Inteligentny bezpiecznik drgań firmy IMI Sensors

     Maszyny wirnikowe są bardzo często narażone na niszczące siły z powodu nieprawidłowych warunków pracy oraz niezauważonych pomniejszych usterek, co z kolei może prowadzić do kosztownych awarii.  Przykładowo brud zbierający się na łopatkach wirnika powoduje wytworzenie dużych sił odśrodkowych (niewyważenia), które są przenoszone na łożyska, co w rezultacie może doprowadzić do awarii. Siły te generują drgania, które mogą zostać zmierzone i dostarczyć odpowiednio wczesnego ostrzeżenia. Dzięki temu można znaleźć usterkę oraz ją wyeliminować zanim doprowadzi ona do przestoju lub katastrofy. Tutaj z pomocą przychodzą nam bezpieczniki drgań, które mogą zostać wykorzystane w celu monitorowania wibracji i wyłączenia urządzenia zanim nastąpią zniszczenia.

     Bezpiecznik drgań IMI 686B jest prostym urządzeniem ochronnym, które mierzy wibracje oraz wyzwala alarm lub wyłącza maszynę jeśli drgania przekroczą ustawiony przez użytkownika poziom. Bezpiecznik drgań monitoruje wibracje spowodowane przez: niewyważenie, przesunięcia, luzy, zużyte łożyska, zepsute koła zębate czy brak smarowania.

     Bezpieczniki drgań z wbudowanym przekaźnikiem lub bezpieczniki drgań z wbudowanym przetwornikiem prądowym 4-20 mA są często używane do ochrony urządzeń.

     Dawniej jednym z najbardziej popularnych bezpieczników drgań był mechaniczny bezpiecznik drgań. Mechaniczne bezpieczniki drgań są popularne ze względu na swój niski koszt oraz łatwość instalacji (niewymagającej zasilania elektrycznego). Niestety są z nimi związane następujące problemy: nie mogą zostać skalibrowane w celu zapewnienia dokładności oraz powtarzalnej amplitudy drgań, reagują lepiej na udar niż na drgania oraz są bardzo często kalibrowane w terenie poprzez „upuszczenie młotka". Mechaniczne bezpieczniki nie reagują poprawnie nawet na wysoki poziom drgań, często są również ustawione na zbyt wysokie poziomy w celu uniknięcia fałszywych alarmów, nie posiadają również możliwości opóźnienia wyzwolenia alarmu.

     Inną kategorią bezpieczników drgań są elektroniczne bezpieczniki drgań, które typowo wykorzystują wbudowany, precyzyjny czujnik przyśpieszenia w celu precyzyjnego pomiaru poziomów przyśpieszenia, również są dostępne jednostki wykorzystujące zewnętrzne czujniki przyspieszenia. Bezpiecznik zawiera czujnik przyśpieszenia, płytkę oraz jeden lub więcej mechanicznych przekaźników lub przekaźników statycznych. Wewnętrzne obwody monitorują poziom drgań czujnika i porównują do ustawionej przez użytkownika wartości progowej lub wartości alarmu. Gdy poziom drgań przekracza próg przekaźnik zostaje aktywowany.

    Typowe elektroniczne bezpieczniki drgań posiadają kilka przewag w stosunku do jednostek mechanicznych. Nie posiadają ruchomych części, są bardziej niezwodne oraz są bardziej dokładne a ich pomiary bardziej powtarzalne. Opóźnienie czasowe może zostać użyte w celu uniknięcia fałszywych alarmów podczas włączenia bezpiecznika, rozruchu maszyny, oraz tych wszystkich przypadków w których poziom drgań jest wysoki przez krótki czas. Kondycjonowanie sygnału typu ICP® może zostać wykorzystane do zintegrowania wyjścia akcelerometru w celu osiągnięcia stabilnego sygnału prędkości oraz obliczenia  powtarzalnego sygnału RMS. Wadami elektronicznych bezpieczników drgań mogą być: koszt (który może przekraczać 3 lub 4 razy koszt jednostki mechanicznej), wymagają zasilania oraz muszą być zintegrowane ze sterownikiem PLC lub urządzeniem alarmującym. Dodatkowo pozostają dość masywne w budowie pomimo tego, że są mniejsze od jednostek mechanicznych.[M1]

