Многоканальные системы мониторинга состояния и онлайн диагностики серии СМД-4. ПРИЛОЖЕНИЕ Б - Технические характеристики систем серии СМД-4
Содержание
Датчики вибрации
Основными из используемых в СМД-4 датчиков вибрации являются датчики виброускорения (акселерометры) с изолированным от корпуса пьезокерамическим элементом и стандартным ICP – питанием. Типовой коэффициент преобразования – 100 мВ/g с предельной пиковой величиной измеряемого ускорения - 50g. Нормируемый частотный диапазон датчика – 0,5 – 10000 Гц, для относительных измерений датчик используется до 25кГц, динамический диапазон – не хуже 100 дБ. Диапазон внешних температур – от -40 до +125 градусов Цельсия. ICP – питание датчиков обеспечивает блок БИАС.
При необходимости могут использоваться акселерометры с пьезокерамическим элементом в отдельном корпусе, в частности, для агрегатов, имеющих высокую температуру в точке контакта датчика с корпусом подшипникового узла. (рис. Б.1)
Рис. Б.1 – Акселерометры типа РСВ-603, установленные на объекте и высокотемпературный акселерометр с вынесенным электронным узлом.
В СМД-4 может использоваться и датчик виброперемещения – проксиметр, но с внешними устройствами электрического согласования и питания.
Измерительные преобразователи тока
Для измерения силового тока в электрической машине в СМД-4 могут использоваться измерительные трансформаторы с магнитопроводом (рис. Б.2.) или без него (катушка Роговского). Необходимый частотный диапазон измерительного трансформатора переменного тока составляет от 2 до 10000Гц, питание для большинства датчиков не требуется. В машинах постоянного тока используется измерительный трансформатор с датчиком Холла, обеспечивающий измерение и постоянной, и переменных (до 10кГц) составляющих тока, но требующий отдельного источника питания и электронного усилителя. Требуемый динамический диапазон датчика тока – не менее 100дБ. Пиковое выходное напряжение - до 5В. Верхняя граница температуры в месте крепления датчика тока (с электроникой) на силовом кабеле машины составляет 125 градусов Цельсия.
Возможна установка датчика тока не на силовой кабель, а на измерительный, если в состав агрегата с электрической машиной входит встроенный измерительный трансформатор.
Рис. Б.2 – Измерительный трансформатор силового тока, измерительный трансформатор для вторичной цепи в высоковольтных электродвигателях, измерительный преобразователь с датчиком Холла (измеритель и переменных, и постоянных составляющих тока) и гибкий измеритель без магнитного сердечника (пояс Роговского).
Датчики оборотов
В системе могут использоваться типовые вихретоковые или магнитные датчики оборотов (частотный диапазон 0,5-1000Гц) с одним импульсом на оборот, формирующие синхронизирующий импульс напряжения любой полярности напряжением 1-30В с передним фронтом длительностью до 10мкс. Для вихретоковых датчиков оборотов производства Ассоциации ВАСТ в состав БИАС включен источник питания.
При использовании в качестве синхронизирующего сигнала с датчика тока (напряжения питания) электрической машины необходимо включать в состав датчика формирователь импульсного сигнала.
Определение частоты вращения агрегата со статическим регулятором напряжения питания может проводиться по спектру тока в одном из измерительных каналов системы СМД-4 с учетом поправки на количество пар полюсов и частоту скольжения в агрегатах с асинхронным двигателем.
