Анализатор Вектор-П


Анализатор Вектор-П - многофункциональное многоканальное микропроцессорное устройство, осуществляющее измерение параметров вибрации и предназначенное для организации защиты, мониторинга и диагностики вращающегося промышленного оборудования. 

 

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

 

Анализатор применяется для обеспечения защиты и диагностики следующих видов оборудования: 

 

  • насосы;
  • вентиляторы;
  • электродвигатели;
  • малые паровые турбины;
  • газотурбинные агрегаты;
  • редукторы;
  • другое роторное и поршневое оборудование.

 

ОСНОВНЫЕ ОТРАСЛИ ПРИМЕНЕНИЯ

 

 

  • Электроэнергетика;
  • Транспортировка нефти и газа;
  • Химическая и нефтехимическая промышленность;
  • Целлюлозно-бумажная промышленность.

 

КЛЮЧЕВЫЕ ОСОБЕННОСТИ

 

 

  • Модульность; 
  • Взрывобезопасность;
  • Полевое исполнение;
  • Помехоустойчивость;
  • Подключение датчиков без согласующих устройств;
  • Конфигурируемость состава измерительных каналов  (любые сочетания каналов измерения вибрации и мехвеличин);
  • Поддержка стандартных аналоговых и цифровых интерфейсов. 

ВОЗМОЖНОСТИ АНАЛИЗАТОРА

 

 

  • Анализатор ВЕКТОР-П является универсальным устройством для обеспечения защиты, мониторинга и диагностики оборудования по параметрам абсолютной и относительной вибрации, осевого сдвига и частоты вращения ротора.
  • В реальном времени осуществляется сбор данных по вибрации, вычисление значений параметров защиты, сравнение их с предупредительными и аварийными уставками и выдача соответствующих сигналов по релейным, аналоговым и цифровым выходам, обеспечивая надежную защиту оборудования.
  • Так же анализатор осуществляет  сбор и вычисление всех необходимых данных для передачи их в системы мониторинга и диагностики состояния оборудования (включая интегральные значения, спектральные характеристики в полосах, пик-факторы и т.д.).
  • Поддержка распространенных цифровых промышленных протоколов дает возможность легко стыковать ВЕКТОР-П с любыми информационными и диагностическими системами, как вновь внедряемыми, так и уже развернутыми.

 


ТЕХНИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ АНАЛИЗАТОРА

 

Контролируемые Параметры 

Анализатор осуществляет сбор и обработку в реальном времени параметров:

 

  • Абсолютной вибрации:
    • СКЗ виброскорости;
    • СКЗ низкочастотной вибрации;
    • Амплитуда виброускорения;
    • Пиковое значение виброскорости;
    • Размах виброперемещения;
    • ПИК-фактор виброскорости и виброускорения.
  • Относительной вибрации:
    • Размах виброперемещения вдоль оси установки датчика;
    • СКЗ виброперемещения, нормированное по размаху, вдоль оси установки датчика;
    • Пиковое значение модуля вектора относительной вибрации;
    • Осевой сдвиг;
    • Статический зазор.
  • Скорости вращения.

 

Защита оборудования. 


В анализаторе реализован принцип событийности. По каждому вычисляемому параметру контролируется до  8  базовых событий (попадание параметра в ту или иную конфигурируемую зону, недостоверность, отказ канала). Базовые события можно объединять в произвольные логические комбинации (так называемые групповые события). По каждому из событий можно произвольно настраивать срабатывание (блокировку) любого из дискретных выходов в систему противоаварийной защиты (СПАЗ), а также управлять работой аналоговых выходов.

 

Мониторинг и диагностика оборудования 


Анализатор в составе распределенных систем мониторинга и диагностики обеспечивает сбор всей информации, необходимой для диагностирования неисправностей оборудования и его компонентов:

 

  • Спектры в стандартной полосе частот;
  • Полосовые спектры и спектры огибающей в характерных полосах частот;
  • Порядковые спектры (гармоники, кратные оборотной частоте);
  • Фазо-частотные характеристики.

Используя эти данные, в системах мониторинга возможно осуществлять построение:

 

  • АФЧХ выбега;
  • Орбит;
  • Трендов.

