Назначение
Системы автоматизированного диагностического обслуживания АСДО (далее -АСДО) предназначены для измерения параметров вибрации (виброперемещения, виброскорости), осевого сдвига, частоты вращения и вибромониторинга и виброзащиты промышленных агрегатов (газовых, паровых и гидротурбин, компрессоров, насосов, электродвигателей и т.п.), измерения деформаций и мониторинга напряжённо-деформированного состояния элементов конструкций, для измерения крутящего момента и параметрической диагностики, для измерения содержания компонентов в выхлопных газах и экологического мониторинга и экологических испытаний в условиях эксплуатации агрегатов.
Описание
АСДО являются проектно-компонуемыми изделиями, которые выпускаются в виде подсистем, содержащих измерительные каналы (ИК) параметров вибрации (виброперемещения, виброскорости), осевого сдвига, частоты вращения, деформации, температуры, крутящего момента и содержания компонентов (O2, CO, CO2, NO, NO2, SO2, CH4) в выхлопных газах.
По типам выполняемых измерительных функций в составе АСДО выделяют:
- подсистемы вибрационного мониторинга и диагностики СДО-ВМД;
- подсистемы вибрационного контроля и защиты СДО-ВЗ;
- подсистемы мониторинга напряженно-деформированного состояния СДО-НДС;
- подсистемы мониторинга динамических напряжений СДО-ДН;
- подсистемы параметрической диагностики СДО-ПМД;
- подсистемы экологического мониторинга и испытаний СДО-ЭМИ.
В состав АСДО могут входить подсистемы трибодиагностики СДО-ТД, выполняющие функции регистрации продуктов износа подшипников качения газотурбинных приводов газоперекачивающих агрегатов в виде металлических частиц в рабочем масле линии откачки.
Обобщенная структурная схема системы представлена на рисунке 1.
Принцип действия АСДО основан на преобразовании физических параметров датчиками в электрические сигналы, их усилении в блоках усиления и согласования БУС, дальнейшем преобразовании в блоках преобразования и обработки сигналов (БПО, БПОД, БПОКМ, БПОМЧ, БГА) на нижнем (агрегатном) уровне системы и передаче информации по каналам связи на автоматизированные рабочие места АРМ-01, АРМ-02 и сервер СРВ-01/-02 верхнего (цехового) уровня системы для визуализации и архивирования измеренных значений параметров состояния промышленного оборудования и анализа его работы. С блоков БПО возможна выдача измеряемых параметров с аналоговых выходов на внешние системы.
Цеховой уровень
Рисунок 1 - Обобщенная структурная схема систем АСДО (СОЦ - сетевое оборудование цеха; СОА - сетевое оборудование агрегата)
Каналы измерения вибрации и осевого сдвига в составе подсистем СДО-ВМД и СДО-ВЗ комплектуются блоком преобразования и обработки сигнала БПО, блоком усиления и согласования БУС и датчиками. В зависимости от условий эксплуатации и решаемых задач в качестве датчиков в каналах используются:
- для измерения абсолютной вибрации в составе подсистем СДО-ВМД и СДО-ВЗ: вибропреобразователи МВ-43 (Госреестр №16985-08); МВ-44 (Госреестр №21349-06); МВ-45 (Госреестр №25484-08); МВ-46 (Госреестр №34908-07); МВ-47 (Госреестр №41842-09); 3xx (Госреестр №39360-08); 6xx (Госреестр №36261-07); 64х (Госреестр №36255-07); 603С01 (Госреестр №48423-11); АР36 (Госреестр №22564-11); СА и СЕ (Госреестр №41149-09); BN-200xxx, BN-330xxx, BN-350xxx (Госреестр №41669-09); АР35, АС9хх, 357M149 (в составе АСДО);
- для измерения виброперемещений и осевого сдвига в составе подсистем СДО-ВМД и СДО-ВЗ: преобразователи СИЭЛ-1661, СИЭЛ-1662, СИЭЛ-1663, СИЭЛ-1664 (Госреестр №48506-11), ВП и ВПД (Госреестр №41665-09), TQ 4хх (Госреестр №41231-09); DS-105x/OD-105x/EC-100x (Госреестр №48025-11), BN-ППТ (Госреестр №15538-08), ТМ (Госреестр №40762-09); CMSS 60 (Госреестр №42919-09);
- для измерения частоты вращения в составе подсистем СДО-ВМД и СДО-ВЗ датчики, применяемые для измерения виброперемещения (см. выше).
