Назначение
Системы мониторинга машинного оборудования 3540 «COMPASS» (далее системы) предназначены для измерений в непрерывном и мультиплексном режимах виброускорения, виброскорости и виброперемещения, а также технологических параметров машин. Системы позволяют проводить детальный анализ и диагностику состояния машин и механизмов ответственных деталей оборудования при различных режимах их функционирования (запуск, остановка, рабочий режим при различных нагрузках).
Описание
Действие системы основано на измерении и обработке электрических сигналов, поступающих от первичных преобразователей.
Система имеет модульную конструкцию, интегрированную в единый комплекс. Основой системы является монитор механических колебаний 2520, включающий измерительные модули различного назначения (3010, 3011, 3012, 3013, 3014, 3021, 3024, 3031), обеспечивающие измерения параметров вибрации, а также числа оборотов и фазы. Монитор 2520 соединяется с центральной рабочей станцией по внутренней сети и дополнительными терминалами при помощи интерфейса.
В мониторе механических колебаний 2520 размещены следующие модули:
а) измерительные модули, осуществляющие прием и аналого-цифровое преобразование сигналов первичных измерительных преобразователей (пьезоэлектрических акселерометров, вихретоковых преобразователей, датчиков технологических параметров с выходом по напряжению), обработку в соответствии с заданием, сравнение с уставками;
б) вычислительные модули, осуществляющие дополнительную обработку результатов измерений для получения спектральных характеристик контролируемых процессов;
в) вспомогательные модули: генератор напряжения различной формы для питания монитора, модуль энергонезависимой памяти, интерфейсный модуль, модуль управления работой монитора VM 2520.
Метрологические свойства системы определяются метрологическими характеристиками измерительных модулей, входящих в состав монитора механических колебаний 2520: 3010, 3011, 3012, 3013, 3014, 3021, 3024, 3031, которые предназначены для измерения вибрации (ускорение, скорость, перемещение), а также числа оборотов. Кроме того, модули имеют свободные электрические входы, на которые можно подавать сигналы от датчиков технологических параметров: давления, температуры и т.д. Монитор 2520 рассчитан на установку максимально до 14 измерительных модулей перечисленных типов и 5 служебных модулей: анализатора, энергонезависимой памяти, модуля управления, интерфейсного модуля и модуля питания.
Модуль мультиплексора сигналов переменного/постоянного тока 3010 используется для проведения мониторинга сигналов, поступающих от акселерометров и датчиков перемещения (проксиметров). Модуль имеет восемь входных каналов, любые два из которых могут быть одновременно подключены к модулю анализатора сигналов 3155. Модуль сигналов постоянного тока 3011 предназначен для мониторинга сигналов, поступающих от датчиков перемещения и датчиков технологических параметров (например, температуры, давления). Модуль имеет четыре аналоговых входа и позволяет программировать коэффициент преобразования датчиков, первоначальный зазор и диапазоны датчиков перемещения, а также другие характеристики, необходимые для совместимости модуля с используемыми датчиками.
Модуль сигналов переменного/постоянного тока 3012 предназначен для мониторинга сигналов, поступающих от акселерометров, датчиков перемещения и других датчиков переменных процессов. Модуль применяется для мониторинга параметров высокочастотной и
низкочастотной вибрации в одной или двух плоскостях, вибрации вала относительно корпуса и его осевого положения. Выходной сигнал от модуля 3012 через модуль анализатора поступает в систему периодического предупредительного мониторинга и/или в систему усовершенствованного анализа и диагностики. Модуль имеет два независимых входа для сигналов переменного и постоянного тока. Модуль позволяет программировать коэффициент преобразования датчиков, первоначальный зазор и диапазоны датчиков перемещения, а также другие параметры, необходимые для совместимости модуля с используемыми датчиками. Модуль снабжен фильтрами нижних частот с частотой среза от 1 Гц до 10 кГц, фильтрами верхних частот с частотой среза 1 Гц, 3 Гц и 10 Гц, полосовыми фильтрами с частотами среза от 1 Гц до 10 кГц. Модуль производит измерения векторных значений и пикового значения орбиты вала. Модуль предоставляет возможность выбора характеристик вибрационного движения (ускорения, скорости и перемещения) для каждого входа, а также выбора типа детектора для какого-либо параметра входного сигнала (СКЗ, пик, размах, пик-фактор).
Модуль тахометрических сигналов 3013 предназначен для измерения числа оборотов по сигналам тахометрических датчиков. Вход рассчитан на импульсные и пропорциональные току и напряжению сигналы.
Модуль входов/выходов цифровых сигналов 3014 предназначен для мониторинга логических сигналов и активирования удаленного устройства аварийной сигнализации или отключения контролируемого оборудования.