Эти данные позволяют диагностировать следующие неисправности:


  • Дисбаланс;
  • Несоосность;
  • Нарушения жесткости фундамента;
  • Люфт деталей;
  • Трещины в роторах;
  • Дефекты редукторов;
  • Дефекты подшипников качения;
  • Другие дефекты.

 


ПРЕИМУЩЕСТВА АНАЛИЗАТОРА

 

Универсальность 

Анализатор одновременно может использоваться для защиты, мониторинга и диагностики оборудования, тем самым обеспечивая экономию капитальных затрат. Система на базе анализаторов может развертываться поэтапно, начиная с обеспечения локальной защиты оборудования, и заканчивая построением распределенной системы сбора данных и диагностики в масштабах всей компании.

 

Модульность

Модульность конструкции:

 

  • Обеспечивает гибкость в подборе состава входных и выходных каналов под решаемую задачу.
  • Повышает ремонтопригодность изделия.
  • Позволяет сократить номенклатуру и количество ЗИП.

 

Распределенность 

Построенные на базе анализатора системы мониторинга и диагностики являются полностью распределенными, т.е. сбор и вычисление всех параметров для обеспечения защиты и диагностики производится непосредственно в анализаторах, установленных рядом с оборудованием.

 

  • Множество кабелей между механизмом и диспетчерской/аппаратной, передающих аналоговые сигналы, заменяются телекоммуникационными, передающими цифровые данные. Таким образом, обеспечивается значительное сокращение расходов на кабельную разводку.
  • При необходимости работы во взрывоопасной зоне не требуется установка искробезопасных барьеров.
  • Не требуется установка дорогостоящих шкафов.
  • Проверка каналов передачи данных со многих десятков и даже сотен точек измерения уменьшается до проверки нескольких цифровых каналов передачи данных, существенно сокращая трудозатраты по монтажу, вводу в эксплуатацию и обслуживанию систем. Существенно облегчается переконфигурирование  и расширение систем.
  • Пользователю   нужно просто добавить контроллеры на уже имеющуюся цифровую шину и сконфигурировать их с помощью поставляемого ПО E-VECTOR.  Больше не требуется прокладка многочисленных дополнительных кабелей и трудоемкая перекоммутация в стойках.
  • Наличие выхода Ethernet обеспечивает возможность работы с использованием WiFi оборудования и беспроводной передачи как данных, собранных из систем, так и управляющих команд в системы. В этом варианте кабельная разводка вообще исключается.

 


 

Все вышеперечисленное ведет к сокращению как капитальных затрат на оснащение, так и текущих затрат на обслуживание системы. Таким образом, обеспечивается экономия затрат до 30-40% от общей стоимости аналогичных по функциональности централизованных систем. 

Современные технологии цифровой обработки сигналов. 
Вся обработка сигналов, включая частотную фильтрацию и интегрирование, производится в цифровом виде, что обеспечивает  большую точность измерений и минимизацию ложных остановок.


Разработанные нашими специалистами методы обработки сигналов обеспечивают ряд дополнительных полезных функций:



  • Фазовая автоподстройка частоты (ФАПЧ) в цифровых драйверах вихретоковых датчиков, которая позволяет автоматически настраиваться на любой вихретоковый датчик, независимо от его диаметра, электрических параметров и длины соединительного кабеля. Устраняется необходимость в поддержании большой номенклатуры драйверов.
  • Система термокомпенсации в цепях вихретоковых датчиков и акселерометров обеспечивает исключительную точность и стабильность измерений.
  • Возможность снятия цифрового «профиля» вала, который в дальнейшем «вычитается» из измеренного сигнала относительной вибрации, что обеспечивает отсутствие ложных срабатываний при работе со старыми и изношенными валами.
  • Обеспечение записи «сырой» осциллограммы в «черный ящик» прибора по любому запрограммированному событию. Длительность записи составляет до 1 часа как ПОСЛЕ наступления события, так и ДО него (благодаря постоянной циклической записи осциллограммы последнего часа работы оборудования в память). Данная опция очень удобна для последующего анализа причин неисправностей.
  • Обеспечение возможности проведения любых дополнительных измерений и выдачи данных, как по наступлению любого запрограммированного события, так и по внешнему запросу.
  • Обеспечение непрерывного контроля состояния измерительных каналов с немедленной выдачей оповещений об их неисправностях (обрыве, выходе измеренного параметра за пределы возможных значений), что существенно повышает надежность работы системы.

