VDR - стационарная система контроля вибропараметров

Назначение системы VDR:

Система VDR (Vibro Diagnostic Recorder) является комплексным многоканальным устройством, предназначенным для мониторинга технического состояния оборудования. В процессе непрерывного мониторинга система VDR регистрирует сигналы вибрации, температуры и технологических параметров вращающегося оборудования. На основании текущей информации система осуществляет сигнализацию об изменениях технического состояния, защиту от превышения уставок контролируемых параметров, оперативную диагностику дефектов и оценку технического состояния. В системе VDR реализованы все функции оперативного управления техническим состоянием оборудования - планирование сроков и объемов ремонтных и сервисных работ, оценка качества выполненных ремонтов.

Встроенные в систему многоуровневые алгоритмы и экспертные системы позволяют осуществлять все функции мониторинга в автоматическом режиме. Они осуществляют регистрацию сигналов, преобразования, анализ, создание многоступенчатых архивов, проведение экспертизы технического состояния контролируемого оборудования.

Система VDR предназначена для интегрирования в системы АСУ-ТП, для чего имеет ряд стандартных интерфейсов, включая интерфейс Ethernet.

Особенности системы VDR:

Для удобства практической реализации мониторинга любых агрегатов система VDR имеет модульную структуру. Все модули системы можно разделить на группы исходя из их назначения.

• Модули внешних интерфейсов и комплексной экспертной диагностики. Это базовый прибор VDR, реализующий все функции мониторинга и диагностики и интерфейсный прибор SDM, в котором нет функций экспертизы, а есть только функции интегрирования информации.
• Набор специализированных модулей, предназначенных для контроля состояния подшипников контролируемого оборудования. Это модуль VDM, предназначенный для контроля вибрации и модуль TDM, предназначенный для контроля температуры.
• В системе мониторинга предусмотрены два модуля, предназначенные для контроля приводных электродвигателей. Это модуль MDM, предназначенный для контроля состояния асинхронных электродвигателей и модуль R500, при помощи которого можно контролировать состояние изоляции высоковольтных электродвигателей по частичным разрядам.
• Набор первичных датчиков, конструкция и состав которых определяется типом контролируемого оборудования.

Все модули монтируются в стандартном корпусе - крейте. Набор модулей конкретной системы зависит от типа контролируемого оборудования.

Система VDR включена в Госреестр средств измерения и имеет разрешение органов надзора на применение в условиях опасных производств.

VDR (Vibro Data Recorder):

Программную основу мониторинга в структуре общей системы VDR, когда отсутствует специализированный компьютер АСУ-ТП, выполняет модуль с аналогичным названием. Он реализует верхний уровень мониторинга в системе.

Модуль VDR относится к классу современных электронных самописцев-анализаторов вибросигналов, в котором дополнительно реализованы функции экспертной вибрационной диагностики состояния оборудования. Основное назначение VDR - организация стационарного контроля параметров и диагностика состояния генераторов, насосов, вентиляторов, компрессоров.

Во встроенной в прибор экспертной диагностической программе реализован целый набор методов и средств, разработанных нашими сотрудниками. Это диагностика по спектрам вибросигналов, по мощности в полосах частот, по спектру огибающей вибросигнала, по эксцессу сигнала и т. д. Набор используемых диагностических правил, параметры и соотношения в этих правилах, доступны для настройки и уточнения пользователем.

Технические параметры модуля VDR:

VDM (Vibro Diagnostics Monitor):

VDM - одноканальный базовый модуль системы стационарного контроля вибрации. Он является основным модулем, количество которых в системе варьируется в широких пределах. На основании информации с этих модулей решается основная задача мониторинга - защита от аварийных режимов и контроль технического состояния оборудования.

Модуль устанавливается в стандартном крейте. Количество модулей в системе может меняться от 1 до 32 в зависимости от числа вибропреобразователей (датчиков), которые необходимо установить на технологическое оборудование. При использовании одного модуля, последний монтируется в индивидуальном металлическом корпусе, который имеет зажимы для наружного и внутреннего заземления. При большем количестве модулей они устанавливаются в общий корпус (стойку) без индивидуальных корпусов. Лицевые панели и зажимы внутренних заземлений подключаются к земле общего корпуса (стойки).

