Введение
На любом промышленном предприятии имеются мощные электродвигатели, насосы, компрессоры, турбины и прочее оборудование с вращающимися частями, повреждение которого может привести к серьёзным финансовым потерям или, ещё хуже, к человеческим жертвам. Для того чтобы этого избежать, необходимо производить виброконтроль подобного оборудования. Зачастую он осуществляется с функцией защиты, что позволяет вовремя остановить систему в случае её поломки для минимизации последствий. Для высокоточных и дорогостоящих систем, где цена поломки или её последствий слишком высока, применяются системы вибромониторинга, которые на основе предиктивной аналитики, заложенной в довольно сложный алгоритм, могут заблаговременно известить о предстоящей поломке. Это позволяет вовремя обслужить или заменить проблемный узел без каких-либо негативных последствий.
Одним из вариантов решения задач виброконтроля и вибромониторинга являются линейка датчиков вибрации серии ИВД и специально разработанный для них контроллер «ЦВА» (цифровая взрывозащищенная аппаратура) производства компании «Прософт-Системы», о которых и пойдёт речь в статье.
ИВД-2
Датчик ИВД-2 (рис. 1) предназначен для измерения зазора (осевого сдвига) между торцом чувствительной части датчика и поверхностью объекта (вала ротора). Обмен данными осуществляется по интерфейсу RS-485 (протокол Modbus RTU). В зависимости от модификации датчик может воспроизводить унифицированный токовый сигнал 4–20 мА, пропорциональный осевому сдвигу.
В датчике осуществляется сравнение величины измеряемого параметра с предельными значениями (уставками), хранящимися в энергонезависимой памяти датчика. В зависимости от этого происходит формирование статусов («предупреждение» и «авария») и формирование дискретных сигналов на внешние устройства при превышении измеряемым параметром величины заданных уставок (датчик-реле). Возможно дистанционное конфигурирование параметров: сетевого адреса, скорости обмена, величин предупредительной и аварийной уставок и калибровки измеренного канала.
Технические характеристики датчика вибрации ИВД-2 приведены в табл. 1.
Варианты исполнения датчика вибрации ИВД-2:
- ИВД-2Ц – цифровой выход;
- ИВД-2Т – цифровой выход, токовый выход 4–20 мА, пропорциональный осевому сдвигу;
- ИВД-2В – цифровой выход, дискретные выходные сигналы.
Кодировка модификаций датчика ИВД-2 представлена на рис. 2.
Схемы подключения датчиков ИВД-2 в зависимости от модификации показаны на рис. 3.
ИВД-3
Датчик ИВД-3 (рис. 4) предназначен для измерения среднеквадратичного значения (СКЗ) виброскорости/мгновенного значения виброускорения по одному или трём взаимно перпендикулярным направлениям. Возможно разложение сигнала по частотным составляющим методом быстрого преобразования Фурье (для модификаций с одной чувствительной осью). Происходит воспроизведение унифицированного токового сигнала 4–20 мА, пропорционального СКЗ виброскорости. Как и у датчиков ИВД-2, обмен данными осуществляется по интерфейсу RS-485 (протокол Modbus RTU), возможно дистанционное конфигурирование параметров, также возможна работа с дискретными сигналами на внешние устройства по заданным уставкам.
Технические характеристики датчика вибрации ИВД-3 приведены в табл. 2.
Варианты исполнения датчика вибрации ИВД-3:
- ИВД-3Ц – цифровой выход по СКЗ виброскорости;
- ИВД-3Т420 – цифровой и токовый (4–20 мА) выход по СКЗ виброскорости;
- ИВД-3В – цифровой выход по виброскорости и дискретные выходные сигналы;
- ИВД-3Т – цифровой выход по СКЗ виброскорости, токовый выход по мгновенному значению виброускорения.
Кодировка модификаций датчика ИВД-3 представлена на рис. 5.
Схемы подключения датчиков ИВД-3 в зависимости от модификации представлены на рис. 6.
ИВД-4
Датчик ИВД-4 (рис. 7) предназначен для измерения СКЗ виброскорости /мгновенного значения виброускорения по одному пространственному направлению.
В остальном возможности данного датчика схожи с таковыми у ИВД-2 и ИВД-3:
- разложение сигнала по частотным составляющим методом быстрого преобразования Фурье;
- обмен данными по интерфейсу RS-485 (протокол Modbus RTU);
- воспроизведение унифицированного токового сигнала 4–20 мА, пропорционального СКЗ виброскорости;
- воспроизведение токового сигнала 0–20 мА, пропорционального мгновенному значению виброускорения;
- дистанционное конфигурирование параметров: сетевого адреса, скорости обмена и калибровки измеренного канала.
Технические характеристики датчика вибрации ИВД-4 приведены в табл. 3.