Модуль мультиплексора сигналов с токовым питанием датчиков 3021 имеет характеристики, аналогичные модулю 3010, и отличается от него наличием входного разъема для подключения акселерометров типа DeltaTron.
Модуль мультиплексора сигналов с запускающего устройства 3024 применяется совместно с модулем анализатора сигналов для мониторинга тахометрических сигналов и/или запуска других режимов измерений. Модуль снабжен источником тока, обеспечивающим питание восьми датчиков перемещений. До восьми тахометрических каналов и/или каналов запускающего устройства могут быть подключены к модулю анализатора сигналов.
Шестиканальный модуль мониторинга сигналов переменного/постоянного тока 3031 имеет характеристики, аналогичные модулю 3012, но в отличие от модуля 3012 имеет шесть входных каналов.
Модуль анализатора сигналов 3155 является вычислительным модулем и позволяет вычислять спектры входных сигналов на основе быстрого преобразования Фурье, проводить фильтрацию, усреднение, вычислять вероятностные характеристики, выполнять порядковый анализ.
Модуль анализатора сигналов 3155 работает совместно с модулями 3010, 3012, 3014, 3021, 3024, 3031.
После обработки результаты измерений поступают от мониторов механических колебаний 2520 через модуль интерфейса 7519 в рабочую станцию (сервер), где реализованы алгоритмы прогнозирования состояния машин и оборудования, предсказания и выявления дефектов, хранения данных, слежения за трендами изменения параметров вибрационных процессов, общего управления и контроля работы системы в целом.
Внешний вид системы приведен на рисунке 1. Внешний вид монитора механических колебаний 2520 приведен на рисунке 2. Структурная схема системы 3540 «COMPASS» приведен на рисунке 3.
Рисунок 1 Внешний вид системы
Рисунок 2 Внешний вид монитора механических колебаний 2520
Рисунок 3 Структурная схема системы 3540 «COMPASS»
Программное обеспечение (ПО) служит для обработки, визуализации и архивации той информации, которая поступает от измерительных каналов. ПО представляет собой сервисное (фирменное) программное обеспечение, которое поставляется совместно с аппаратурой.
| Наименование программного обеспечения | Идентификационное наименование программного обеспечения | Номер версии (идентификационный номер) программного обеспечения | Цифровой идентификатор программного обеспечения (контрольная сумма исполняемого кода) | Алгоритм вычисления цифрового идентификатора программного обеспечения |
| COMPASS 7615 | PI-Mbus-300 | CI 2.8.2. SM 6.9.3. | 19bd96d2 | CRC-16 |
Защита программы от преднамеренного воздействия обеспечивается тем, что пользо-
ватель не имеет возможности изменять команды программы, обеспечивающие управление работой анализатора и процессом измерений.
Защита программы от непреднамеренных воздействий обеспечивается функциями резервного копирования.
Защита программного обеспечения от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует уровню «С» по МИ 3286-2010.
Технические характеристики
| Модули 3010, 3012 Диапазон входного напряжения, В Диапазоны частот входного сигнала при коэффициенте ослабления синфазного сигнала, Гц: | от минус 20 до 9 |
| не менее 50 дБ не менее 30 дБ Максимальное значение измеряемой характеристики при коэффициенте уси- | от 0 до 10 000 от 10 000 до 100 000 |
| ления 0 дБ и коэффициенте преобразования виброизмерительного канала 10 мВ/м •с-2 : при измерении виброускорения (пик), м/с2 при измерении виброскорости (пик), м/с при измерении виброперемещения (пик), мм Максимальное значение измеряемой характеристики при коэффициенте усиления 0 дБ и коэффициенте преобразования преобразователя перемещений 8 мВ/м: | 1000 10 1000 |
| при измерении относительного перемещения (пик-пик), мм при измерении осевого перемещения, мм Расширенная неопределенность измеренной характеристики (прямые выходы) при коэффициенте охвата к=2 и доверительной вероятности 0,95, % (дБ) Модуль 3011 Диапазон входного постоянного напряжения, В Диапазон входного постоянного тока, мА Расширенная неопределенность измеренной характеристики (прямые выходы) при коэффициенте охвата к=2 и доверительной вероятности 0,95, % Модуль 3013 Диапазон входного напряжения, В импульсный вход вход по постоянному напряжению Диапазон входного постоянного тока, мА Диапазон частот, Гц Диапазон измеряемого числа оборотов, об/мин Расширенная неопределенность при измерении числа оборотов при коэффициенте охвата к=2 и доверительной вероятности 0,95 (прямые выходы), дБ | 2,5 2,5 ± 5 (±0,5) от минус 26 до 11 ± 20 ± 5 от минус 18 до 8 от 0 до 5 от 0 до 20 от 0 до 10 000 от 0,02 до 150 000 ± 0,3 |
