Bently Nevada 3500 Series: Hệ thống bảo vệ máy móc tích hợp dành cho thiết bị quay quan trọng

Giới thiệu

Các Hệ thống bảo vệ máy móc Bently Nevada dòng 3500 được thiết kế để giám sát liên tục các thông số vận hành quan trọng. Nền tảng 3500 kết hợp chức năng bảo vệ máy móc, thu thập dữ liệu tình trạng, thông tin sự kiện và giao tiếp với hệ thống nhà máy trong một kiến trúc giá đỡ mô-đun. Tính linh hoạt của nó cho phép kỹ sư cấu hình giải pháp giám sát phù hợp với thiết kế cơ khí và hồ sơ rủi ro của từng dây chuyền máy. Hệ thống được thiết kế để đáp ứng các yêu cầu API 670 và cũng có thể hỗ trợ các ứng dụng đòi hỏi các chứng nhận công nghiệp khác, chứng nhận khu vực nguy hiểm, chứng nhận hàng hải hoặc chứng nhận an toàn chức năng khi chọn cấu hình thích hợp.

Kiến trúc mô-đun và các thành phần hệ thống chính

Một hệ thống 3500 được lắp ráp xung quanh hệ thống 3500/05 Giá đỡ. Giá đỡ cung cấp vỏ bọc cơ học, kết nối backplane và vị trí module cần thiết để xây dựng cấu hình giám sát chuyên dụng cho ứng dụng. Các bố trí kích thước đầy đủ, mini-rack, lắp trên bảng điều khiển và lắp trên vách ngăn cho phép nền tảng thích ứng với các bố cục tủ và môi trường lắp đặt khác nhau.

Nguồn điện 3500/15 được lắp vào vị trí giá đỡ chỉ định và chuyển đổi nguồn điện nhà máy đầu vào thành các điện áp ổn định được sử dụng bởi các module giám sát. Một giá đỡ có thể được trang bị nguồn điện chính và nguồn dự phòng. Tính dự phòng nâng cao khả năng sẵn sàng của hệ thống vì bất kỳ nguồn nào cũng có thể độc lập cung cấp điện cho toàn bộ giá đỡ nếu nguồn kia hoặc nguồn đầu vào của nó bị gián đoạn.

Các chức năng giao tiếp và cấp độ giá đỡ thường được quản lý bởi giao diện Dữ liệu Nhất thời 3500/22M , hoặc TDI. Mô-đun này kết nối giá đỡ bảo vệ với phần mềm cấu hình và giám sát điều kiện tương thích. Nó kết hợp các chức năng giao diện giá đỡ với khả năng thu thập dữ liệu động, cho phép thông tin về máy móc được truyền đi để phân tích thêm. Quan trọng là TDI không nằm trong đường dẫn bảo vệ quan trọng; do đó, sự cố truyền thông sẽ không ngăn các mô-đun giám sát thực hiện các chức năng bảo vệ chính của chúng.

Giá đỡ có thể chứa nhiều mô-đun giám sát chuyên dụng. Mô-đun Giám sát Proximitor/Động đất 3500/42M xử lý tín hiệu liên quan đến rung động hướng kính, vị trí trục dọc, giãn nở chênh lệch và rung động địa chấn. Mô-đun Đồng hồ đo tốc độ 3500/50M nhận tín hiệu đầu vào từ cảm biến gần hoặc đầu dò từ tính để đo tốc độ trục, gia tốc rô-to hoặc chiều quay. Việc giám sát nhiệt độ có thể được thực hiện bằng các mô-đun 3500/60 hoặc 3500/61, vốn chấp nhận tín hiệu đầu vào từ cặp nhiệt điện và bộ phát hiện nhiệt độ điện trở.

Các mô-đun khác mở rộng hệ thống sang các biến máy bổ sung. Ví dụ, Bộ giám sát vị trí 3500/45 có thể giám sát vị trí lực đẩy, vị trí van, độ giãn nở vỏ máy và độ giãn nở chênh lệch. Bộ giám sát biến quy trình 3500/62 xử lý các tín hiệu biểu thị áp suất, lưu lượng, nhiệt độ và mức chất lỏng. Các mô-đun rơ-le cung cấp các tiếp điểm đầu ra lập trình được, có thể kết nối với thiết bị báo hiệu, mạch điều khiển hoặc logic ngắt máy.

Cấu trúc mô-đun này ngăn người dùng phải mua một gói cố định bao gồm các chức năng không cần thiết. Kỹ sư có thể lựa chọn các loại kênh yêu cầu, mô-đun vào/ra, logic rơ-le, giao diện truyền thông và bố trí nguồn điện cho từng dự án.

Giám sát thời gian thực, xử lý cảnh báo và bảo vệ máy móc

Mục đích chính của dòng 3500 là xác định các điều kiện cơ học hoặc quy trình có thể đe dọa độ toàn vẹn của máy. Cảm biến trường chuyển đổi hành vi vật lý thành tín hiệu điện. Mỗi bộ giám sát xử lý tín hiệu đầu vào và tính toán các thông số đo lường được cấu hình. Các giá trị kết quả được so sánh liên tục với ngưỡng Cảnh báo và Nguy hiểm do người dùng lập trình. Tình trạng Cảnh báo thường cho thấy máy cần được kiểm tra, trong khi tình trạng Nguy hiểm biểu thị trạng thái nghiêm trọng hơn có thể kích hoạt hành động bảo vệ. Có thể cấu hình độ trễ thời gian và các sơ đồ bỏ phiếu logic nhằm giảm khả năng phát sinh cảnh báo sai do nhiễu tín hiệu ngắn.