 

Поддержка стандартных цифровых протоколов.

Анализатор поддерживает следующие стандартные протоколы:

 

  • MODBUS RTU и MODBUS TCP/IP, которые обеспечивают стыковку с АСУ ТП как по шине RS-485, так и по Ethernet. При этом могут передаваться не только скалярные интегральные величины, но и векторные спектральные характеристики. Данная функция обеспечивает уникальную возможность работы со спектральными компонентами непосредственно в SCADA системах.
  • AJAX. Данный протокол облегчает доступ ко всем данным анализатора при помощи стандартного web-интерфейса, а также интеграцию в общекорпоративные информационные системы.

Помехозащищенность.


В схемотехнике анализатора большое внимание уделено обеспечению помехозащищенности и электромагнитной совместимости:

 


  • дифференциальный вход вторичных преобразователей вибрации;
  • синхронный детектор в токовихревых драйверах;
  • гальваническая изоляция цифровой земли процессора от аналоговых земель субмодулей на 3.5КВ;
  • гальваническая изоляция контроллера по выходным интерфейсам (RS-485, аналоговые выходы, реле) на 3.5КВ;
  • статическая защищённость на 10КВ.

 

Все эти функции обеспечивают отсутствие сбоев в работе анализатора и ложных срабатываний защит даже в самых сложных электромагнитных условиях.

Взрывобезопасность.

Имеющиеся 3 варианта взрывозащиты ([Exib]IIC, 2ExeibIICT6, 1ExdibIIBT6) обеспечивают безопасную эксплуатацию анализатора во взрывоопасных помещениях, что особенно актуально для транспортировки газа, а также для химической и нефтехимической промышленности.


Высокий класс защиты.

Анализатор имеет классы защиты IP65 и IP66, а также широкий диапазон рабочих температур, что позволяет устанавливать его в любых типах помещений и даже вне помещений, в любых климатических условиях.


Все перечисленные выше возможности ВЕКТОР-П делают его уникальным по своим возможностям прибором,  отвечающим  всем  требованиям пользователей как по защите оборудования, так и по его диагностике. Применение анализатора в составе распределенных систем мониторинга и диагностики оборудования сокращает время, стоимость внедрения и сроки  окупаемости этих систем.


ОСОБЕННОСТИ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ

 

 

Встроенный web-сервер.

В составе микропрограммного обеспечения анализатора ВЕКТОР-П имеется web-сервер, реализованный на базе GoAhead WebServer, что обеспечивает доступ к информации, находящейся в анализаторе, при помощи любого web–браузера, с использованием как проводных, так и беспроводных каналов передачи данных. На данный момент реализованы следующие функции: 

 

  • удаленный доступ в режиме реального времени ко всем данным любого из измерительных каналов в табличной форме;
  • удаленный доступ в режиме реального времени ко всем данным любого из измерительных каналов в форме трендов и баров;
  • удаленный просмотр настроек всех измерительных каналов.

 

Исходя из конкретных запросов клиента возможна также разработка отображения мнемосхем, экранных форм для удаленного просмотра осциллограмм и спектрограмм для любых из измерительных каналов. 
Через web-интерфейс возможна также реализация оповещений о наступлении любых настраиваемых событий в измерительных каналах. Если вы находитесь в зоне действия корпоративной WiFi сети, данная функция даст вам возможность оперативно реагировать на любые изменения в режиме работы оборудования.



Программа конфигурирования E-VECTOR. 

Программа E-VECTOR поставляется с анализатором бесплатно и обеспечивает следующие функции: 

 

  • Полное конфигурирование измерительных каналов:
    • Выбор вычисляемых параметров;
    • Выбор соответствующих полос частот;
    • Выставление пороговых уровней срабатывания сигнализации (до 8 на каждый канал измерения).
  • Настройка групповых событий по любой логической комбинации событий в любых измерительных каналах.
  • Назначение на любой из аналоговых выходов любого из контролируемых значений;
  • Запись и отображение осциллограмм и спектрограмм измеряемого сигнала;
  • Настройка параметров «черного ящика», который обеспечивает  запись до 2 часов осциллограммы по наступлению любого из выбираемых пользователем событий.

 

Программа поддерживает подключение как по последовательному порту, так и по Ethernet, что позволяет работать с прибором удаленно, в том числе с использованием интерфейса Wi-Fi.

