Bently Nevada 3500 Series: Komplexný systém ochrany strojov pre kritické rotujúce zariadenia

Úvod

Rúry Systém na ochranu strojov Bently Nevada 3500 Series je navrhnutý na nepretržité dohľadovanie kritických prevádzkových parametrov. Platforma 3500 kombinuje ochranu strojov, zber stavových údajov, informácie o udalostiach a komunikáciu so závodnými systémami v rámci modulárnej stojanovej architektúry. Jej flexibilita umožňuje inžinierom nakonfigurovať monitorovacie riešenie podľa mechanického návrhu a profilu rizík každej strojovej jednotky. Systém je navrhnutý tak, aby vyhovoval požiadavkám API 670, a môže podporovať aj aplikácie vyžadujúce iné priemyselné schválenia, schválenia pre nebezpečné priestory, námorné schválenia alebo schválenia funkčnej bezpečnosti, ak je zvolená príslušná konfigurácia.

Modulárna architektúra a hlavné súčasti systému

Tipický systém 3500 sa zostavuje okolo 3500/05 System Rack. Rack poskytuje mechanické puzdro, spojenia cez zadnú dosku a pozície modulov potrebné na zostavenie monitorovacej konfigurácie špecifické pre danú aplikáciu. Plnohodnotné, miniatúrne, panelové a stenové usporiadania racku umožňujú prispôsobiť platformu rôznym rozmiestneniam v rozvádzačoch a inštalačným prostrediam.

Zdroj napätia 3500/15 sa inštaluje do určenej pozície v racku a premieňa prichádzajúce napätie z výrobného závodu na regulované napätia používané monitorovacími modulmi. Rack môže byť vybavený primárnym aj záložným zdrojom napätia. Záložnosť zvyšuje dostupnosť systému, pretože každý zo zdrojov môže nezávisle napájať rack v prípade prerušenia druhého zdroja alebo jeho vstupného napájacieho zdroja.

Komunikačné a funkcie na úrovni racku sa zvyčajne riadia prostredníctvom rozhrania pre prechodné dáta 3500/22M , alebo TDI. Tento modul spája ochranný rám s kompatibilným nastavením a softvérom na monitorovanie stavu. Kombinuje funkcie rozhrania rámca s možnosťou dynamického zberu dát, čo umožňuje prenášať informácie o strojoch na ďalšiu analýzu. Dôležité je, že TDI nie je súčasťou kritickej ochrannej cesty; preto problém s komunikáciou nebráni monitorovacím modulom v plnení ich primárnych ochranných funkcií.

Rám môže pojmúť viaceré špecializované monitorovacie moduly. Monitor 3500/42M Proximitor/Seismic spracováva signály spojené s radiálnym vibráciou, axiálnou polohou, diferenciálnym rozšírením a seizmickou vibráciou. Tachometrický modul 3500/50M prijíma vstupy od blízkostných sond alebo magnetických snímačov na meranie rýchlosti hriadeľa, zrýchlenia rotora alebo smeru otáčania. Monitorovanie teploty je možné vykonať pomocou modulov 3500/60 alebo 3500/61, ktoré prijímajú vstupy od termočlánkov a odporových teplomerov.

Iné moduly rozširujú systém o ďalšie premenné stroja. Napríklad monitor polohy 3500/45 môže dozerať na polohu tlačnej sily, polohu ventilu, rozšírenie skrinky a rozdielne rozšírenie. Monitor procesných premenných 3500/62 spracováva signály reprezentujúce tlak, prietok, teplotu a úroveň. Reléové moduly poskytujú programovateľné výstupné kontakty, ktoré je možné pripojiť k signalizačným zariadeniam, riadiacim obvodom alebo logike vypnutia stroja.

Táto modulárna štruktúra bráni používateľom v nákupе pevného balíka obsahujúceho nepotrebné funkcie. Inžinieri môžu pre každý projekt vybrať požadované typy kanálov, I/O moduly, reléovú logiku, komunikačné rozhrania a usporiadanie napájania.

Sledovanie v reálnom čase, spracovanie alarmov a ochrana strojov

Primárne účelom 3500 Series znamená identifikovať mechanické alebo procesné podmienky, ktoré by mohli ohroziť celistvosť stroja. Polní snímače premenia fyzikálne správanie na elektrické signály. Každý monitor upravuje prichádzajúce signály a vypočíta nakonfigurované meracie parametre. Výsledné hodnoty sa neustále porovnávajú s používateľom programovateľnými nastaveniami varovania a nebezpečenstva. Stav varovania zvyčajne označuje, že stroj vyžaduje vyšetrenie, zatiaľ čo stav nebezpečenstva predstavuje vážnejší stav, ktorý môže spustiť ochranné opatrenia. Časové oneskorenia a logické hlasovacie usporiadania možno nakonfigurovať tak, aby sa znížila pravdepodobnosť rušivých poplakov spôsobených krátkymi poruchami signálu.

Monitorovanie radiálnej vibrácie pomáha odhaliť nerovnováhu rotora, nesúhlas osí, zakrivenie hriadeľa, nestabilitu spôsobenú tekutinou, mechanické uvoľnenie a degradáciu ložísk. Merania axiálnej polohy odhaľujú zmeny polohy rotora vzhľadom na tlakové ložisko. Nadmerný axiálny pohyb môže naznačovať opotrebovanie tlakového ložiska, nezvyčajné technologické zaťaženie alebo vnútorný mechanický kontakt. Monitorovanie rozdielnej expanzie vyhodnocuje relatívny tepelný rast medzi rotorom a strojovým puzdrom, čo je obzvlášť dôležité počas štartu a zastavenia turbíny.

Merania rýchlosti a fázového referenčného signálu pridávajú ďalšiu diagnostickú dimenziu. Informácie o otáčkovej rýchlosti podporujú povedomie o prekročení maximálnej povolenej rýchlosti, detekciu nulovej rýchlosti a monitorovanie zrýchlenia. Referenčný signál Keyphasor poskytuje časové informácie raz za jeden otočný cyklus, čo umožňuje korelovať vibráciu s uhlovou polohou hriadeľa. Tento vzťah je užitočný pri vyhodnocovaní fázového uhla, orbitálnych grafov, pohybu strednice hriadeľa a správania sa počas štartu alebo zastavenia.

Rúry monitorovanie zariadenie rack tiež vykonáva funkcie samokontroly. LED indikátory na prednej strane poskytujú lokálne indikácie stavu modulu, komunikačnej aktivity, stavu obchádzania a poplakového stavu. Výstupy s medzipamäťou umožňujú technikom pristupovať k signálom snímačov pomocou prenosných diagnostických prístrojov bez rušenia trvalého zapojenia. Kombináciou nepretržitého merania a deterministického spracovania poplakov systém vykonáva dve doplnkové úlohy.

Priemyselná integrácia, spoľahlivosť a výhody počas celého životného cyklu

Zariadenia na ochranu strojov musia fungovať ako súčasť väčšej infraštruktúry závodu. Séria 3500 dokáže vymieňať merané hodnoty, stav alarmov a informácie o stave rámu so systémami distribuovanej regulácie, dozornými platformami a inými automatizačnými sieťami. 3500/92 Komunikačná brána podporuje komunikáciu cez Ethernet a sériové rozhrania, vrátane Modbus a Modbus TCP, pre integráciu so systémami na úrovni závodu.

Táto pripojiteľnosť poskytuje operátorom komplexný prehľad o stave strojov spolu s procesnými premennými. Napríklad zvyšujúca sa vibrácia kompresora sa môže vyhodnotiť spoločne so sacím tlakom, výstupným tlakom, zaťažením a prevádzkovou rýchlosťou. Korelácia mechanických a procesných informácií zvyšuje účinnosť odstraňovania porúch a zníži riziko odstraňovania príznakov bez identifikácie ich prevádzkových príčin.

Dynamické údaje zozbierané prostredníctvom TDI sa môžu tiež prenášať do kompatibilného softvéru na monitorovanie stavu. Analytici môžu preskúmavať vlnové formy, spektrá, trendy, obežné dráhy a prechodné grafy, aby určili, ako sa správanie stroja mení v čase a v závislosti od prevádzkového stavu. To je obzvlášť užitočné počas štartu, vypínania, prechodu medzi záťažami alebo porúch v procese, keď samotné ustálené hodnoty nemusia vysvetliť príčinu problému.

Spoľahlivosť sa posilňuje prostredníctvom redundantných možností napájania, nezávislého vykonávania monitorov, konfigurovateľnej reléovej logiky a oddelenia ochranného okruhu od funkcií vyššej úrovne komunikácie. Pre projekty v nebezpečných priestoroch sa môžu používať schválené usporiadania vstupov/výstupov a vnútorné bariéry tam, kde je to vyžadované. Vnútorné bariéry poskytujú intrinzicky bezpečné rozhrania pre kompatibilné systémy snímačov bez potreby samostatných vonkajších bariérnych panelov.

Záver

Rúry Bently Nevada 3500 séria je konfigurovateľná architektúra mechanického ochranného systému, ktorého modulárny dizajn umožňuje monitorovanie vibrácií, polohy, rýchlosti, teploty, tlaku, prietoku a iných kritických mechanických premenných v koordinovanom systéme pre montáž do rámov. Pre závody prevádzkujúce turbíny, kompresory, čerpadlá, generátory a iné vysoce hodnotené rotujúce zariadenia platforma 3500 zvyšuje mechanickú ochranu, zlepšuje viditeľnosť porúch, podporuje údržbu na základe stavu zariadenia a zníži prevádzkové straty spôsobené neočakávanými poruchami.