Megbízható gépvédelem rezgéskapcsolókkal (típusválaszték, alkalmazási területek)

Elektronikus rezgéskapcsolók – a megbízható gépvédelem alapvető eszközei

A hatékony, versenyképes termelés megköveteli a termelési folyamatok és gyártógépek fokozott üzembiztonságát. Emellett a környezetvédelmi és biztonságtechnikai szempontok is egyre nagyobb súllyal hatnak a jelentős, vagy kritikus termelési vagy saját értéket képviselő berendezések védelmének ellátására. Forgógépek és alternáló gépek esetén egyaránt a védelem egyik hatásos módszere a berendezés által keltett rezgések figyelése. A túlzott mértékű – gépet, kapcsolódó berendezéseit és környezetét veszélyez­tető – rezgésszint kialakulásának megakadályozását legegyszerűbben és legmegbízhatóbban az úgy­nevezett rezgéskapcsolók szolgálják.

Rezgéskapcsolók alkalmazása

A legtöbb termelő berendezés (motor, ventilátor, szivattyú, kompresszor, …) működése közben rezgéseket kelt. A berendezésen mérhető rezgésszint pedig (ritka kivételektől eltekintve) arányos a gép állapotával. Ez esetben a termelés, a gép és környezetének alapvető védelmére, nagyobb károk kialakulásának meg­akadályozására célszerű rezgésfigyelést megvalósítani, melynek egyik legegyszerűbb és leggazdaságosabb megoldása a rezgéskapcsolók alkalmazása.

Rezgéskapcsolók működése, kialakítása

A rezgéskapcsoló funkciója szerint méri a védeni kívánt eszköz rezgését, majd egy beállított határérték szerint minősíti azt. A határérték túllépésének függvényében a rezgéskapcsoló kétállapotú kimenő jelet szolgáltat, méllyel a gépvédelmi funkció indítható. Az első olvasatra egyszerűnek látszó feladat meg­valósítható például mechanikus vagy elektronikus elemekből is. (De egyikkel sem egyszerű!)

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 következtében előfordul 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. E miatt csak 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-tartománnyal és átviteli jellemzőkkel bírnak.

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. Elektronikus eszközökkel könnyedén megvalósíthatók különböző időzítési, késleltetési funkciók, melyek a berendezés indítási vagy terhelés-váltási szakaszaiban hasznosak a hamis riasztások, leállítások elkerülésére.

PCB 685B sorozatú rezgéskapcsoló család
1. ábra: PCB 685B sorozatú, elektronikus rezgéskapcsoló számos állítási lehetőséggel, robbanásbiztos tokozással

A rezgéskapcsolók új generációja

Az elektronikai feldolgozás szintjének emelésével olyan különleges jellemzők is könnyedén kialakíthatók, mint hiszterézis, a rugalmas határérték-váltás, vagy a mozgó referencia-szint képzése, tárolása és ehhez képest történő kiértékelés.

A beépített rezgésérzékelők által szolgáltatott rezgésjel minősége biztosítja a szabványos kiértékeléssel való összevethetőséget, az eszköz pontos, kalibrált beállítását. Egyes rezgéskapcsolók lehetővé teszik a bufferelt rezgésjel kivezetését is – áram- vagy feszültség-jelekkel. Ezek a kimenetek egyrészt kalibrációt vagy működés-ellenőrzési lehetőséget szolgálhatják, de lehetőséget adnak külső rezgéselemző műszer, állapotfelügyeleti rendszer csatlakoztatására is. Az elektronikus rezgéskapcsolók egyes változatai jól látható, helyszíni LED jelzőkkel is rendelkeznek, valamint számos nyugtázási és élesítési lehetőséget biztosítanak.

Az „intelligens”, mikroprocesszoros vezérlésű rezgéskapcsolók között fellelhető az elektronikus, például soros kommunikációs porton (RS-485, USB) keresztül történő programozás. 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.

Rezgéskapcsoló bekötési blokkvázlata (forrás: PCB)
2. ábra PCB 686Bxx rezgéskapcsoló blokkvázlata (két vezetékes bekötés)

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 rezgéskapcsolók és az érzékelő+jelfeldolgozó típusú konfigurációkat összevetve előbbiek megbízhatóbbnak tekinthetők a kevesebb kábelezési, bekötési hibalehetőség miatt. Ezen túl kisebb esély van az illesztésből adódó konfigurálási hibára (például téves érzékenység-beállítás), valamint a kompakt kivitel miatt ellenállóbb a mechanikai és elektromos hatásokkal szemben is. Ráadásul az összesített költség is a legtöbb esetben kedvezőbb.

PCB 686B – az „intelligens” rezgéskapcsolók

A PCB 686B elektronikus rezgéskapcsoló-család igen változatos paraméterezhetőséggel rendelkezik, beállításuk mégis egyszerű, az USB-illesztésnek és beállító programjának köszönhetően. A PCB 686B 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, sőt, a riasztási szint referencia-képzése. A programmal az egyes jellemzők kényelmesen módosíthatók, a konfigurációk elmenthetők, dokumentálhatók.

PCB 686B sorozatú intelligens rezgéskapcsoló család
3. ábra: PCB 686B sorozatú, USB programozású rezgéskapcsoló (bal: robbanásbiztos tokozással)

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

Összefoglalva megállapítható, hogy az elektronikus rezgéskapcsolók alkalmazása – néhány ritka kivételtől eltekintve – nem csak műszakilag, de gazdaságilag is előnyös alternatívát jelent mind a mechanikus kapcsolók­kal, mind az érzékelő+jelfeldolgozós összeállításokkal szemben.

PCB 686B sorozatú rezgéskapcsoló konfigurációs programja (forrás: PIM)
4. ábra: PCB 686B sorozatú rezgéskapcsolók konfigurációs programjának felülete

 

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