Каналы измерения крутящего момента в составе подсистем СДО-ПМД комплектуются блоком преобразования и обработки сигнала БПОКМ и блоком усиления и согласования БУС с датчиком крутящего момента. В качестве датчика в каналах используются датчик крутящего момента из состава измерителя БИКМ М-106М (Госреестр №49684-12) или полномостовой датчик деформации серии Y с номинальным сопротивлением 350 Ом (Госреестр №49498-12).
Каналы измерения деформации в составе подсистем СДО-ДН и СДО-НДС комплектуются блоком преобразования и обработки сигнала БПОД и струнными датчиками деформации СДД (в составе АСДО), либо тензорезисторами на основе тонких плёнок TML типа AW (Госреестр №43174-09).
Канал измерения содержания компонентов выхлопного газа в составе подсистем СДО-ЭМИ комплектуется блоком газоаналитическим БГА.
Канал регистрации металлических частиц в составе подсистемы трибодиагностики СДО-ТД комплектуется блоками БПОМЧ и датчиками MetalSCAN.
Измерительные каналы могут комплектоваться и другими сертифицированными датчиками, при применении которых удовлетворяются метрологические характеристики, указанные в настоящем описании типа.
В блоках БПО формируются результаты измерений и расчетов контролируемых параметров, которые сравниваются с уставками и по сети передачи данных Ethernet передаются на сервер (СРВ-01, СРВ-02) с заданным в ПО периодом опроса. При этом среда передачи информации (100Base-T или 100Base-FX) выбирается в зависимости от удаленности подсистем от компьютерного оборудования цехового уровня.
Исполнения подсистем АСДО различаются количеством измерительных каналов и измеряемых параметров, конструктивным исполнением и комплектацией, наличием или отсутствием индикаторов на блоках преобразования и обработки сигналов, наличием или отсутствием световых сигнализаций, техническими характеристиками, значения которых не превышают предельных значений, указанных в настоящем описании типа.
Программное обеспечение
Программное обеспечение (ПО) систем состоит из:
- ПО нижнего уровня, установленное в блоках преобразования и обработки сигналов БПО, БПОД, БПОКМ, БПОМЧ, БГА, обеспечивает получение и обработку сигналов от датчиков и передачу измерительной информации на верхний уровень системы; оно является метрологически значимым и указанные в таблицах 2-5 метрологические характеристики измерительных каналов определены с его учетом. Доступ к ПО нижнего уровня у пользователей систем АСДО отсутствует;
- ПО верхнего уровня, установленное в компьютерах из состава АРМ-01, АРМ-02, СРВ-01 (СРВ-02), обеспечивает получение информации от оборудования нижнего уровня, архивирование на серверах СРВ-1 (СРВ-2) и визуализацию информации на АРМ-01, АРМ-02. Кроме того, ПО верхнего уровня обеспечивает конфигурирование ИК (выбор типов и количества ИК, диапазонов измерений, частоты опроса), а также разграничение прав доступа к информации. Выбор ПО верхнего уровня определяется используемыми в системе измерительными компонентами нижнего (агрегатного) уровня.
Идентификационные данные ПО верхнего уровня систем приведены в таблице 1.