Питание модуля осуществляется от одного источника питания общего назначения с выходным стабилизированным напряжением 5 В.

Предназначение модуля:

• Измерение СКЗ вибросигнала, снятого с акселерометра, токовихревого датчика и с датчика с выходом по напряжению;
• Регистрация сигналов и спектров;
• Блокировка и сигнализация по величине СКЗ и в полосе частот.

Область применения модуля - взрывоопасные зоны помещений и наружных установок согласно маркировке взрывозащиты, гл.7.3 ПУЭ и другим нормативным документам, регламентирующим применение электрооборудования, расположенного вне взрывоопасной зоны и связанного внешними искробезопасными цепями с электрическими установками, установленными во взрывоопасной зоне.

Составные части модуля, уровень и вид их взрывозащиты по ГОСТ Р 51330.0-99

Основные технические данные и характеристики модуля VDM:

Защиты и блокировки, реализуемые в модуле VDM:

Каждый модуль типа VDM позволяет на основе анализа информации от датчика вибрации реализовать следующие защиты:

• Сигнализация о превышении вибрацией тревожного уровня с настройкой гистерезиса, количества и закона усреднений;
• Защита от превышения вибрацией аварийного уровня с возможностью настройки задержки и гистерезиса работы защиты;
• Сигнализация и защита от превышений мощности сигнала вибрации в полосах частот в спектре;
• Блокирование защит при повреждении цепей датчика.

Устройство согласования УСО:

Устройство согласования УСО с драйвером проксиметра AS-1 и усилителем заряда AV-1. Набор драйверов (модулей сопряжения датчиков с первичными модулями марки VDM) определяется видом контролируемого оборудования (один датчик - один драйвер).

Датчики вибрации:

Акселерометр DV-1 с соединительным кабелем. Позволяет измерять виброускорение в диапазоне рабочих частот 5-5000 Гц до 100 м/с².

Датчик токовихревой DS-1 в режиме измерения вибрации вала. Два датчика, установленные на валу под углом -45 и 45 градусов, позволяют диагностировать большее количество дефектов. Также можно построить и наглядно посмотреть орбиту перемещения тяжелой точки вала.

Датчик токовихревой DS-1 в режиме измерения осевого сдвига вала. Два таких датчика, установленных в одной плоскости, позволяют измерять осевой сдвиг вала и изгиб вала.

TDM (Temperature Diagnostics Monitor):

TDM - модуль измерения температуры элементов оборудования, использующий термометры сопротивления по трехпроводной схеме. Один модуль может контролировать температуру до 8 различных точек одного агрегата. Для этого используются 8 термометров сопротивления. Связь модуля с УСО температуры производится по четырем линиям.

Модуль типа TDM позволяет организовывать системы сигнализации и блокировки по сигналам от датчиков температуры. Настройка срабатывания этих систем производится по любому алгоритму - превышение, понижение, выход контролируемого сигнала из заданного диапазона температур.

MDM (Motor Diagnostics Monitor):

MDM - модуль мониторинга, диагностики и контроля состояния электродвигателя. Его уникальной возможностью является анализ состояния короткозамкнутой клетки ротора, контроль состояния взаимного монтажа ротора и статора, диагностика электромагнитных дефектов в статоре. При помощи этого модуля можно измерять и контролировать сопротивление изоляции статора и подводящего кабеля электродвигателя 380 вольт в процессе работы.

Модуль типа MDM может обеспечивать защиту электродвигателя от следующих режимов:

• Перекос питающих напряжений;
• Утечка в электродвигателе или питающем кабеле (при установке на питающем кабеле дифференциального трансформатора - может входить в состав поставки);
• Перегрузка двигателя.