| Лист № 5 всего листов 6 |
| Модуль 3021 Диапазон входного напряжения, В Диапазон частот, Гц Диапазоны частот входного сигнала при коэффициенте ослабления синфазного сигнала, Гц: | от минус 9 до 22,5 от 0 до 100 000 |
| не менее 50 дБ не менее 30 дБ Расширенная неопределенность измеренной характеристики при коэффициен те охвата к=2 и доверительной вероятности 0,95 (прямые выходы), % Модуль 3024 Диапазон входного напряжения, В Диапазоны частот входного сигнала при коэффициенте ослабления синфазного сигнала, Гц: | от 0 до 10 000 от 0 до 100 000 ± 5 от минус 18 до 8 |
| не менее 50 дБ не менее 30 дБ Расширенная неопределенность измеренной характеристики при коэффициен те охвата к=2 и доверительной вероятности 0,95 (прямые выходы), % Модуль 3031 Диапазон входного напряжения, В Диапазоны частот входного сигнала при коэффициенте ослабления синфазного сигнала, Гц: | от 1 до 1 000 от 1 до 10 000 ± 5 от минус 20 до 9 |
| не менее 50 дБ не менее 30 дБ Максимальное значение измеряемой характеристики при коэффициенте усиления 0 дБ и коэффициенте преобразования преобразователя перемещений 8 мВ/м: | от 0 до 10 000 от 10 до 100 000 |
| при измерении относительного перемещения (пик-пик), мм при измерении осевого перемещения, мм Максимальное значение при измерении виброускорения (пик) при коэффициенте преобразования виброизмерительного канала 10 мВ/м •с-2 , м/с2 Расширенная неопределенность измеренной характеристики при коэффициенте охвата к=2 и доверительной вероятности 0,95 (прямые выходы), % (дБ) Модуль 3155 | 2,5 2,5 1000 ± 5 (±0,5) |
совместно с модулями 3010, 3012, 3021, 3024 и 3031
Максимальное значение измеряемой характеристики при коэффициенте уси-
| ления 0 дБ и коэффициенте преобразования виброизмерительного канала 10 мВ/м •с-2 : при измерении виброускорения (пик), м/с2 при измерении виброскорости (пик), м/с при измерении виброперемещения (пик), мм Максимальное значение измеряемой характеристики при коэффициенте усиления 0 дБ и коэффициенте преобразования преобразователя перемещений 8 мВ/м: | 1000 10 1000 |
| при измерении относительного перемещения (пик-пик), мм при измерении осевого перемещения, мм Диапазон измеряемого числа оборотов, об/мин Расширенная неопределенность измеренной характеристики при коэффициенте охвата к=2 и доверительной вероятности 0,95, дБ Условия эксплуатации: | 2,5 2,5 от 0,02 до 150 000 ±0,5 |
| диапазон рабочих температур, °С Габаритные размеры модуля (длина хширина х высота), мм, не более Масса модуля, кг, не более | от 0 до 50 233,4 х 160 х 20 0,6 |
Знак утверждения типа
Знак утверждения типа наносится на стойку шасси методом наклейки и на документацию типографским способом.
Комплектность
Системы мониторинга машинного оборудования 3540 «COMPASS» 1 шт.
Руководство по эксплуатации 1 экз.
Руководство оператора COMPASS. Руководство по эксплуатации 1 экз.
Методика поверки 1 экз.
Поверка
осуществляется по документу МП 48369-11 «Системы мониторинга машинного оборудования 3540 «COMPASS» фирмы «Bruel & Kjsr Vibro GmbH», Дания. Методика поверки», разработанному и утвержденному ГЦИ СИ ФГУП «ВНИИМС» 08.09.2011 г.
Основные средства поверки: генератор сигналов сложной формы со сверхнизким уровнем искажений DS 360 (г/р № 45344-10); мультиметр цифровой Agilent 34411А (г/р № 33921-07); источник постоянного тока Б5-76 (г/р № 32678-06).
Сведения о методах измерений
Руководство по эксплуатации «Система мониторинга машинного оборудования 3540 «COMPASS». Раздел «Принцип работы».
Нормативные документы
1. Техническая документация фирмы «Bruel & Kjsr Vibro GmbH», Дания.
Рекомендации к применению
Осуществление деятельности в области охраны окружающей среды; выполнение работ по обеспечению безопасных условий и охраны труда; осуществление производственного контроля за соблюдением установленных законодательством Российской Федерации требований промышленной безопасности к эксплуатации опасного производственного объекта; выполнение работ по оценке соответствия промышленной продукции и продукции других видов, а также иных объектов установленным законодательством Российской Федерации обязательным требованиям.
