Одним из наиболее эффективных критериев оценки технического состояния машин и оборудования, согласно ГОСТ ИСО 10816-3, является интегральный показатель вибрации – среднеквадратическое значение виброскорости. Вовремя распознать и оповестить о превышении уровня вибрации, или автоматически остановить оборудование в критической ситуации – в большинстве случаев это необходимое и достаточное условие для того, чтобы не прибегать к использованию сложных диагностических алгоритмов и дорогостоящих измерительных систем.
Инженерно-технический коллектив компании ООО «ГлобалТест» имеет более чем 40-летний опыт разработки и производства пьезоэлектрических акселерометров. В настоящее время выпускается более 350 наименований виброизмерительной аппаратуры. Одним из направлений является производство датчиков виброскорости – преобразователей ускорения со встроенным электронным интегратором, осуществляющим преобразование входного воздействия ускорения в выходной сигнал, пропорциональный скорости. При этом показатель СКЗ (среднеквадратичного значения) виброскорости, как было отмечено выше, является одними из основных параметров для определения технического состояния агрегатов машин и оборудования. Т.е., если в реальном времени постоянно отслеживать показатель СКЗ виброскорости, а при превышении в течение определенного времени незамедлительно оповещать об этом оператора (либо останавливать работу механизма), то можно существенно сократить количество непреднамеренных остановок и поломок оборудования. Именно данную функцию и выполняет устройство, называемое вибровыключателем.
Таким образом, Вибровыключатель – это пьезоэлектрический датчик виброскорости со встроенным процессором и управляющим реле, которое размыкает или замыкает цепь питания подключенного оборудования, либо включает аварийно-предупреждающую сигнализацию при превышении в течение заданного времени уровня СКЗ виброскорости.
Программирование порогового значения, режима срабатывания, условий самовосстановления и прочих рабочих параметров датчика может осуществляться несколькими способами.
- При помощи пульта программирования SVProg (самостоятельное электронное устройство).
- На предприятии-изготовителе (рабочие параметры определяются при заказе).
- Посредством HART – протокола [1].
На сегодняшний день существует 4 типа вибровыключателей [2]. Вся серия SV01 внесена в Государственный реестр Средств Измерений РФ [3], а также может быть поставлена во взрывозащищенном исполнении класса 1ExibIICT4 [4]. Конструктивно, все исполнения выполнены в одном корпусе.
- SV01 имеет двухпроводную линию связи, разъем 5/8-24UNF, настройка при помощи пультаSVProg.
- SV01-01 отличается трехпроводной линией соединения, настройка при помощи пульта SVProg.
- SV01-02 имеет четырехпроводную линию соединения, позволяет параллельно измерять и передавать СКЗ виброскорости по токовому интерфейсу 4-20мА. Настройка при помощи пультаSVProg.
- SV02 сочетает в себе все вышеперечисленные функции, но главное его преимущество – это поддержка цифрового промышленного HART-протокола, который используется как для передачи данных по токовой петле 4-20 мА, так и для настройки параметров срабатывания вибровыключателя.
В HART-протоколе используется внедрение цифровых коммуникаций в аналоговый токовый сигнал. Для представления двоичных 1 и 0 используются высокочастотные синусоидальные сигналы 1200 Гц и 2200 Гц соответственно. Эти синусоидальные сигналы накладываются на сигнал постоянного тока.
Среднее значение синусоидального сигнала равно нулю, поэтому, независимо от того, какая цифровая последовательность передается, она не вносит изменения в существующий токовый сигнал.
Если считывания показаний с датчиков производится в цифровой форме и аналоговый сигнал 4-20 мА не нужен, то возможно подключение нескольких датчиков к одной паре проводов, тем самым производится несколько измерений одним прибором одновременно. Считывание измеряемого параметра в цифровом виде сохраняет точность за счет устранения процесса цифро-аналогового и аналогово-цифрового преобразования сигнала 4-20 мА., при этом токовый выход всех датчиков устанавливается в значение 4 мА. Следует иметь в виду, что на посылку цифровых сообщений затрачивается определенное время. Это может оказаться неприемлемым для систем, требующих быстродействующей обратной связи.
Функции вибровыключателя SV02, программируемые по HART – протоколу:
-
Величина задаваемого порога срабатывания (СКЗ);
-
условия выдачи сигнала срабатывания;
-
режим срабатывания;
-
задержка контроля вибрации (после установления рабочего режима или самовосстановления);
-
функция реле (размыкание/замыкание).
Внешний вид вибровыключателя SV02.
Примеры схем подключения:
Основные технические характеристики:
| Наименование | Размерность | SV02 |
| Частотный диапазон на уровне -1 дБ |
Гц |
10…1 000 |
| Величина задаваемого порога срабатывания (СКЗ)/ минимальный шаг задания порога срабатывания |
мм/с |
1…99,9/0,1; 100…200/1 |
| Условия выдачи сигнала срабатывания |
– |
Непрерывное превышение информативным сигналом порогового значения в течении 0-9 с |
| Режим срабатывания |
– |
С блокировкой или с самовосстановлением |
| Задержка контроля вибрации (после установления рабочего режима или самовосстановления) |
с |
0 или 20 |
| Параметры контакта реле: – ток коммутации – напряжение коммутации |
А; В |
0… 1 ; 12… 25 |
| Диапазон измерения СКЗ виброскорости |
мм/с |
0,2…20; 0,4…40; 0,6…60; 0,8…80; 1…100; 1,2…120; 1,4…140; 1,6…160; 1,8…180; 2…200 (Устанавливается при выборе порога срабатывания) |
| Коэффициент преобразования по виброскорости в токовый сигнал 4 – 20 мА (± 3%) |
мА•с/мм |
0,8; 0,4; 0,27; 0,2; 0,16; 0,13; 0,11; 0,1; 0,09; 0,08 (Устанавливается при выборе порога срабатывания) |
| Рабочий диапазон температур |
ºС |
-40 …+85 |
| Масса (без кабеля) |
г |
120 |
Авторы:
1. Редюшев Андрей Андреевич, испольнительный директор ООО «ГлобалТест»
2. Рунич Алексей Александрович, инженер технической поддержки ООО «ГлобалТест».
[1] ООО «ГлобалТест» является членом Ассоциации FieldComm Group.
[2] Перечень вибровыключателей http://globaltest.ru/ru/katalog/datchiki/vibrovyklyuchateli/
[3] Свидетельство об утверждении типа средств измерений RU.C.28.769.A №66769
[4] Сертификат соответствия взрывозащищенного оборудования RU C–RU.ГБ04.В.00660)