     
  

 

 

ТЕХНИЧЕСКИЕ СПЕЦИФИКАЦИИ

 

ВХОДЫ

 
   
Состав каналов:  5 динамических каналов + 3 тахометра.
Типы датчиков:  Входные сигналы от 2-х или 3-х проводных акселерометров, датчиков скорости и от вихретоковых датчиков.
Встроенные цифровые драйверы для прямого подключения вихретоковых датчиков.
Встроенные усилители заряда для прямого подключения акселерометров с зарядовым выходом.
Тахометрический вход:  токовый сигнал 0-5 мА или открытый коллектор.
   

ТИПЫ ОБРАБОТКИ СИГНАЛА

 
   
Одновременно возможно:
Вычисление СКЗ измеряемых параметров
Определение пиковых значений параметров на конфигурируемом временном интервале
Определение размахов значений параметров на конфигурируемом временном интервале
Определение ПИК-факторов
Вычисление спектральных характеристик
Вычисление СКЗ в конфигурируемых частотных полосах
Вычисление порядковых спектров с фазами
Вычисление пиковых значений и СКЗ модулей векторов
Построение орбит
   

ПАРАМЕТРЫ ИЗМЕРЕНИЯ АБСОЛЮТНОЙ ВИБРАЦИИ

 
   
Диапазон измерения:  
СКЗ виброскорости, мм/с                                                                              0,1-100
Размаха виброперемещения, мкм 3-1000
Амплитуды виброускорения, g 0-100
Время расчета интегральных параметров, с (программируется) 0,2-15
   
   

ПАРАМЕТРЫ ИЗМЕРЕНИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ВИБРАЦИИ

 
   
Диапазон измерения размаха виброперемещения, мкм 6÷1000
Диапазон измерения зазора, мм 0÷5
   

ПАРАМЕТРЫ ИЗМЕРЕНИЯ ОСЕВОГО СДВИГА

 
   
Диапазон измерения осевого сдвига, мм –2,5÷2,5
   

ПАРАМЕТРЫ ИЗМЕРЕНИЯ ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ

 
   
Диапазон измерения частоты, об/мин 1÷30000
   

ПАРАМЕТРЫ ОСЦИЛЛОГРАММ И СПЕКТРОВ

 
   
Максимальная частота в спектре, Гц 30000
Шаг частоты в спектре, Гц (программируется) 1÷50
Диапазон измерения фазы, ° 0÷360
   

ВЫХОДЫ

   
Цифровые протоколы: 
Высокоскоростные каналы Ethernet, RS-485, RS-232
Релейные выходы:
Количество программируемых реле 16
Коммутируемое напряжение, В, не более 200
Коммутируемый ток, А, не более 0,14
Время задержки включения реле, с (программируется) 0,1÷10
Аналоговые выходы:
Количество аналоговых выходов 16
Диапазон изменения тока, мА (программируется) 0÷5 или 4÷20
Диапазон изменения напряжения, В (программируется) 0÷5 или 0÷10
   

ЗАЩИТНЫЕ ФУНКЦИИ

 
   
Отклик на аварийную ситуацию: < 100 мс в типовых областях применения. 
Задержка аварийного сигнала: Программируемая от 0,1 до 10 секунд. 
Аварийные сигналы: Для каждого из каналов измерений можно ввести до 8 пороговых значений измеряемого сигнала. 
Логика подачи аварийного сигнала (в т.ч. по нескольким параметрам): 
Возможность программирования срабатывания предупредительных и аварийных релейных сигналов по любой логической комбинации событий в любых измерительных каналах. 
 

СИГНАЛ НОРМАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ ДАТЧИКОВ

   
Постоянный мониторинг состояния измерительных каналов и подача сигналов о неисправностях.
   

ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ПАРАМЕТРЫ АНАЛИЗАТОРА

 
   
Номинальное напряжение питания, В 24
Допустимое изменение напряжения питания, В ±3
Потребляемая мощность, Вт, не более 18
Диапазон рабочих температур, ºС -30÷±70
Время готовности, мин, не более 10
Электрическая прочность изоляции, не менее, кВ 1,5
Степень защиты по ГОСТ 14254-96 Ip65, IP67
Габаритные размеры (для IP 65), мм 240x225x110
Масса (для  IP 65), кг 3,5

Руководство по эксплуатации