa, kiertoratoja, akselin keskilinjan liikettä sekä käynnistys- ja pysähtymiskäyttäytymistä.

Tämä seuranta laite suorittaa myös itsediagnostiikkafunktioita. Etupaneelin LED-valot antavat paikallisesti tietoa moduulin tilasta, viestintäaktiivisuudesta, ohitus tilasta ja hälytyksen tilasta. Puskuroidut tulostulot mahdollistavat teknikoiden pääsyn anturisignaaleihin kannettavilla diagnostiikkalaitteilla ilman pysyvien johtojen häiritsemistä. Jatkuvan mittauksen ja deterministisen hälytyskäsittelyn yhdistäminen mahdollistaa järjestelmän suorittavan kahta täydentävää tehtävää.

Teollinen integraatio, luotettavuus ja elinkaaren edut

Koneiden suojalaitteiden on toimittava osana laajempaa teollisuuslaitoksen infrastruktuuria. 3500-sarjan laitteet voivat vaihtaa mittaustuloksia, hälytystiloja ja rakin tilatietoja jakotukkujärjestelmien, valvontajärjestelmien ja muiden automaatioverkkojen kanssa. 3500/92 Communication Gateway tukee Ethernet- ja sarjamittaisia tiedonsiirtoja, mukaan lukien Modbus ja Modbus TCP, mikä mahdollistaa integroinnin teollisuuslaitoksen tason järjestelmiin.

Tämä yhteys antaa käyttäjille yhtenäisen kuvan koneiden kunnostasta prosessimuuttujien rinnalla. Esimerkiksi kompressorin värähtelyn kasvu voidaan arvioida yhdessä imupaineen, poistopaineen, kuorman ja käyttönopeuden kanssa. Mekaanisten ja prosessitietojen yhdistäminen tekee vianetsinnästä tehokkaampaa ja vähentää riskiä siitä, että korjataan oireita ilman sen toiminnallisen syyn tunnistamista.

Dynaamisia tietoja, joita kerätään TDI:n avulla, voidaan myös siirtää yhteensopivaan kunnonseurantaohjelmistoon. Analyytikot voivat tarkastella aaltomuotoja, spektriä, trendejä, kiertoratoja ja transienttikuvia, jotta he voivat määrittää, miten koneen käyttäytyminen muuttuu ajan ja toimintatilan mukana. Tämä on erityisen hyödyllistä käynnistyksen, pysäytysprosessin, kuorman vaihtojen tai prosessihäiriöiden aikana, kun pelkät tasapainotilanteen arvot eivät välttämättä selitä ongelman syytä.

Luotettavuutta parannetaan turvavirtavaihtoehtojen, riippumattoman seurantatoiminnon suorituksen, määriteltävän relelogiikan sekä suojauspolun ja korkeamman tason viestintätoimintojen erottamisen avulla. Vaarallisilla alueilla toteutettavissa hankkeissa voidaan käyttää hyväksyttyjä I/O-järjestelyjä ja tarvittaessa sisäisiä esteitä. Sisäiset esteet tarjoavat intrinsisesti turvallisia liitännöitä yhteensopiville anturijärjestelmille ilman erillisiä ulkoisia estepaneelien tarvetta.

Johtopäätös

Tämä Bently Nevada 3500 -sarja on konfiguroitava mekaanisen suojauksen arkkitehtuuri, jonka modulaarinen rakenne mahdollistaa värähtelyn, sijainnin, nopeuden, lämpötilan, paineen, virtauksen ja muiden kriittisten mekaanisten muuttujien seurannan koordinoitussa rakennejärjestelmässä. Teollisuuslaitoksille, jotka käyttävät turbiineja, puristimia, pumppuja, generaattoreita ja muita korkean arvon pyörivää laitteistoa, 3500-alusta parantaa mekaanista suojaa, lisää vikojen näkyvyyttä, tukee kunnon perusteella suoritettavaa huoltoa ja vähentää toimintahäviöitä odottamattomien vikojen aiheuttamasta.