Начинается...

Цифровая взрывозащищенная аппаратура контроля вибрации ЦВА

Цифровая взрывозащищенная аппаратура контроля вибрации ЦВА

А. И. ЕЛОВ – заместитель генерального директора ООО «Прософт-Системы»
Д. С. БАБУШКИН – руководитель группы отдела систем регулирования ООО «Прософт-Системы»

На каждом крупном промышленном предприятии есть мощные электродвигатели, насосы, компрессоры, турбины, дымососы и прочее оборудование, повреждение которого может привести к дорогостоящему ремонту или, что еще хуже, 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 производить 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 повышенная функциональность, высокая помехозащищенность и жесткие условия эксплуатации. Результатом деятельности в этом направлении стала цифровая взрывозащищенная аппаратура контроля вибрации ЦВА, состоящая из цифровых датчиков ИВД 2 и 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.

Цифровой датчик измерения осевого сдвига ИВД 2

Рис. 1. Цифровой датчик измерения осевого сдвига ИВД 2

Датчик ИВД 3 (рис. 2) предназначен для измерения среднеквадратичного значения (СКЗ) виброскорости по одному или трем взаимоперпендикулярным направлениям. Для использования в системах вибродиагностики датчик имеет возможность передачи массива значений, пропорциональных мгновенному значению виброускорения, для дальнейшего расчета спектральных составляющих вибрации методом быстрого преобразования Фурье.

Цифровой датчик абсолютной вибрации ИВД 3

Рис. 2. Цифровой датчик абсолютной вибрации ИВД 3

Основу датчиков составляет RISС-контроллер с необходимой периферией. Все преобразования входного сигнала осуществляются внутри датчиков, что позволяет, во-первых, значительно повысить помехозащищенность, 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 от –60°C до +85°C;
  • напряжение питания 10–24В;
  • передача информации по интерфейсу RS-485, протокол Modbus RTU;
  • программная калибровка и конфигурация параметров датчика из программы ConfigIVD, поставляемой с датчиками.

Для оперативного подключения в существующие системы автоматизации датчики ИВД в дополнение к цифровому каналу имеют модификации с унифицированным выходом 4–20 мА. Схемы подключения датчиков с цифровым и унифицированным выходом представлены на рис. 3 и 4 соответственно.

Схема подключения ИВД 2 и ИВД 3 с цифровым выходом

Рис. 3. Схема подключения ИВД 2 и ИВД 3 с цифровым выходом

Схема подключения датчиков с унифицированным аналоговым выходом

Рис. 4. Схема подключения датчиков с унифицированным аналоговым выходом

Для обеспечения виброзащиты оборудования без подключения в систему автоматизации датчики 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 достижении соответствующего уровня датчик формирует дискретный сигнал типа «сухой контакт». Схема подключения датчиков с дискретным выходом представлена на рис. 5.

Схема подключения датчиков с дискретным выходом

Рис. 5. Схема подключения датчиков с дискретным выходом
Таблица 1. Основные параметры датчиков ИВД 2 и ИВД 3

Автономная система контроля вибрации

Для создания локальных систем виброзащиты отдельных агрегатов или контроля вибрации компактно расположенной группы оборудования существует комплект аппаратуры ЦВА, включающий в себя контроллеры и необходимый набор датчиков.

Контроллер ЦВА (рис. 6) предназначен для создания как автономной системы контроля вибрации и защиты технологического оборудования, так и для включения в любую автоматизированную систему по кодовой линии связи или по физическим линиям.

Крейт с контроллерами ЦВА

Рис. 6. Крейт с контроллерами ЦВА

Контроллер представляет собой кассету в металлическом корпусе, устанавливаемую в крейт 19 дюймов, высотой 6U (U – единица измерения высоты в стандарте Евромеханика, 1 U = 44,45 мм). В один крейт может быть установлено 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 четырех 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 выдержек времени срабатывания защиты;
  • прием 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);
  • прием 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 установлен АРМ оператора (рис. 7). На АРМ оператора посредством SCADA-системы отображаются мнемосхемы с технологическим оборудованием и выводом значений вибрации по каждой точке измерения.

Шкаф системы контроля вибрации на основе аппаратуры ЦВА с АРМ оператора

Рис. 7. Шкаф системы контроля вибрации на основе аппаратуры ЦВА с АРМ оператора

С АРМ оператора возможно изменение режимов работы 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 расчет спектра сигнала вибрации методом быстрого преобразования Фурье.

Скачать статью в формате pdf →

620102, Екатеринбург,
ул. Волгоградская, д. 194А
☎ +7 (343) 356-51-11
info@prosoftsystems.ru
www.prosoftsystems.ru


Читайте также: