Monitoring drgań i monitorowanie stanu maszyn — czujniki, okablowanie i systemy

Z czego składa się tor pomiarowy

1. Czujnik i montaż — akcelerometr AC (IEPE) do analizy drgań lub czujnik 4–20 mA do systemu sterowania, zamocowany na szpilce, podstawie klejonej lub magnesie.

2. Przewód — zintegrowany z czujnikiem albo podłączany złączem, z powłoką dobraną do warunków pracy (PUR, FR, HFFR, FEP, oplot).

3. Punkt przyłączeniowy — wspornik z gniazdem BNC przy maszynie, skrzynka przyłączeniowa lub przełączająca dla wielu czujników albo puszka połączeniowa, w której przewody czujników łączy się z przewodem wielożyłowym.

4. Odbiór sygnału — przenośny kolektor danych lub miernik, moduł na szynie DIN, sterownik PLC, system DCS lub SCADA albo system monitoringu online.

Planowanie warto zacząć od końca: urządzenie odbierające sygnał określa typ czujnika, a rozmieszczenie maszyn i szaf sterowniczych — przebieg przewodów i miejsca punktów przyłączeniowych.

Monitoring okresowy (offline)

W pomiarach okresowych diagnosta przechodzi trasą pomiarową z przenośnym kolektorem danych. Czujnik może być mocowany magnesem przy każdym pomiarze, ale na wielu maszynach lepiej sprawdza się czujnik zamontowany na stałe i wyprowadzony przewodem do dostępnego miejsca. Pomiar jest wtedy wykonywany zawsze w tym samym punkcie i kierunku, bez zdejmowania osłon i bez zbliżania się do elementów wirujących.

• Przyłącza punktów pomiarowych — wsporniki z gniazdami BNC i moduły przyłączeniowe dla pojedynczych punktów.

• Skrzynki przyłączeniowe — osobne gniazdo dla każdego czujnika w jednej obudowie.

• Skrzynki przełączające — wybór kanału przełącznikiem i odczyt wielu czujników przez jedno złącze; są też wersje do czujników trójosiowych i wersje z wyjściem drgań i temperatury.

• Przewody do kolektorów danych — połączenie punktu pomiarowego z przyrządem.

Do szybkiej oceny stanu bez stałej instalacji służą zestawy do pomiaru drgań — przenośne mierniki z czujnikiem, magnesem i sondą, mierzące prędkość drgań i stan łożysk.

Monitoring ciągły (online)

W monitoringu ciągłym sygnał z czujnika trafia do systemu na stałe.

• Czujniki 4–20 mA → PLC, DCS, SCADA — wartość ogólna drgań widoczna w systemie sterowania, z trendem oraz progami ostrzeżenia i alarmu.

• Akcelerometry IEPE → system monitoringu online — pełny sygnał dynamiczny do automatycznej analizy widm i obwiedni.

• Akcelerometry IEPE → moduły na szynie DIN — w kategorii systemy monitorowania są moduły zasilające czujniki IEPE i przetwarzające ich sygnał na wyjścia 4–20 mA lub 0–10 V; część z nich ma też buforowane wyjście AC do zbierania danych.

• Funkcje alarmowe — wyłączniki drgań z wyjściem przekaźnikowym oraz wyświetlacze z funkcją wyłącznika drgań, np. do czujników z serii HS-420 i HS-422.

Moduły zasila się z modułów zasilania i montuje w obudowach modułów. Między skrzynkami przy maszynach a szafą sterowniczą stosuje się przewody wielożyłowe, a przewody czujników łączy się z nimi w puszkach połączeniowych.

Rozwiązania łączone

Pomiary okresowe i ciągłe nie wykluczają się. Czujnik 4–20 mA z dodatkowym wyjściem AC przekazuje wartość ogólną do sterownika, a sygnał dynamiczny — do gniazda w skrzynce przyłączeniowej, z którego korzysta diagnosta. Niektóre skrzynki przełączające mają zaciski przygotowane do późniejszej rozbudowy o system online, dzięki czemu instalację można rozwijać etapami.

Uruchomienie i kontrola toru

Po montażu sprawdź każdy tor pomiarowy. Tester akcelerometrów weryfikuje działanie czujnika, przewodu i napięcie polaryzacji, a symulator akcelerometru podaje sygnał o znanym poziomie, którym można sprawdzić monitory i obwody alarmowe bez uruchamiania maszyny. Zasady prawidłowego montażu czujników opisujemy w artykule o montażu czujników drgań.

Jeśli planujesz system dla wielu maszyn, przygotuj listę punktów pomiarowych z typem maszyny, prędkością obrotową, warunkami pracy i odległością do szafy sterowniczej — na tej podstawie łatwiej dobrać czujniki, obudowy i przewody. Listę możesz przesłać w formularzu kontaktowym albo od razu dodać produkty do zapytania ofertowego.