Группа проектов Кипинфо
Реклама

Реклама

Рекомендации по применению BentlyNevada*Asset Condition Monitoring

К списку статей

Подключение виброанализатора SCOUTк стационарным системам мониторинга состояния

Для достижения наибольшей эффективности диагностики стационарная система мониторинга – например, система 3500–должна быть интегрирована с программной платформой мониторинга состояния System1*.Иногда системы мониторинга используются автономно, без использования преимуществ программной платформы мониторинга состояния. В этом случае система мониторинга обеспечивает непрерывную автоматическую защиту оборудования, но не хранит данные, необходимые для оценки состояния и диагностики оборудования.

Одним из способов повышения эффективности автономной системымониторинга состоянияявляется периодический сбор данных выборки с буферных выходов во время плановой программы «обхода». В этом случае исторические данные системы мониторинга будут доступны для долгосрочного анализа и диагностики.

Данный документ содержит рекомендации относительно того, как совместить сбор данных о вибрации, собранных при помощи стационарной системы мониторинга, с методом мониторинга состояния, применяемым в портативных виброанализаторах SCOUTи ПОAscent.

Производственное оборудование и концепции мониторинга состояния

Любое промышленное предприятие имеет широкий диапазон оборудования, которое осуществляет производство электроэнергии или продуктов, базирующихся на нефтяном сырье.Концепция обслуживания и эксплуатации оборудования, как правило, выбирается в зависимости от критичности того или иного оборудования и его роли в указанной системе. В целом, оборудование можно разделить на три основные категории: «агрегаты, оборудованные системой непрерывного мониторинга», «агрегаты, оборудованные системой периодического мониторинга»и «агрегаты, не оборудованные системой мониторинга».

Агрегаты, оборудованные системой непрерывного мониторинга

  • Критическое оборудование, как правило, оборудовано системами непрерывного мониторинга состояния, которые предоставляют эксплуатирующему персоналу информацию о состоянии агрегата в режиме реального времени. Данные системы могут быть оснащены функцией автоматического отключения. Этим системам будет уделено основное внимание в данном документе.

Агрегаты, оборудованные системой периодического мониторинга

  • Большая часть агрегатов предприятия относится к данной категории. Мониторинг их состояния может осуществляться как при помощи простых индикаторов (датчики,светодиоды, визуальная инспекция и т.д.), расположенных рядом с машиной и периодически проверяемых персоналом, так и с использованием полноценной методики мониторинга при помощи портативного сборщика данных (PDC).

Агрегаты, не оборудованные системой мониторинга

  • Мониторинг не является целесообразным из-за низкой степени критичности оборудования(стоимость, резервная мощность и т.д.)

Обзор стратегии мониторинга состояния

Стратегия мониторинга состояния (CM) предполагает отслеживание и оповещение о важных параметрах агрегата, которые позволяют выявить условия его работы с течением времени. Примерами таких параметров являются вибрация, температура подшипника, последовательность технологического процесса или термодинамический КПД.

Целью данной стратегии является обеспечение интеллектуального планирования обслуживания агрегатов на основе полученной информации о его состоянии, в отличие от стратегии реактивного техобслуживания, предполагающей решение проблем после их появления или подразумевающей предупредительное обслуживание оборудования, которое могло бы работать и дальше без проблем.

Правильно организованные программы мониторинга состояния могут снизить стоимость обслуживания и повысить надежность предприятия.

Рекомендации для платформы мониторинга состояния

Платформа System1для агрегатов, оборудованных системой непрерывного мониторинга

  • Программная платформа System1 от компании ВentlyNevada является решением для непрерывного мониторинга состояния оборудования. Данные о вибрации, собранные при помощи систем мониторинга BentlyNevada, могут использоваться совместно с информацией о технологическом процессе для анализа состояния оборудования в режиме реального времени вместе с возможностями долгосрочного отслеживания трендов, оповещения и аналитики.

Что делать, если система онлайн-мониторинга, например, 3500, не подключена к платформеSystem1?

  • ПО GEBentlyNevadaAscent*ипортативный виброанализатор SCOUT*могут быть сконфигурированы для периодического сбора данных с систем мониторинга. Это предоставляет возможности базового мониторинга состояния критического оборудования.

Шаг 1:Понимание системы

 

Для оптимального конфигурирования виброанализатора SCOUTответьте на приведенные ниже вопросы:

  • Сконфигурирована ли система мониторинга для автоматического останова агрегата? Если да, то при каких условиях имеет место останов?
  • Для каких измерений сконфигурирован монитор?(Радиальная вибрация, виброускорение, осевой сдвиг и т.д….)
  • Каким образом сконфигурирован монитор? (Переменные, фильтры, уставки и т.д.)

Шаг 2:Выбор измерений

Измерения, поддерживаемые виброанализатором SCOUT:

  • Динамические данные (форма вибросигнала)
    • Асинхронная[Без тахометра]и синхронная[с тахометром]выборка
    • Спектр (Spec)
      • Общий[СКЗ]
      • Полосы спектра[0.5X,1X,частота прохождения лопатоки т.д.]
    • Форма вибросигнала (Wfm)
      • Истинное значение пик-пик
      • Пик-фактор
    • Графики орбитывала [Необходим двойной канал]
      • Динамическое движение центральной линии вала в подшипнике
  • Запись среднего значения
    • Напряжение зазора для токовихревых датчиков
      • Mониторинг положения вала в подшипнике
      • Мониторинг состояния датчика
    • Монитор положения вала
      • Мониторинг положения оси вала
    • Напряжение сдвига для применяемых датчиков виброускорения и виброскорости
      • Мониторинг состояния датчика
  • Разгон/выбег
    • Анализ графика Боде, идентификация и анализ резонансных частот (роторных и корпусных)
  • Балансировка
    • В одной и нескольких плоскостях

Шаг 3:Примерконфигурирования

Ниже приведен пример конфигурирования двухканальных измерений радиальной вибрации с использованием напряжения зазора. Конфигурирование выполняется в ПО Ascent*, а затем загружается в прибор SCOUT.Возможны модификации для сбора данных по одному каналу или для сбора асинхронной формы вибросигнала.

Та же методика может использоваться для конфигурирования измерений виброускорения иливиброскорости. Для определенных датчиков можно заменить напряжение зазора на напряжения сдвига.

КонфигурацияПОAscent*

Рисунок1:Конфигурация «Папки данных» Ascent

Этапы конфигурирования Папки данных (Рисунок1):

1. Сконфигурируйте “Новую машину”для вашего оборудования.Установите“Скорость по умолчанию”.

2. Создайте новую“Точку”для позиции датчика.

3.Создайте“Измерительную позицию”для датчика.На приведенном примере показаны специальные расположения датчиков “Y”и“X”.Это можно выполнить, кликнув на “Добавить новую ”в диалоговом окне Добавить измерительную позицию”.

4. Сконфигурируйте“Плановый замер”

[Форма вибросигнала/спектр].См.Рисунок2.

5. СконфигурируйтеСреднее значение“Планового замера”для измерения напряжения зазора. См. Рисунок4.

6. Скопируйте/вставьте конфигурацию подшипника необходимое количество раз. По завершении создайте Маршрутдля созданной заново машины.

Рисунок2:Конфигурация “Планового замера”

Этапы конфигурирования Wfm/Spec (Рисунок2):

Формы вибросигнала и спектры, называемые также динамическими данными, являются основными данными для анализа и мониторинга состояния в программной платформе Ascent.Отслеживаемые переменные, такие как истинная форма вибросигнала пик-пик, среднеквадратичное значение (СКЗ)и полосы спектра, основаны на динамических данных.

1. Выберите тип данных:спектр,форма вибросигнала, или и то, и другое, а также желаемые единицы.Данный пример демонстрирует конфигурирование измерения радиальной вибрации.

2. Если вам необходимы синхронные данные, отметьте пункт “Запуск от тахометра”.

3. Выберите необходимый“Тип тахометра”.

4. Выберите разрешение спектра.

5. Выберите необходимое число оборотов вала и включите галочку “Очередность отслеживания”для активации синхронной выборки данных.На приведенном примере собирается 128 сэмплов за один оборот вала

[2048сэмплов/ 16оборотов].

6. Усреднение, как правило, не используется для измерений виброперемещения, поэтому установите “Число усреднений” в позицию1.Это приведет к ОТСУТСТВИЮ УСРЕДНЕНИЙ.

7. Сконфигурируйте“Канал/датчик”,см.Рисунок3.

Рисунок 3: Конфигурация датчика виброперемещения

Конфигурирование датчиков, связанных по переменномутоку(Рисунок3):

1. Выберите необходимый Датчик.

2. Для добавления или изменения текущих свойств датчика, выберите “Датчики”.

Диалоговое окно установки датчика:

3. Выберите необходимые “Единицы датчика”

4. Выберите“Диапазон входного сигнала”для типа датчика.Для большинства применений рекомендуетсяпеременный ток+/-8В.

- Компонента постоянного тока удаляется[напряжение зазора или сдвига]центрируя график сигнала относительно оси абсцисс.

5. Введите“Чувствительность/калибровку”длядатчика

6. Убедитесь, чтопункт“Активировать питание датчика”НЕвыбран.НажмитеOk,датчик сконфигурирован.

Рисунок 4: Конфигурация измерений напряжения зазора и положения оси вала.

Этапы конфигурирования напряжения зазора (Рисунок 4):  

Рекомендуется отслеживать напряжение зазора датчиков виброперемещения, осуществляющих мониторинг радиальной вибрации. Этотважныйпараметрявляетсякомпонентойпостоянного токасигналадатчикавиброперемещения и предоставляет информацию о положении центральной линии вала в подшипнике скольжения и о состоянии самого датчика.

Этоценныйпараметрдлямониторингасостоянияоборудования, потомучтоопределенныеусловиямогутпривестикизменениюположениявалавкорпусеподшипникабезсущественногоизменениярадиальнойвибрации. Именно поэтому отслеживание и оповещение о напряжении зазора является очень полезным измерением.

Для измерений радиальной вибрации отслеживаемое значение будет в единицах виброперемещения (показания монитора выражаются в единицах напряжения). Для получения компоненты постоянного тока сигнала датчика среднее значение рассчитывается из связанной по постоянному току формы вибросигнала.

1. СконфигурируйтеДлительность (мсек), в течение которой будет рассчитываться среднее значение.Наприведенномнижепримередлительность 2000 мсбыла оптимальной.

2. Выберитедатчик. ВыходдатчикаНЕдолженбытьсвязанпопеременному току. ВыберитекнопкуДатчикидля добавления или изменения конфигурации датчика.

Диалоговое окно настройки датчика:

3. Выберите Единицы датчика

4. Выберитесоответствующийсвязанный по постоянному току Диапазон входного сигналадля указанного датчика.Как правило, датчикиBentlyNevadaзапитаны отрицательным напряжением, поэтому выберитеПост.ток -20…0В.

5. ВыберитеЧувствительность/Калибровкудля датчика. Проигнорируйте предупреждение об отрицательной чувствительности датчика. Нажмите Okay, датчик сконфигурирован.

6. Выберите 0 длясмещения по постоянному току.

Этапыконфигурированияосевого положения вала (Рисунок 4):

Агрегаты, испытывающиепродольную нагрузкунавалвовремяработы (пароваятурбина, насос, компрессор и т.д.), оснащены подпятниками, ограничивающими перемещение вала. Датчикивиброперемещенияизмеряютосевое положениевалаотносительноместаихустановки: их устанавливают для контроля расстояния до упорного диска, или, еслиэтоневозможно, рядом сподпятникомдля контроля соответствующего участка вала.

Сборданныхоб осевомположениивалаприпомощимонитораоченьпохожнасборданныхонапряжениизазора; требуетсянесколькодополнительныхшагов, чтобыубедиться, чтоизмерениявиброанализатораSCOUTсоответствуют измерениям монитора. СконфигурируйтеновыйПлановыйзамерсреднегозначениядля измерения положения оси вала, затем изучите рисунок 4 и выполните описанные ниже шаги:

1. УстановитеДлительность (мсек) в позицию 2000 мс.

2. Вероятно, что вбазеданныхнеобходимобудетсоздатьновыйдатчикдлякаждогоизмеренияположенияосивала, потомучтоСмещение по пост.току (0мВ=) является уникальным для каждого применения и зависит от конфигурации монитора.

3. ВыберитеЕдиницыдатчика.

4. УстановитеДиапазон входного сигналана величинуПост.ток -20…0В.

5. ВыберитеЧувствительность/Калибровкудля датчика. Онадолжнабытьположительной (+) в тех случаях, когда “Нормальное направление осевого сдвига” происходит“К датчику” и отрицательной (-), когда оно происходит“От датчика”. Данная информация содержится в конфигурации монитора.

6. УстановитеСмещениепопостоянномутоку (0мВ =) в сконфигурированную в мониторе “Нулевую позицию (Direct)”. Эта величина должнабытьположительной (+) в тех случаях, когда “Нормальное направление осевого сдвига” происходит“К датчику” и отрицательной (-), когда оно происходит“От датчика”.ВеличинаСмещенияпопостоянномутоку(0мВ=)должна быть в единицах виброперемещения,см. пример ниже по тексту:

Примеросевогосдвига:

Монитор3500сконфигурировандляизмеренияосевого положениявалаприпомощидатчикаПроксиметрсерии 3300 8 мм. “Нормальное направление осевого сдвигаустановленовпозицию“Кдатчику”, а “Нулевая позиция(Direct)”имеет величину -10.0В,см. Рисунок5, на котором изображено диалоговое окно ПО конфигурации шасси 3500.

1. Чувствительностьдатчикабудет(+)200мВ/мил,потому что конфигурация 3500имеет настройкиНормального направления осевого сдвигаК датчикудля датчикаПроксиметрсерии 3300 8 мм.

2. Нулеваяпозиция(Direct)равна -10.0В.ДляПОАscentнеобходимо сконвертировать эту информацию в единицы виброперемещения, что представляется возможным, потому что известна чувствительность Проксиметра.

200мВ/мил=0.2В/мил= 5 мил/В

-10.0В*5 мил/В=-50мил

Теперь, когдавеличинаНулевойпозиции(Direct)сконвертирована вединицывиброперемещения, этозначениенеобходимоввестивПОAscentкак(+)50мил,потому что “Нормальное направление осевого сдвиганаходится в позиции“К датчику”.

**Еслимониторбыл сконфигурированс“Нормальнымнаправлениемосевогосдвига“ в положении “От датчика”,чувствительность датчика и смещение по постоянному току(0 мВ=)должны были иметь отрицательную величину(-).


Рисунок 5: Конфигурация шасси 3500 для измерения осевого положения вала

Конфигурирование портативноговиброанализатораSCOUTдля двухканальных измерений

Теперь, когдаконфигурированиеПОзавершеноимаршрутзагруженнапортативныйвиброанализатор, необходимосконфигурироватьсампортативный прибор для двухканальных измерений.(только если двухканальные измерения необходимы).См. Рисунок 6.

Рисунок 6: Конфигурацияприбора

КонфигурированиевиброанализатораSCOUTдля двухканальных измерений(Рисунок 6):

1. ВведитеМаршрут, который был сконфигурирован на предыдущих шагах. Выберитекнопку 5“Оси”на приборе.

2. Совместите необходимые оси и соответствующие места установки датчиков.Теперьприборсконфигурировандлядвухканальныхизмерений.

Шаг 4:Соображенияотносительносигнализаций

Теперь, когдабазовоеконфигурированиезавершено, следуетустановитьсигнализациидляключевыхпараметров. Сигнализацииявляютсяключевымиэлементамиэффективнойпрограммымониторингасостояния, потомучтоонисообщают о необходимости диагностики оборудования. Время – этодрагоценныйресурсдляинженера–диагноста роторногооборудования. Он отвечает, как правило, за сотню различных агрегатов. Именнопоэтомуважнообратитьвниманиеобслуживающего персонала на машины, проблемы которых могут отрицательно сказаться на работе всего предприятия.

Счегоначать?

