2011/05: Megbízható gépvédelem rezgéskapcsolóval, csapágyfigyelő- vagy kopogásfigyelő-távadóval

GyártásTrend 2011/05

Megbízható gépvédelem intelligens rezgéskapcsolóval, csapágyfigyelő-távadóval vagy kopogásfigyelővel

Forgó- és alternáló-gépek esetén védelemük egyik hatásos módszere a berendezés által keltett rezgések figyelése, a túlzott mértékű, gépet, kapcsolódó berendezéseit és környezetét egyaránt veszélyeztető rezgésszint kialakulásának megakadályozása. E feladat egyszerű, ugyanakkor megbízható ellátására szolgálnak költségkímélő, programozható elektronikus rezgéskapcsolók.

Rezgéskapcsolók alkalmazása, működése

Rezgéseket számos termelő berendezés, motor, ventilátor, szivattyú, kompresszor, stb. kelt. A berendezés által keltett rezgésszint – kivételes esetektől eltekintve – arányos a gép állapotával. Ez esetben a termelés, a gép és környezetének alapvető védelmére, nagyobb károk kialakulásának megakadályozására célszerű rezgéskapcsoló alkalmazása.

A rezgéskapcsoló funkciója szerint méri a védeni kívánt eszköz rezgését, illetve egy beállított határérték szerint minősíti azt. A határérték túllépésének függvényében a rezgéskapcsoló határozott, kétállapotú kimenő jelet szolgáltat, mellyel a gépvédelmi funkció indítható. Az egyszerűnek látszó feladat megvalósítható például mechanikus vagy elektronikus elemekből.

Mechanikus helyett precíz, elektronikus rezgéskapcsolók

A mechanikus rezgéskapcsolók általában – egyszerű szerkezetüknél fogva – kevésbé hangolhatók egy-egy alkalmazáshoz. A mechanikus szerkezet érzékenysége frekvenciától erősen függő, és nem mindig találkozik a védendő gép által keltett rezgések jellemzőivel, ennek hatása lehet jobb esetben a hamis riasztás, rosszabb esetben a védelmi funkció meghiúsulása. Felépítéséből adódik, hogy külső eszközök nélkül például távoli nyugtázás/élesítés, indítási- és riasztási késleltetés, határérték-változtatás nem lehetséges, emiatt számos korlátozással alkalmazható, különösen változó vagy automatikus üzemű berendezések védelmére.

Az elektronikus rezgéskapcsolók a mechanikus szerkezetből adódó hátrányok kiküszöbölését célozzák meg. Az érzékelő elem ezekben az eszközökben általában piezoelektromos rezgésérzékelő, melynek köszönhetően jól specifikálható frekvencia-tartomány, linearitás, átvitel jellemzi a rezgésmérést.

Rezgéskapcsolók új generációja – elektronikus érzékelő, jelfeldolgozó, kiértékelő

Az elektronikai jelfeldolgozók méretének és árának csökkenésével ma már ezen elemek a rezgéskapcsolók részét képezik, így azok számos állítható paraméterrel rendelkeznek. A rezgésszintre vonatkozó határérték beállítása alapvető funkció, a mechanikus eszközhöz képest lényeges különbség a pontosság, és a beállítási tartomány mértéke. Az elektronikus feldolgozással olyan különleges jellemzők is könnyedén kialakíthatók, mint a kapcsolási hiszterézis, a rugalmas határérték-váltás, a környezeti rezgésszinttől függő aktiválás, sőt, a mikroprocesszoros jelfeldolgozásnak köszönhetően akár bonyolultabb kiértékelés, illetve üzemmód is megvalósítható.PCB 685B elektronikus rezgéskapcsoló-család

A beépített rezgésérzékelők által szolgáltatott rezgés-információ minősége biztosíthatja a szabványos kiértékeléssel való összevetést, az eszköz pontos, kalibrált beállítását, ami például különösen hasznos lehet például garanciális feltételek teljesítéséhez. Egyes rezgéskapcsolók lehetővé teszik a nyers rezgésjel kivezetését is. Ezek a kimenetek egyrészt kalibrációt, a működés ellenőrzését szolgálhatják, de lehetőséget adnak külső rezgéselemző műszer vagy állapotfelügyeleti rendszer csatlakoztatására.

Rezgéskapcsolók illesztése – közvetlen vezérléstől a PLC kapcsolatig

Az elektronikus rezgéskapcsolók egyes változatai jól látható, helyszíni LED indikációval is rendelkeznek, valamint számos nyugtázási és élesítési lehetőséget biztosítanak, ezzel a helyszíni kezelést, illesztést teszik könnyebbé. Az „intelligens”, mikroprocesszoros vezérlésű rezgéskapcsolók között fellelhető az elektronikus, például soros kommunikációs porton (RS-485, USB) keresztül történő programozás is.

Az elektronikus beállítás számos előnyt kínál: a rezgéskapcsoló gyorsan, esetleg távoli kapcsolattal is beállítható, mindez a digitális adatátvitel miatt pontos értékek megadásával lehetséges. Az adott rezgéskapcsoló teljes konfigurációja elektronikus állományba menthető, egyúttal a beállítás részletesen dokumentálható, eszköztől függetlenül is ellenőrizhető. A digitális jelfeldolgozással a rezgéskapcsoló vezetékezése, alkalmazása továbbra is egyszerű marad, a normál relé kimenetű rezgéskapcsoló eszközök helyére minimális változtatással beköthetők, illetve igény szerint programozhatók a relé kimeneti (záró/nyitó, reteszelő) üzemmódja.