Giám sát độ rung hướng kính giúp phát hiện sự mất cân bằng của rô-to, lệch trục, cong trục, mất ổn định do dòng chất lỏng gây ra, lỏng lẻo cơ học và suy giảm ổ bi. Đo vị trí dọc trục cho biết những thay đổi về vị trí của rô-to so với ổ chặn dọc trục. Chuyển động dọc trục quá mức có thể cho thấy ổ chặn dọc trục bị mài mòn, tải quy trình bất thường hoặc tiếp xúc cơ học bên trong. Giám sát giãn nở chênh lệch đánh giá sự giãn nở nhiệt tương đối giữa rô-to và vỏ máy, điều này đặc biệt quan trọng trong quá trình khởi động và dừng tua-bin.

Các phép đo tốc độ và tham chiếu pha bổ sung thêm một chiều chẩn đoán khác. Thông tin tốc độ quay hỗ trợ nhận thức về tình trạng quá tốc, phát hiện tốc độ bằng không và giám sát gia tốc. Một tín hiệu tham chiếu Keyphasor cung cấp thông tin thời gian một lần mỗi vòng quay, cho phép dữ liệu rung được liên hệ với vị trí góc trục. Mối quan hệ này rất hữu ích khi các chuyên gia phân tích góc pha, biểu đồ quỹ đạo, chuyển động đường tâm trục cũng như hành vi khởi động hoặc dừng dần.

Các giám sát bộ rack cũng thực hiện các chức năng tự kiểm tra. Đèn LED trên bảng điều khiển phía trước cung cấp chỉ báo cục bộ về trạng thái mô-đun, hoạt động truyền thông, trạng thái bỏ qua (bypass) và trạng thái cảnh báo. Đầu ra đệm cho phép kỹ thuật viên truy cập tín hiệu cảm biến bằng các thiết bị chẩn đoán cầm tay mà không làm gián đoạn hệ thống dây dẫn cố định. Bằng cách kết hợp đo lường liên tục với xử lý cảnh báo xác định, hệ thống thực hiện hai nhiệm vụ bổ trợ lẫn nhau.

Tích hợp công nghiệp, độ tin cậy và lợi ích suốt vòng đời

Thiết bị bảo vệ máy móc phải hoạt động như một phần của cơ sở hạ tầng nhà máy lớn hơn. Dòng 3500 có thể trao đổi giá trị đo lường, trạng thái cảnh báo và thông tin trạng thái tủ rack với các hệ thống điều khiển phân tán, nền tảng giám sát và các mạng tự động hóa khác. cổng giao tiếp 3500/92 hỗ trợ giao tiếp Ethernet và nối tiếp, bao gồm Modbus và Modbus TCP, nhằm tích hợp với các hệ thống cấp nhà máy.

Khả năng kết nối này giúp người vận hành có cái nhìn tổng hợp về tình trạng máy móc cùng với các biến quy trình. Ví dụ, rung động tăng lên của máy nén có thể được đánh giá đồng thời với áp suất hút, áp suất xả, tải và tốc độ vận hành. Việc liên hệ thông tin cơ khí và thông tin quy trình giúp việc chẩn đoán sự cố hiệu quả hơn và giảm khả năng xử lý triệu chứng mà không xác định được nguyên nhân vận hành thực sự.

Dữ liệu động được thu thập thông qua TDI cũng có thể được chuyển đến phần mềm giám sát tình trạng tương thích. Các chuyên gia phân tích có thể xem xét dạng sóng, phổ, xu hướng, quỹ đạo và biểu đồ quá độ để xác định cách hành vi của máy thay đổi theo thời gian và trạng thái vận hành. Phương pháp này đặc biệt hữu ích trong các giai đoạn khởi động, dừng máy, chuyển đổi tải hoặc khi xảy ra nhiễu quy trình, khi các giá trị trạng thái ổn định đơn thuần có thể không giải thích được nguyên nhân gây ra sự cố.

Độ tin cậy được tăng cường nhờ các tùy chọn nguồn điện dự phòng, việc thực thi độc lập của bộ giám sát, logic rơ-le cấu hình được và sự tách biệt giữa đường dẫn bảo vệ với các chức năng truyền thông cấp cao hơn. Các dự án khu vực nguy hiểm có thể sử dụng các bố trí I/O đã được phê duyệt và các rào cản nội bộ khi cần thiết. Các rào cản nội bộ cung cấp giao diện an toàn về mặt bản chất cho các hệ thống cảm biến tương thích mà không cần bảng rào cản bên ngoài riêng biệt.

Kết luận

Các Dòng Bently Nevada 3500 là một kiến trúc bảo vệ cơ học có thể cấu hình, với thiết kế mô-đun cho phép giám sát độ rung, vị trí, tốc độ, nhiệt độ, áp suất, lưu lượng và các biến số cơ học quan trọng khác trong một hệ thống giá đỡ phối hợp. Đối với các nhà máy vận hành tuabin, máy nén, bơm, máy phát điện và các thiết bị quay có giá trị cao khác, nền tảng 3500 nâng cao khả năng bảo vệ cơ học, cải thiện khả năng nhận diện sự cố, hỗ trợ bảo trì dựa trên điều kiện và giảm tổn thất vận hành do các sự cố bất ngờ.