Данныезабираются изсистемыонлайн-мониторинга, котораяобычносконфигурированасуставкамисигнализацийдлякритическихпараметров, взависимостиотрекомендаций завода-изготовителя, общепринятых стандартов или требований конечного пользователя. Данныеуставкиявляются хорошими исходными данными для применения сигнализаций к определенным параметрам; однако необходимо провести тщательное сравнение.

Системывиброзащитыилипортативныевиброанализаторы

Системывиброзащиты, такиекак, например, системасерии3500, имеютприменение,отличающеесяоттакихвиброанализаторов, как SCOUTилиADRE, поэтоу могут возникнуть расхождения в показаниях. Дляполученияболееподробнойинформациио том, как снимаются показания вибрации при помощи различных приборов, ознакомьтесьсоследующимистатьямиизжурналаOrbit, переведенными на русский язык. 

Orbit[Выпуск 25№22005 г.]

«Почему различаются показания амплитуды вибрации, измеренные различными приборами? Часть 1 из 2»

Orbit[Выпуск 26№12006 г.]

«Почему различаются показания амплитуды вибрации, измеренные различными приборами? Часть 2 из 2»

Для каких параметров требуются сигнализации?

ПлатформымониторингасостоянияAscentиSystem1*имеют широкий диапазон возможностей оповещения об отслеживаемых параметрах. Рекомендуется конфигурировать параметры и сигнализации в зависимости от конкретного диагностируемого агрегата и его аварийных режимов.

Минимальный набор рекомендуемых параметров для конфигурирования и создания сигнализаций приведен в таблице 1. Полосовые тревогисоздаютсяправымкликоммышинаинтересующийПлановый замер, после чего необходимо выбрать Новая>Полосовая тревога.См.Рисунок7.

Таблица1:Отслеживаемыепараметрыи применение

 

 

Применение

Отслеживаемые параметры в ПОAscent

Истинная форма вибросигналапик-пик

СКЗ

Запись среднего значения

Радиальная вибрация

 

X

 

 

Напряжение зазора

Осевой сдвиг1

X

 

Положение

Виброускорение2

X

X

Напряжение зазора

Виброскорость2

X

X

Напряжение сдвига

1. Сигнализацииосевого сдвигавалаиспользуютсядлязаписисреднегозначения. Такжевозможенмониторингдинамическойкомпоненты“истинной величиныпик-пик”, однако данный параметр не рассчитывается монитором, необходимо проанализировать тренд и задать соответствующие уставкисигнализации.

2. Единицы имерения в мониторе=Пик

Уровнисигнализацийистинной величины пик-пикдолжныбытьсконфигурированыдляпредставляющегоинтереспланового замераформывибросигнала. Монитор измеряет 0-пик, поэтому уставкивПО Акцент должны быть умножены на 2

Единицы измерения в мониторе= СКЗ

Уровнисигнализацийсреднеквадратичного значения (СКЗ)должны быть сконфигурированы для представляющего интерес планового замераформы вибросигнала/спектра..

Рисунок 7: Создание сигнализаций дляв полосе частот

Конфигурирование сигнализаций в полосе частот в ПОAscent(Рисунок7):

1. Выберите тип данных, для которых необходимо задание уставок сигнализаций в полосе частот.На примере показана форма вибросигнала.

2. Выберите величину: пик-пик либо СКЗ.

Напримерепоказанаистиннаявеличинапик-пикформывибросигнала, которая будет использоваться для планового замера формы сигнала виброперемещения.ЕслиВамнеобходимополучитьСКЗдля измерения виброскорости или виброускорения, выберите соответствующий пункт.

3. Выберите пороговые значения сигнализаций. ЕслиВам известныуставкимонитора, рекомендуетсядобавитьихкакпредупредительную и аварийную, после чего сконфигурировать третийуровень «упреждающей» сигнализации,если отслеживаемые значения намного ниже уставок монитора.

Изначальнонаборыпараметровможноограничитьзначениями «Общееилипик-пик», однакопомереиспользованияпрограммымониторингасостоянияполезно установить сигнализации в полосах частот для конкретных неисправностей на основе имеющихся исторических данных.