R500 - контроль изоляции высоковольтных электродвигателей по частичным разрядам:

Модуль R500 - это автономный регистратор частичных разрядов с микропроцессорным управлением, работающий в промышленном диапазоне температур, применяемый для диагностики состояния изоляции энергетического оборудования высокого напряжения. Модуль предназначен для выявления первичных признаков аварийного состояния изоляции по частичным разрядам на ранних стадиях.

Основные параметры модуля:

Модуль имеет 15 измерительных каналов (каналы 1- 15) для замера частичных разрядов и 1 шумовой канал (канал 16). Все 16 каналов изолированы, имеют идентичные токовые цепи, имеют защиту от помех и фильтрацию верхних частот. Модуль R500 фиксирует сигналы с частотой в пределах 1 МГц - 20 МГц.

Основными датчиками для контроля частичных разрядов являются конденсаторы связи или термометры сопротивления, заложенные в обмотку.

Перед каждым измерением R500 самостоятельно осуществляет калибровку и тестирование. При выявлении каких-либо неполадок сухой контакт реле состояния размыкается и на дисплее R500 высвечивается соответствующее сообщение. Аналогичным образом модуль реагирует на отсутствие электропитания.

Результаты выполненных замеров по всем активным измерительным каналам сопоставляются с пороговыми значениями. При достижении порога тревожного состояния сухой релейный контакт тревожного состояния замыкается и включается индикатор тревожного состояния (желтый). При достижении порога аварийного состояния R500 выполнит дополнительный замер и, в случае если данные подтвердятся, сухой релейный контакт аварийного состояния замыкается и включается индикатор аварийного состояния (красный). В случае подтверждения аварийного состояния ВСЕ данные по замеру будут сохранены в памяти модуля.

SDM (System Diagnostics Monitor):

Модуль SDM отвечает за управление функциями:

• Регистрации - для каждого типа диагностической процедуры производятся специализированные считывания сигналов. Например, для "основного" мониторинга и оценки остаточного ресурса оборудования производится считывание сигналов в стандартном диапазоне от 10 до 1000 герц. Для диагностики состояния подшипников качения, проводимой по спектру огибающей сигнала, регистрация производится в диапазоне до 5 000 герц. Для диагностики "агрегатных проблем", например, качества центровки производится синхронное считывание по всем каналам, контролирующим данный агрегат, для чего по сигналу от модуля SDM регистрация производится строго одновременно по всем каналам;
• Первичной обработки и подготовки сигналов от датчиков, необходимой для проведения диагностики технического состояния оборудования.

Диагностические возможности системы мониторинга:

Экспертная диагностическая система "Атлант" находится на компьютере и реализует практически все известные в настоящее время алгоритмы диагностики технического состояния оборудования (по СКЗ, по форме сигнала, по спектру, кепстру, спектру огибающей и т. д.). В дополнение к встроенным алгоритмам диагностики в центральном компьютере имеется возможность написания диагностических правил оперативным персоналом (конечно имеющим необходимую подготовку), которые могут учитывать наработки, появляющиеся в процессе эксплуатации оборудования.

Организация обслуживания по техническому состоянию:

Особое место в системе мониторинга и диагностики занимает экспертная система "Аврора", реализующая все функции системы обслуживания оборудования по техническому состоянию, эффективно заменяющая всем известную систему ППР. В этой программе есть полный набор функций по оценке остаточного ресурса, поиску основных дефектов, планированию сроков проведения ремонтов, оценке качества выполненных ремонтов. Системой "Аврора" в автоматическом режиме ведется весь документооборот, сопровождающий эксплуатацию оборудования.

Программное обеспечение "Аврора" рекомендована нефтеперерабатывающим предприятиям органами государственного надзора для перехода от системы ППР к системе ОТС (обслуживание по техническому состоянию), о чем имеется соответствующий документ.

Важным достоинством системы "Аврора" является то, что она может интегрировать в себе информацию от систем стационарного мониторинга и от переносных систем периодического контроля вибрационного состояния оборудования. В результате все оборудование предприятия оказывается вовлеченным в обслуживание по техническому состоянию, что существенно повышает эффективность его работы.