Цифровая взрывозащищённая аппаратура контроля вибрации «ЦВА»

В статье представлена цифровая взрывозащищённая аппаратура контроля вибрации «ЦВА» производства ООО «ПРОСОФТ-Системы». Аппаратура предназначена для контроля вибрации и виброзащиты оборудования, установленного во взрывоопасных зонах.

Елов Алексей, Бабушкин Денис

105
В ЗАКЛАДКИ

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




ПОДПИСАТЬСЯ НА НОВОСТИ

Будьте всегда в курсе самых свежих новостей
и узнавайте первыми о содержании нового номера

Подписка на новости

РЕКОМЕНДУЕМ