Варианты исполнения датчика вибрации ИВД-4:
- ИВД-4 с цифровым выходом по СКЗ виброскорости;
- ИВД-4-У с цифровым выходом по СКЗ виброскорости и токовым выходом по виброускорению;
- ИВД-4-С с цифровым выходом по СКЗ виброскорости и токовым выходом по СКЗ виброскорости;
- кабель-удлинитель ИВД-4-X;
- кабель-удлинитель ИВД-4-У-X;
- кабель-удлинитель ИВД-4-С-X.
Кодировка модификаций датчика ИВД-4 представлена на рис. 8.
Схемы подключения датчиков ИВД-4 в зависимости от модификации представлены на рис. 9.
Контроллер «ЦВА»
Контроллер «ЦВА» (цифровая виброзащищённая аппаратура контроля вибрации, рис. 10) применяется для создания автономной системы виброзащиты и виброконтроля оборудования электрических станций, нефтеперекачивающих и газокомпрессорных станций и других промышленных объектов, а также для включения в любую АСУ ТП по интерфейсам Ether-net и/или RS-485.
Контроллер предназначен для опроса датчиков, обмена с АСУ ТП, ввода/формирования дискретных/аналоговых сигналов.
Основные функции контроллера «ЦВА»:
- одновременный опрос датчиков ИВД-2, ИВД-3 и ИВД-4 – суммарно до 13 датчиков;
- питание датчиков ИВД искробезопасным напряжением 15 В постоянного тока;
- индикация измеряемых величин датчиков по всем каналам (в виде численных значений, графика или гистограммы);
- автоматический поиск устройств, подключённых к контроллеру по цифровой линии, с автоматическим заданием Modbus-адресов и скорости обмена с привязкой места установки датчика;
- задание уставок (предупредительных и аварийных порогов) измеряемой величины;
- выбор режима работы защиты с автоматическим изменением величин уставок;
- приём сигналов (дискретных и/или по коду) от АСУ ТП (для выбора режима работы защиты);
- формирование статусов датчиков;
- формирование дискретных сигналов типа «сухой» контакт при достижении заданных уставок (до 16 дискретных сигналов с программным назначением по каждому каналу);
- связь с системой верхнего уровня по интерфейсу RS-485 и/или Ethernet;
- синхронизация по времени с верхним уровнем;
- ведение журнала событий (архив событий);
- установка (смена) сетевого адреса датчика и скорости обмена;
- изменение статусов датчиков, маскирование, сброс аварий.
Реализованные проекты
Наибольшая доля внедрений систем виброконтроля и вибромониторинга с использованием датчиков серии ИВД приходится на нефтегазовую отрасль. Далее приведён перечень реализаций на объектах ПАО «Газпром» и АО «Транснефть»:
- ЗАО «Газпром инвест Юг» – Астраханский ГПЗ;
- ЗАО «Пургаз» – ДКС Губкинского ГП;
- ЗАО «Ямалгазинвест» – СОГ Песцовой площади Уренгойского НГКМ (ЯНАО);
- ОАО «Белтрансгаз» – КС Слонимская, КС Минская;
- ООО «Газпром добыча Астрахань» – Астраханский ГПЗ;
- ООО «Газпром трансгаз Сургут» – КС Пуртазовская;
- ООО «Газпром трансгаз Томск» – ДКС Мыльджинского ГП: 1-я, 2-я очередь;
- ООО «Транснефть-Урал» – Челябинское НУ, Черкасское НУ, Курганское НУ;
- ООО «Транснефть-Прикамье» – Пермское РНУ;
- ООО «Транснефть-Западная Сибирь» – Красноярское РНУ.
Также есть объекты внедрений и в других отраслях:
- АО «Шадринский автоагрегаторный завод»;
- ЗАО «УРАЛ-ОМЕГА»;
- ЗАО «Химмаш-Сервис»;
- ООО «Авиаагрегат-Н»;
- ООО «НПО Привод»;
- ООО «Серебрянский цементный завод»;
- ОАО «Борхиммаш».
Заключение
В заключение хотелось бы отметить, что все модели датчиков ИВД, как и контроллер «ЦВА», предназначены для работы в системах вибрационного контроля и защиты оборудования электрических станций, нефтеперекачивающих и газокомпрессорных станций и других промышленных объектов.
Датчики могут быть установлены во взрывоопасных зонах помещений и наружных установок, в которых возможно образование парогазовоздушных смесей категорий IIА, IIВ, IIС групп Т1 Т5, что подтверждается соответствующими сертификатами и заключениями.
Также они имеют свидетельства об утверждении типа средств измерений и при необходимости могут поставляться с метрологической поверкой аккредитованной лабораторией. ●
Автор – сотрудник
фирмы ПРОСОФТ
Телефон: (495) 234-0636
E-mail: info@prosoft.ru