Таблица 1 - Идентификационные данные ПО верхнего уровня АСДО
| Наименование ПО | Идентификационное наименование ПО | Номер версии ПО | Цифровой идентификатор ПО | Алгоритм вычисления цифрового идентификатора ПО |
| Insat MasterSCADA | MasterSCADA. exe | 3.5 | 9cfbcb4c8309c0a676c9e71 5143d2678 | по алгоритму MD5 |
| Lectus OPC and DDE Toolkit | ServOPC.exe | 3.9 | 440ea56ac9681a77c10ff102f5 ba1022 |
| OPC Сервер B&K Vibro | SIMSOPCSrv.exe | 3.00 Build 125 | 2c5807e9915d16343059e0839 9c95579 |
| OPC Сервер Phoenix contact | PcosOpc.exe | 2.2.0.056 | 7a61b46923f37b4ebf13303 f9dc706cb |
| SKF @ptitude Observer | ObserverWinUI.exe | 8.4.6 | 884b31bd29e3339e89ce55d 807adb515 |
ПО верхнего уровня систем обеспечивает ограничение прав доступа к настроечным параметрам и измерительной информации с помощью паролей в соответствии с заданными правами пользователя.
Информационный обмен подсистем с компьютерным оборудованием цехового уровня базируется на использовании стандартных сетевых (TCP/IP) протоколов обмена. Способы хранения и передачи информации предусматривают её помехоустойчивое кодирование и защиту от несанкционированного доступа.
Уровень защиты программного обеспечения АСДО в соответствии с МИ 32862010 от непреднамеренных и преднамеренных изменений - «C».
Технические характеристики
Метрологические характеристики измерительных каналов АСДО приведены в таблицах 2 - 5.
Таблица 2 - Метрологические характеристики подсистем СДО-ВМД и СДО-ВЗ
| Наименование характеристики | Значение |
| Каналы измерения вибрации |
| Диапазон измерений СКЗ виброскорости, мм/с | от 1 до 100 |
| Диапазон измерений размаха виброперемещения (пик-пик), мкм | от 5 до 500 |
| Диапазон измерений СКЗ виброперемещения, мкм | от 2 до 180 |
| Диапазон рабочих частот, Гц | от 10 до 1000 |
| Пределы допускаемой основной относительной погрешности измерения СКЗ виброскорости, % | ±10 |
| Неравномерность АЧХ относительно базовой частоты 80 Гц при измерении СКЗ виброскорости, %, не более | ±10 |
| Пределы допускаемой основной относительной погрешности измерений СКЗ и размаха (пик-пик) виброперемещения, % | ±12 |
| Неравномерность АЧХ относительно базовой частоты 45 Гц при измерении СКЗ и размаха (пик-пик) виброперемещения, %, не более | ±10 |
| Каналы измерения осевого сдвига |
| Диапазон измерений осевого сдвига, мм | от 0,25 до 2,5 |
| Пределы допускаемой основной приведенной погрешности измерения осевого сдвига, % | ±7 |
| Каналы измерения частоты вращения |
| Диапазон измерения частоты вращения, Гц | от 2,5 до 250 |
| Пределы допускаемой основной относительной погрешности измерения частоты вращения, % | ±0,1 |
Пределы допускаемой основной погрешности унифицированных выходных сигналов, пропорциональных измеряемым параметрам, соответствуют приведенным в таблице 2.