“Упреждающие” сигнализации

Нередковеличинаамплитудыотслеживаемогопараметранаходится гораздонижеуровнейсигнализациймонитора, поэтому рекомендуется добавить дополнительную «упреждающую» сигнализациюдляотслеживанияменеезначительныхизмененийотслеживаемогопараметра, см. график тренда на Рисунке 8. Создайтеграфикитрендов, выбравнеобходимый уровень сигнализацииили отслеживаемый параметр, после чего нажмите клавишу F4 на клавиатуре. Дополнительная упреждающая сигнализация на уровне нижепредупредительной и аварийной сигнализациипоможет выявить неисправности до возникновения серьезных сбоев либо остановов оборудования.

Рисунок 8: Уставки сигнализаций пик-пик формы вибросигнала

Шаг 5:Отображение данных

График формы вибросигнала/спектра

ДляотображенияграфикаформывибросигналаиспектравПОAscentвыделите необходимый Плановый замерв иерархии папок и выберите Графики>СпкВрмнСн.Обратите внимание, чтоесли спектр не был сохранен в сборе данных, ПО может выполнить Быстрое преобразование Фурье (БПФ), в этом случае выберите Граф.>ВрмнСгнБПФ. Графикиспектраиформывибросигналамогутбытьсозданыотдельнопри помощигорячих клавишF2иF3 соответственно.

Рисунок 9: График спектра

График Орбиты

ДляотображенияграфикаорбитывПОAscentвыделите необходимый Плановый замерв иерархии папок и выберите Графики>Орбита или нажмите комбинацию клавиш Shift+y на клавиатуре.

Рисунок 10: График Орбиты пары датчиков виброперемещенияX-Y 

Сравнение данных, полученных при помощи виброанализатораSCOUT,с показаниями системы 3500

На рисунке 11 приведено сравнение прямых показаний виброускорения, полученных при помощи монитора 3500, и показаний, собранных с буферного выхода при помощи виброанализатораSCOUT.Для сравнения один и тот же сигнал акселерометра был заведен в два канала монитора для расчета СКЗ и пикового значения виброускорения.

Как видно на Рисунке 11 и в Таблице 2, показания СКЗ и пикового значения для обоих приборов можно легко сравнить. Обратите внимание, что истинную величину пик-пик необходимо разделить на 2 для сравнения с прямым показанием 3500.

Таблица 2

 

СКЗ

Пиковое значение

3500

0.29

0.93

SCOUT

0.28

0.89

Разница (%)

3.4

4.3

График Боде

ВиброанализаторSCOUTможетбытьсконфигурировандлясбораданныхо «запуске»/ «останове», что является очень ценным инструментом в области роторной динамики. СборэтоготипаданныхприпомощивиброанализатораSCOUTпозволит создать график Боде в ПО Ascent, как показано на Рисунке 12. Этотинформативныйграфиквключает в себя данные об амплитуде и фазе, а помогает выявить многие важные характеристики диагностируемой системы. НаграфикеБодеможновыявитьрезонансротораиопорной конструкции. НаРисунке 12 показанклассическийрезонансротора, обратитевниманиенавсплескамплитудыифазовыйсдвиг при 2350 об/мин. Для сбора этих данных с буферного выхода шасси 3500, осуществляющего мониторинг радиальной вибрации, использовался виброанализаторSCOUT.

ИзмерениеРазгон/Выбегсконфигурировано в виброанализатореSCOUT (при измерении на площадке), и для него необходим сигнал тахометра. По окончании сбора данные могут быть загружены в ПО Ascentдля анализа.  

Рисунок 11. Сравнение данных виброанализатораSCOUT и системы 3500

Рисунок 12. График Боде

*ОбозначаетторговуюмаркуBentlyNevada, Inc, полностью дочерней компании General Electric Company

© 2012 General Electric Company
1631 Bently Parkway South
Minden, Nevada USA 89423
Телефон: 775.782.3611
Факс: 775.215.2873
www.ge-energy.com/bently

Читайте о "SCOUT140*"


Реклама


Реклама


Реклама

Реклама


Яндекс цитирования Яндекс.Метрика Яндекс.Метрика
© 2006-2013 Kipinfo.ru
При использовании информации ссылка на сайт “Kipinfo” обязательна.
Контактная информация Размещение рекламы
16+