Введение
На каждом промышленном предприятии есть мощные электродвигатели, насосы, компрессоры, турбины, дымососы и прочее оборудование, повреждение которого может привести к дорогостоящему ремонту или, что ещё хуже, к остановке технологического процесса. Для исключения аварийных ситуаций необходимо контролировать уровни вибрации данного оборудования и по возможности проводить вибродиагностику. И чем дороже оборудование или последствия его поломки, тем очевиднее, что контроль вибрации на таком оборудовании нужно проводить в реальном времени с реализацией функции защиты.
Компания «ПРОСОФТ-Системы» занимается разработкой и изготовлением стационарного оборудования контроля вибрации более 10 лет. Особое внимание при разработке аппаратуры уделяется таким факторам, как расширенная функциональность, высокая помехозащищённость и возможность эксплуатации в жёстких условиях. Результатом деятельности в этом направлении стала цифровая взрывозащищённая аппаратура контроля вибрации «ЦВА», состоящая из цифровых датчиков ИВД 2, ИВД 3 и контроллера.
Описание датчиков
Датчик ИВД 2 (рис. 1) предназначен для измерения зазора (осевого сдвига) между торцом чувствительной части датчика и поверхностью объекта, а также амплитуды относительного виброперемещения.
Датчик ИВД 3 (рис. 2) предназначен для измерения среднеквадратичного значения (СКЗ) виброскорости по одному или трём взаимно перпендикулярным направлениям.
Для использования в системах вибродиагностики датчик имеет возможность передачи массива значений, пропорциональных мгновенному значению виброускорения, для дальнейшего расчёта спектральных составляющих вибрации методом быстрого преобразования Фурье.
Основу датчиков составляет RISС-контроллер с необходимой периферией. Все преобразования входного сигнала осуществляются внутри датчиков, что позволяет, во-первых, значительно повысить помехозащищённость, во-вторых, увеличить точность измерения, и в-третьих, отказаться от дополнительных преобразователей – согласующих устройств.
Датчики ИВД могут устанавливаться во взрывоопасной зоне и имеют следующие эксплуатационные характеристики:
- уровень взрывозащиты – взрывонепроницаемая оболочка;
- степень защиты от проникновения посторонних тел IP67;
- температура окружающей среды –60…85°С;
- напряжение питания 10–24 В;
- интерфейс передачи информации RS-485, протокол Modbus RTU;
- программная калибровка и конфигурация параметров датчиков из программы ConfigIVD, поставляемой с датчиками.
Для оперативного подключения в существующие системы автоматизации датчики ИВД в дополнение к цифровому каналу имеют модификации с унифицированным аналоговым выходом 4–20 мА. Схемы подключения датчиков с цифровым и унифицированным аналоговым выходом представлены на рис. 3 и 4 соответственно.
Для обеспечения виброзащиты оборудования без подключения в систему автоматизации ИВД 2 и ИВД 3 имеют вариант исполнения датчиков-выключателей. В этом случае предупредительное и аварийное значения уровня вибрации записываются во внутреннюю память датчика при конфигурировании. При достижении соответствующего уровня датчик формирует дискретный сигнал типа «сухой» контакт. Схема подключения датчиков с дискретным выходом представлена на рис. 5.
Основные параметры датчиков представлены в таблице 1.
Автономная система контроля вибрации
Для создания локальных систем виброзащиты отдельных агрегатов или контроля вибрации компактно расположенной группы оборудования компания «ПРОСОФТ-Системы» предлагает комплект аппаратуры «ЦВА», включающий в себя контроллеры и необходимый набор датчиков.
Контроллер «ЦВА» (рис. 6) предназначен как для создания автономной системы контроля вибрации и защиты технологического оборудования, так и для включения в любую автоматизированную систему по кодовой линии связи или по физическим линиям.
Контроллер представляет собой кассету в металлическом корпусе, устанавливаемую в крейт 19" высотой 6U (U – единица измерения высоты в стандарте Евромеханика, 1U = 44,45 мм). В один крейт можно установить до 4 кассет.
К одному контроллеру может быть подключено суммарно до 13 датчиков ИВД 2 и ИВД 3 (при любом соотношении этих датчиков). Таким образом, при установке в крейт четырёх контроллеров можно осуществлять мониторинг вибрации и защиту оборудования по 52 точкам измерения. При необходимости количество крейтов может быть увеличено.
Стандартная конфигурация системы рассчитана на защиту одного насосного агрегата и подразумевает подключение к контроллеру до 12 одноосевых датчиков ИВД 3 (по 3 датчика на каждом подшипнике насоса и двигателя) и одного датчика осевого сдвига ИВД 2.
Программное обеспечение контроллера позволяет адаптировать систему для конкретной конфигурации и алгоритмов в соответствии с требованиями заказчика.
Функции контроллера:
- опрос датчиков ИВД по интерфейсу RS-485;
- питание датчиков искробезопасным напряжением 15 В постоянного тока с возможностью программного отключения питания;
- индикация величин измеряемых параметров по всем каналам (в виде числовых значений, графика или гистограммы) на цветном жидкокристаллическом сенсорном дисплее;
- задание уставок (предупредительного и аварийного значений) измеряемой величины по каждой точке;
- выбор режима работы защиты с возможностью автоматического изменения величин уставок и выдержки времени срабатывания защиты;
- приём до 8 дискретных сигналов (с программным назначением по каждому каналу);
- формирование до 16 дискретных сигналов типа «сухой» контакт при достижении заданных уставок и при диагностике неисправности (с программным назначением по каждому каналу);
- приём до 16 унифицированных токовых сигналов 4–20 мА;
- формирование до 13 унифицированных токовых сигналов 4–20 мА;
- связь с системой верхнего уровня по интерфейсу RS-485 и/или Ethernet;
- синхронизация времени с верхним уровнем;
- ведение журнала (архива) событий;
- установка (смена) сетевого адреса датчика и скорости обмена;
- формирование и изменение статусов датчиков, маскирование, сброс аварий;
- программная конфигурация системы с парольной защитой.
При создании автономной системы контроля вибрации для расширения функций человеко-машинного интерфейса может быть установлено АРМ оператора (рис. 7).
На нём посредством SCADA-системы отображаются мнемосхемы с технологическим оборудованием и выводом значений вибрации по каждой точке измерения. С АРМ оператора возможны изменение алгоритмов защит контроллеров, сброс аварии, просмотр журнала событий системы и трендов параметров по каждому каналу.
Специализированное программное обеспечение, установленное на АРМ оператора, позволяет без нарушения функций измерения и защиты считывать с каждого датчика ИВД 3 массив значений, пропорциональных мгновенному значению виброускорения, и производить расчёт спектра сигнала вибрации методом быстрого преобразования Фурье. ●
Авторы – сотрудники ООО «Прософт-Системы»
Телефон: (343) 35-65-111
E-mail: info@prosoftsystems.ru
Если вам понравился материал, кликните значок - вы поможете нам узнать, каким статьям и новостям следует отдавать предпочтение. Если вы хотите обсудить материал - не стесняйтесь оставлять свои комментарии : возможно, они будут полезны другим нашим читателям!