     Inteligentny wyłącznik drgań IMI 686B  jest nowym typem urządzenia przeznaczonym do monitorowania stanu urządzeń oraz ich ochrony. Został zaprojektowany jako tanie narzędzie posiadające zdolność generowania alarmu oraz inicjowania wyłączenia maszyn średniej wielkości takich jak silniki elektryczne, pompy, wieże chłodnicze, wentylatory i kompresory. Bezpiecznik drgań został zaprojektowany jako jednostka uniwersalna, włączając w to możliwość zasilania: od 24 do 265 VAC lub VDC, możliwość programowania w fabryce dzięki dwóm pinom oraz specjalnemu programatorowi USB. Dodatkowo próg wibracji urządzenia może zostać ustawiony elektronicznie poprzez dotknięcie czujnika przez zewnętrzny magnes (zgłoszony patent oraz znak handlowy) – MAVTTM. Konstrukcja urządzenia umożliwia połączenie równoległe kilku jednostek dla celów różnych aplikacji. Urządzenie jest w pełni samowystarczalne oraz hermetycznie zamknięte wewnątrz metalowej obudowy wykonanej ze stali nierdzewnej. Urządzenie z wyglądu przypomina przemysłowy czujnik przyśpieszeni. Pomiar bazuje na wartości true RMS prędkości drgań dzięki czemu inteligentny bezpiecznik drgań jest kompatybilny z innymi systemami oraz normą.

Rys. 1 Inteligentny bezpiecznik drgań IMI 686B

    Inteligentny bezpiecznik drgań firmy IMI Sensors model IMI 686B  programowany poprzez interfejs USB – specyfikacja techniczna:

• Próg alarmu (±10 %): 4,5 do 90 mm/s
• Zakres częstotliwości (±3 dB): 2 do 1000 Hz
• Histereza (% < Próg alarmu): 3; 6 lub 10%
• Poziom referencyjny drgań: zależny lub niezależny
• MAVTTM: Ustawia próg na 2x aktualne drgania: włączony lub wyłączony
• Opóźnienie: Włączenie: ±1 s
• Opóźnienie: Rozruch (±1 s lub 1 min)(Czas): 1 do 60 s lub 1 do 30 min
• Opóźnienie: Rozruch (x Próg alarmu): x2, x4, x8, zablokowany
• Opóźnienie: Rozruch (Aktywność): aktywny lub nieaktywny
• Opóźnienie: Praca (±1 s): 1 do 60 s
• Przekaźnik (półprzewodnikowy): SPST, A lub B MOSFET
• Przekaźnik: NO, NC
• Zakres temp. pracy: - 40 do 85 ºC
• Maks. udar: 5000 g pk
• Stopień ochrony obudowy: IP68
• Zasilanie: 24 do 240 V DC / AC 50/60 Hz
• Prąd (Przekaźnik zamknięty): 500 mA
• Wymiary: Klucz: 1,25 cala
• Wymiary: Wysokość: 66 mm
• Waga: 148 gramMateriał obudowy: stal nierdzewna
• Złącze elektryczne: góra, 2 piny, MIL-C-5015
• Montaż: metryczna śruba montażowa

Rys. 2 Podstawowy sposób instalacji

Powyższy rysunek przedstawia typową instalację do użycia z z kontrolką lub (innym obciążeniem) gdzie prąd jest mniejszy niż 500 mA. Przełącznik resetujący nie jest wymagany, ponieważ Inteligentny bezpiecznik drgań jest ustawiony w tryb NL.

Rys. 3 Instalacja z zewnętrznym przekaźnikiem

Powyższy rysunek przedstawia typową instalację do użytku z zewnętrznym przekaźnikiem SPDT lub DPDT. Konfiguracja ta jest używana kiedy obciążenie wymaga >500 mA lub gdy przekaźnik DPDT jest używany do przełączania dwóch obwodów przy użyciu jednego Inteligentnego bezpiecznika drgań. Przełączanie może być NO, NC lub też jak pokazuje Rys. 3 mieszane. Przycisk resetujący może zostać wygodnie ulokowany gdziekolwiek wewnątrz pętli.

Aby dowiedzieć się więcej na temat czujników oraz innych produktach firmy PCB Piezotronics, skontaktuj się z przedstawicielami firmy.