Az elektronikus rezgéskapcsolók változatos körülmények között is megállják helyüket, megfelelő tokozással akár robbanásveszélyes környezetben is alkalmazhatók, nagy hőmérsékleti-tartományban üzemképesek, emellett karbantartási igényük gyakorlatilag nincs.

Az elektronikus rezgéskapcsolókat és az érzékelő-jelfeldolgozó konfigurációkat összevetve előbbiek megbízhatóbbnak tekinthetők a kevesebb kábelezési, bekötési hibalehetőség miatt. A zárt egység miatt kisebb esély van az illesztésből adódó konfigurálási hibára (például érzékenység-beállítás), valamint a kompakt kivitel miatt mechanikai és elektromos hatásokkal szemben is ellenállóbb lehet. A kevesebb elemből álló konfiguráció miatt ráadásul az összesített költség is lényegesen kedvezőbb szinten tartható. Az elektronikus rezgéskapcsolók egyes változatai megfelelnek a vegyi- és olajipari létesítményekre vonatkozó szigorú kritériumoknak, így alkalmazásuk robbanásveszélyes környezetben is lehetséges.

PCB 686B Smart – az „intelligens” rezgéskapcsolók beállítása

A PCB 686B Smart elektronikus rezgéskapcsoló-család igen változatos paraméterezhetőséggel rendelkezik, beállításuk mégis egyszerű, az USB-illesztésnek és beállító programjának köszönhetően. A PCB 686B Smart rezgéskapcsolókban többek között állítható a figyelmeztetési és riasztási szint, a bekapcsolási és riasztási késleltetés, a hiszterézis, az indítási szint vagy blokkolás, a riasztási kimenet módja, valamint az indítást vezérlő környezeti rezgésszint. Mindezen paraméterek egészen finom beállítást tesznek lehetővé, melyek által a gép működési jellemzői jól definiálhatók a hatásos gépvédelem kialakítása érdekében.

A PCB 686B Smart család a környezeti hatásokkal szemben is több opciót kínál a páncélozott kábelezésen át a robbanásbiztos tokozásig. A számos funkció és opció ellenére PCB 686Bxx Smart család kedvező árfekvésű.

PCB686B01 elektronikus rezgéskapcsoló beállítasi lehetőségei (forrás: PIM)PCB 686B programozhazó elektronikus rezgéskapcsoló

PCB 649Ax1 dugattyúsgép-védelmi kopogásfigyelő távadó

A dugattyús berendezések számos elemének működése, illetve azok hibái ütés jellegű rezgésjelenségekkel állnak összefüggésben. Ezek az ütések általában igen magas amplitúdóval viszont nagyon kis időtartammal rendelkeznek. Az impulzusok a hagyományos rezgésérzékelőket könnyen rezonanciába, túltelítésbe vihetik, hamis riasztást adva, míg a mechanikus kapcsolók működtetését az alacsonyabb frekvenciájú lengések válthatják ki hamarabb. A szokásos forgógépek elemzési eljárásához képest tehát más érzékelőre, jeltartalomra, sőt, a megfelelő kiértékeléshez is hatékonyabb eljárásra van szükség. A PCB 649A sorozatú érzékelőket e szempontok szerint tervezték dugattyús berendezések védelmének ellátására.
PCB64901 dugattyús gép védelmi távadó működése (forrás: PCB)

A PCB 649A sorozatú dugattyúsgép-védelmi távadó összetett eszköz. Az impulzusok pontos detektálására nagyfrekvenciás piezoelektromos rezgésérzékelőt alkalmaz, míg beépített szűrővel az alacsony frekvenciás zavaró rezgéseket szűri ki. Az ütések, fellazulások, kopogások figyelését mikroprocesszoros feldolgozással végzi, melynek segítségével a távadó kimeneti üzemmódja is állítható. A kopogásfigyelő távadó beállítható a határérték alatti rezgésimpulzusok csúcsértékével és/vagy a határérték feletti, a hibára utaló impulzusok számával súlyozottan arányos kimenő jel adására. Ez az eljárás jobban tükrözi a kopogó elemek, például szelepek, keresztfej állapotának változását, ezáltal dugattyúsgépeken is hatásosabb védelem alakítható ki használatával.

Összefoglalva megállapítható, hogy az elektronikus rezgéskapcsolók és távadók alkalmazása nem csak műszakilag, de gazdaságilag is előnyös alternatívát jelent mind a mechanikus kapcsolókkal, mind az érzékelő-jelfeldolgozó konfigurációkkal szemben.

Rahne Eric  (PIM Kft.)
pim-kft.hu
gepszakerto.hu

 

Kapcsolatfelvétel

A publikáció tartalmát szerzői jogok védik, ennek (akár csak részben történő) felhasználása, elektronikus vagy nyomtatott tovább-publikálása csak a forrás és a szerző nevének feltüntetése mellett, valamint a szerző előzetes írásos engedélyének megléte esetén megengedett. A szerzői jogok (Copyright) megsértése jogi következményekkel jár.