Таблица 3 - Метрологические характеристики подсистемы СДО-ПМД
| Наименование характеристики | Значение |
| Диапазон измерений крутящего момента, кНлм | от 0,3 до 48,0 |
| Пределы допускаемой основной приведенной погрешности в диапазоне от 0,3 до 20,0 кН^м, % Пределы допускаемой основной относительной погрешности в диапазоне от 20,0 до 48,0 кН^м, % | ±1 ±1 |
Таблица 4 - Метрологические характеристики подсистем СДО-ДН и СДО-НДС
| Наименование характеристики | Значение (свойства) |
| Каналы измерения деформации со струнными датчиками СДД |
| Диапазон измерения деформации, не менее | от минус 1-10-3 до плюс 1,5-10-3 (соответствует перемещению от минус 1000 до плюс 1500 мкм/м) |
| Пределы допускаемой основной приведенной погрешности измерения деформации, % | ±2,0 |
Окончание таблицы 4
| Наименование характеристики | Значение (свойства) |
| Диапазон измерения температуры, °С | от минус 40 до плюс 70 |
| Пределы допускаемой основной абсолютной погрешности измерения температуры, °С | ±3,0 |
| Каналы измерения деформации с тензометрическими датчиками |
| Диапазон измерения деформации с тензорезистором AW | от минус 5-10-3 до плюс 5-10-3 (соответствует перемещению от минус 5000 до плюс 5000 мкм/м) |
| Пределы допускаемой основной абсолютной погрешности измерения деформации, мкм/м | ±(10,0+0,025-D,^), где Оизм -измеренное значение деформации |
Таблица 5 - Метрологические характеристики подсистемы СДО-ЭМИ
| Определяемый компонент | Диапазон измерений объемной доли определяемого компонента | Пределы допускаемой основной приведенной погрешности, % |
| Кислород (O2) | от 0 до 25 % | ±2 |
| от 0 до 30 % | ±2 |
| Диоксид углерода (CO2) | от 0 до 2 % | ±4 |
| от 0 до 2,5 % | ±4 |
| от 0 до 5 % | ±4 |
| от 0 до 10 % | ±4 |
| Оксид углерода (CO) | от 0 до 50 млн-1 | ±15 |
| от 0 до 100 млн-1 | ±6 |
| от 0 до 200 млн-1 | ±10 |
| от 0 до 300 млн-1 | ±10 |
| от 0 до 500 млн-1 | ±5 |
| от 0 до 1000 млн-1 | ±5 |
| Оксид азота (NO) | от 0 до 100 млн-1 | ±10 |
| от 0 до 200 млн-1 | ±10 |
| от 0 до 500 млн-1 | ±8 |
| от 0 до 1000 млн-1 | ±8 |
| Диоксид азота (NO2) | от 0 до 10 млн-1 | ±10 |
| от 0 до 50 млн-1 | ±10 |
| от 0 до 200 млн-1 | ±10 |
| Диоксид серы (SO2) | от 0 до 25 млн-1 | ±15 |
| от 0 до 50 млн-1 | ±15 |
| от 0 до 100 млн-1 | ±8 |
| от 0 до 500 млн-1 | ±8 |
| Метан (CH4) | от 0 до 100 млн-1 | ±10 |
| от 0 до 500 млн-1 | ±10 |
| от 0 до 1000 млн-1 | ±6 |
| от 0 до 2000 млн-1 | ±5 |
| от 0 до 5000 млн-1 | ±5 |
Пределы допускаемой дополнительной погрешности ИК АСДО, вызванной изменением температуры окружающего воздуха от нормальной до любой температуры (в пределах рабочего диапазона) на каждые 10 °С изменения температуры, не более 0,5 предела допускаемой основной погрешности.
Конструктивное исполнение компонентов АСДО указано в таблице 6 (исполнение зависит от заказанной спецификации).
Таблица 6 - Конструктивные характеристики компонентов АСДО
| Наименование компонента | Габаритные размеры корпусов, мм, не более | Масса компонентов системы, кг, не более |
| Блоки преобразования и обработки сигналов системы: - БПО (шкаф для крепления на стену) | 800x800x250 | 50 |
| (шкаф напольного исполнения) | 1000x600x600 | 50 |
| - БПОД (шкаф для крепления на стену) | 600x600x250 | 25 |
| - БПОМЧ (шкаф для крепления на стену) | 505x405x250 | 17,5 |
| - БПОКМ (шкаф для крепления на стену) | 600x600x250 | 10 |
| - БГА (шкаф напольного исполнения) | 1800x1200x650 | 320 |
| Компьютерное оборудование: - АРМ-01, АРМ-02 (настольное исполнение) | 1200x737x526 | 43 |
| - СРВ-01 (шкаф напольного исполнения) | 1650x800x600 | 150 |
| - СРВ-02 (шкаф напольного исполнения) | 2200x800x600 | 200 |
Степень защиты корпусов по ГОСТ 14254, не ниже:
- БПО, БПОД, БПОКМ, БПОМЧ, БГА, БУС - IP54;
- АРМ-01, АРМ-02, СРВ-01, СРВ-02 - IP20.
Эксплуатационные характеристики АСДО приведены в таблице 7.
Таблица 7 - Эксплуатационные характеристики АСДО
| Наименование характеристики | Значение |
| Диапазон рабочих температур: - БПО - БПОД - БПОКМ - БПОМЧ - БГА - БУС - датчики* - АРМ-01, АРМ-02, СРВ-01, СРВ-02 | от 0 до плюс 55 °С от минус 20 до плюс 60 °С от минус 10 до плюс 60 °С от минус 40 до плюс 70 °С от минус 50 до плюс 65 °С от минус 20 до плюс 55 °С согласно эксплуатационной документации* от плюс 10 до плюс 35 °С |
| Напряжение питания**, В: - постоянного тока - постоянного тока (портативное исполнение) - переменного тока | от 21,6 до 26,4 (номинальное 24) от 4,7 до 5,5 (номинальное 5) от 187 до 242 (номинальное 220) |
Окончание таблицы 7
| Наименование характеристики | Значение |
| Потребляемая мощность, Вт, не более: | |
| - СДО-ДН, СДО-НДС | 50 |
| - СДО-ПМД | 50 |
| - СДО-ВМД, СДО-ВЗ | 200 |
| - СДО-ЭМИ | 3500 |
| - СДО-ТД | 100 |
| - АРМ-01, АРМ-02 | 600 |
| - СРВ-01 | 800 |
| - СРВ-02 | 1500 |
| * Уточняется в зависимости от типа применяемых датчиков. * * Напряжение питания постоянного или переменного тока указывается при заказе. |
Знак утверждения типа
Знак утверждения типа средства измерений наносится типографским способом на титульные листы руководства по эксплуатации и формуляра АСДО.
Комплектность
Комплектность АСДО определяется заказом.
В таблице 8 указан максимально возможный состав компонентов для каждой подсистемы АСДО.
Таблица 8 - Комплект поставки
| Наименование | Количество |
| Подсистема СДО-ВМД (СДО-ВЗ): | 1 шт.1) |
| Блок преобразования и обработки вибросигналов БПО | 1 шт. |
| Блок усиления и согласования БУС | до 3 шт. |
| Датчик абсолютной вибрации | до 16 шт. |
| Датчик относительной вибрации | до 16 шт. |
| Датчик осевого сдвига | до 16 шт. |
| Датчик частоты вращения | до 4 шт. |
| Монтажный комплект МК-01 (для СДО-ВМД) или МК-06 (для СДО-ВЗ) | 1 шт. |
| Групповой ЗИП СДО-ВМД (СДО-ВЗ) | 1 шт.2) |
| Подсистема СДО-НДС (СДО-ДН): | 1 1) 1 шт. |
| Блок преобразования и обработки сигналов деформации БПОД | до 1 шт. |
| Датчик деформации и температуры | до 31 шт. |
| Датчик деформации | до 16 шт. |
| Монтажный комплект МК-02 (для СДО-НДС) или МК-03 (для СДО-ДН) | 1 шт. |
| Групповой ЗИП СДО-НДС | 1 шт.3) |
Окончание таблицы 8
| Наименование | Количество |
| Подсистема СДО-ПМД: | 1) 1 шт. |
| Блок преобразования и обработки сигналов измерения крутящего момента БПОКМ | 1 шт. |
| Блок усиления и согласования БУС | 1 шт. |
| Датчик крутящего момента | 1 шт. |
| Монтажный комплект МК-04 | 1 шт. |
| Групповой ЗИП СДО-ПМД | 1 шт.4) |
| Подсистема СДО-ЭМИ: | 1 шт.1) |
| Блок газоаналитический БГА | 1 шт. |
| Блок пробоотбора БПО | до 3 шт. |
| Монтажный комплект МК-05 | 1 шт. |
| Групповой ЗИП СДО-ЭМИ | 1 шт.5) |
| Подсистема СДО-ТД: | 1 шт.1) |
| Блок преобразования и обработки сигналов металлических частиц БПОМЧ | 1 шт. |
| Датчик определения металлических частиц MetalSCAN | до 6 шт. |