Блоки измерения и анализа сигналов (БИАС)
В систему СМД-4 может входить от одного до нескольких десятков блоков БИАС, каждый из которых состоит из модулей цифрового преобразования (МЦП) от одного до четырех и одноплатного компьютера с программой анализа сигналов – ПО «Рабочая станция»
Модуль МЦП, включает в себя четыре широкополосных канала для анализа сигналов вибрации (тока) и один канал приема синхросигналов. Для СМД-4 разных уровней его характеристики могут различаться. МЦП расширенного СМД-4 имеет следующие характеристики:
Таблица Б1 – Технические характеристики МЦП
|
Частотный диапазон входного сигнала
|
0,5 – 51200 Гц
|
|
Номинальное значение коэффициента преобразования акселерометра на базовой частоте 100 Гц
|
10,2 мВ/мс-2 (100 мВ/g)
|
|
Диапазон измерения виброускорения (пик)
|
0÷490 м/с2
|
|
Погрешность в диапазоне частот
|
10 %, не более
|
|
Погрешность в диапазоне амплитуд
|
10 %, не более
|
|
Отклонение коэффициента преобразования от номинального значения
|
± 5%, не более
|
|
Нелинейность амплитудной характеристики,
|
±0,1 %, не более
|
|
Динамический диапазон
|
100 дБ, не менее
|
|
Число измерительных каналов
|
4
|
|
Количество каналов измерения частоты вращения
|
1
|
|
Диапазон напряжения входного сигнала
|
± 5 В, пиковое
|
|
Диапазон измерения частоты вращения
|
от 0,5 до 1000 Гц
|
|
Относительная погрешность измерения частоты вращения
|
1%
|
|
Питание
|
220 В, 50 Гц
|
|
Потребляемая мощность
|
25 Вт, не более
|
|
Рабочий диапазон температур
|
от - 50 до +120 Сº
|
Рабочая станция БИАС в расширенном исполнении обеспечивает измерение (расчет) следующих параметров вибрации:
-
СКЗ вибрации в стандартных частотных полосах: 0,7-300 Гц, 2-1000 Гц, 10-1000 Гц, 10-2000Гц и 100-5000 Гц;
-
Третьоктавный спектр вибрации с набором полос от 0,63 до 25000 Гц;
-
СКЗ и пиковое значение огибающей вибрации в полосах 25-100 Гц, 100-400 Гц, 400-1600 Гц, 6400-25600 Гц;
-
Форма огибающей вибрации в выбираемых полосах частот с выбираемым коэффициентом прореживания
-
Узкополосные спектры вибрации с выбираемыми верхними граничными частотами (от 125 Гц до 51200 Гц и числом полос спектра до 25600)
-
Узкополосные спектры огибающей вибрации, сформированной на выходе широкополосного фильтра, при количестве полос спектра до 25600
-
Частота вращения ротора и скорость ее изменения
-
Амплитуды и фазы вибрации на трех первых гармониках частоты вращения
-
Взаимные спектры с выбираемыми верхними граничными частотами и количеством полос в спектре амплитуд и фаз до 25600.
-
В каналах измерения тока рабочая станция БИАС обеспечивает измерение следующих параметров:
-
Узкополосные спектры тока с выбираемыми верхними граничными частотами (от 500 Гц и числом полос спектра до 25600)
-
Узкополосные спектры огибающей тока, сформированной на выходе широкополосного фильтра, 25-100Гц при количестве полос спектра до 25600.
В канале измерения частоты вращения обеспечивается определение ее текущего значения и скорости изменения.
Каждый измерительный канал периодически тестируется, при его отказе соответствующая информация передается в диагностическую программу и отображается на мониторе вместе с результатами мониторинга и оперативной диагностики.
Питание БИАС осуществляется от сети, как постоянного, так и переменного тока. Потребляемая одним БАЭС мощность не превышает 25 Вт
Главный компьютер системы
Основная вычислительная часть системы - главный компьютер, требования к которому определяются количеством нагружаемых на него блоков БИАС
Операционная система, в которой реализованы все приложения, а именно программы мониторинга и диагностики, модуль связи, СУБД и база данных – Linux. Обмен данными между программами – по стандартному протоколу TCP/IP.
Внешние программы – «АРМ оператора», «АРМ диагноста» и «Конфигуратор» могут устанавливаться на компьютер с различными операционными системами, в том числе и на главный компьютер системы.
Если ресурсы компьютера с установленным на нем сервером достаточны для установки внешних программ (или одной из них), на нем, в первую очередь, устанавливается программа «АРМ диагноста».
Мобильные системы при использовании одного блока БИАС, чаще всего реализуются в виде двух блоков, в каждом из которых – по компьютеру, с разным распределением по ним программного обеспечения рабочей станции, сервера с приложениями и внешних программ.
При ограниченном количестве измерительных каналов возможна установка всего программного обеспечения на один компьютер, см рис. Б.3.
Рис. Б.3 – Простейшая мобильная система СМД-4 со всеми элементами ПО на одном компьютере
В простейшей стационарной системе все программы также могут устанавливаться на один малогабаритный компьютер, а результаты ее работы отображаться на встроенном мониторе или передаваться пользователю по стандартным линиям связи и отображаться, например, на мониторах разных информационных систем, портативном компьютера или на экране смартфона пользователя.
Содержание