| Монтажный комплект МК-07 | 1 шт. |
| Групповой ЗИП СДО-ТД | 1 6) 1 шт. |
| Компьютерное оборудование: | 1 1) 1 шт. |
| Компьютерное оборудование АРМ-01 | 1 шт. |
| Компьютерное оборудование АРМ-02 | 1 шт. |
| Сервер СРВ-01 | 1 шт. |
| Сервер СРВ-02 | 1 шт. |
| Сетевое оборудование агрегата (СОА) 7) | 1 шт. |
| Сетевое оборудование цеха (СОЦ)7) | 1 шт. |
| Эксплуатационная документация: | 1 1) 1 шт. |
| Руководство по эксплуатации | 1 экз. |
| Методика поверки (одна на группу до восьми подсистем) | 1 экз. |
| Формуляр | 1 экз. |
| Паспорта на все первичные преобразователи (датчики) | согласно формуляру |
| 1) Количество подсистем определяется заказной спецификацией и указано в формуляре на систему. 2) Один комплект на группу до восьми СДО-ВМД (СДО-ВЗ). 3) Один комплект на группу до восьми СДО-НДС (СДО-ДН). 4) Один комплект на группу до восьми СДО-ПМД. 5) Один комплект на группу до восьми СДО-ЭМИ. 6) Один комплект на группу до восьми СДО-ТД. 7) Поставляется при передаче информации по оптоволоконному кабелю. |
Поверка
осуществляется по документу ТУКЛ.425200.001 МП «Системы автоматизированного диагностического обслуживания АСДО . Методика поверки», утвержденному ГЦИ СИ ФГУП «ВНИИМС» в мае 2013 г.
Основное оборудование для поверки:
- установка поверочная вибрационная 2 разряда в соответствии с МИ 2070-90;
- генератор сигналов специальной формы SFG2110: частота от 5 до 10000 Гц; погрешность установки/контроля частоты F не хуже ±(240-5Ф+0,0001Гц/+1 младшего разряда);
- индикатор модели 1 МИГ (диапазон измерений от 0,001 до 1,000 мм; цена деления 0,001 мм);
- устройство для поверки преобразователей вихретоковых в статическом режиме УПД (погрешность задания зазора в диапазоне от 0 до 25 мм не более 3 мкм);
- образцовое средство измерений крутящего момента силы 2 разряда по ГОСТ 8.541, диапазон измерений от 200 до 50000 Н^м, 5С = 0,25 %;
- мультиметр 34410А, основная погрешность при измерении напряжения постоянного тока от 0 до 10 В - не более ±[0,003иизм+0,005иПред] и постоянного тока от 0 до 100 мА -не более ±[0,003 1изм+0,005 1пред];
- термометр лабораторный ТЛС-4 с диапазоном измерения от 0 до 55 °С, погрешность ±0,1 °С;
- магазин сопротивлений Р4831, класс точности 0,02;
- поверочные газовые смеси согласно методикам поверки на газоанализаторы.
Сведения о методах измерений
Сведения о методиках (методах) измерений изложены в разделе «Устройство и работа системы» документа «Системы автоматизированного диагностического обслуживания АСДО. Руководство по эксплуатации» ТУКЛ.425200.001 РЭ.
Нормативные документы
«Системы автоматизированного диагностического обслуживания АСДО. Технические условия» ТУ 4252-001-76063517-2013.
Рекомендации к применению
- осуществление производственного контроля за соблюдением установленных законодательством Российской Федерации требований промышленной безопасности к эксплуатации опасного производственного объекта.
