Назначение
Системы контроля активного магнитного подвеса SKF (далее - системы SKF) предназначены для измерений текущих значений параметров работы компрессоров, нагнетателей, генераторов, электродвигателей (далее - машин вращения): частоты вращения ротора; линейного смещения и амплитуды виброперемещений ротора машины вращения в радиальных и осевом направлениях; температуры электромагнитов системы магнитного подвеса (СМП) ротора машины вращения.
Системы SKF осуществляют регистрацию, обработку результатов измерений, управление магнитным подвесом ротора, непрерывно осуществляют виброконтроль и аварийную защиту машины вращения, контроль температурного режима магнитного подвеса.
Описание
Система состоит из датчиков, установленных на машине вращения, и электронного шкафа управления СМП Е300/30, на входы которого поступают аналоговые сигналы от датчиков. В составе системы работают 5 каналов измерений линейного смещения и амплитуды виброперемещений ротора (по две координаты в радиальных направлениях в каждой из радиальных опор и одна координата в осевом направлении осевой опоры), 4 канала измерений температуры на корпусах электромагнитов и канал измерений частоты вращения ротора.
Измерительный канал (ИК) линейного смещения и амплитуды виброперемещений ротора: при отклонении ротора от центрального положения индуктивными датчиками положения ротора, по каждой из 5 осей, формируются аналоговые сигналы частотой 20 кГц, которые поступают на соответствующие входы электронного шкафа управления СМП Е300/30. Далее аналоговые сигналы линейного смещения преобразуются в цифровую форму и обрабатываются контроллером шкафа Е300/30.
Величина амплитуды виброперемещений ротора вычисляется посредством математической обработки цифрового сигнала линейного смещения, при котором производится спектральное преобразование Фурье с выделением амплитудного значения первой гармоники, соответствующей частоте вращения ротора. Измерения производятся в диапазоне от 2000 об/мин до максимально допустимой частоты вращения ротора агрегата.
ИК температуры электромагнитов СМП: при измерении температуры на корпусах электромагнитов происходит изменение сопротивлений установленных на них датчиков Pt 100 (элементы чувствительные из платины технические ЧЭПТ, производства ЗАО «ТЕРМИКО», Госреестр № 46154-10). Сигналы с датчиков поступают на соответствующие каналы сигнального интерфейса электронного шкафа Е300/30, где происходит их аналого-цифровое преобразование. Далее, с помощью нормирующих усилителей, расположенных в шкафу Е300-30, сигналы от термометров сопротивления преобразуются в унифицированные токовые сигналы 4-20 мА с последующим выводом на сигнальный разъемы шкафа.
ИК частоты вращения ротора: индуктивный датчик оборотов вала устанавливается в непосредственной близости от контролируемого участка ротора, и при прохождении мимо него метки ротора, генерирует импульс, поступающий на вход счетчика импульсов шкафа Е300/30.
В контроллере системы SKF, параметры линейного смещения ротора, амплитуды виброперемещений ротора, температуры, частоты вращения обрабатываются и передаются на выходной интерфейс RS 232/RS 485 по протоколу Modbus; параметры линейного смещения ротора, температуры, частоты вращения - на выходные сигнальные интерфейсы в виде аналоговых сигналов от 4 до 20 мА; параметры линейного смещения и частоты вращения -на выходные коаксиальные разъемы «BNC» в виде аналоговых сигналов напряжения от минус 2 до плюс 2 В.
Лист № 2
Всего листов 5
На цифровой дисплей системы, расположенный на передней панели шкафа управления, выведены текущие значения параметров:
- линейного смещения ротора по пяти координатам;
- амплитуды виброперемещения ротора по пяти координатам;
- температуры электромагнитов радиального и радиально-осевого подшипников
компрессора;
- частоты вращения ротора.
Внешний вид системы SKF показан на фотографии ниже: шкаф управления Е300/30 вид спереди, передняя дверца открыта. Пломбирование осуществляется с помощью пломбировочных наклеек, размещаемых на стыке передних дверок шкафа.
Программное обеспечение
В контроллере управления системы SKF применено специализированное ПО Superwin, защита которого от несанкционированного доступа производится с помощью применения паролей доступа.
Функции ПО заключаются в обеспечении измерений параметров магнитного подвеса, управлении силовыми катушками магнитного подвеса, входящими в состав системы, в обработке, представлении, записи и хранении измерительной информации.
Идентификационные признаки программного обеспечения указаны в таблице 1.
Таблица 1
| Идентификационное наименование программного обеспечения | Номер версии (идентификационный номер) программного обеспечения | Цифровой идентификатор программного обеспечения (контрольная сумма исполняемого кода) | Другие идентификационные данные: наименование файла | Алгоритм вычисления цифрового идентификатора программного обеспечения |
| Superwin 5/2 300v | 5.2 | 2050019 | superwin .dll | MD5 |
Метрологически значимая часть ПО и измеренные данные защищены с помощью специальных средств защиты от непреднамеренных и преднамеренных изменений. Применена парольная защита ПО и механическая защита аппаратных средств для исключения физического доступа к носителям программного обеспечения. Защита ПО от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует уровню «С» по МИ 3286-2010.
Технические характеристики
Таблица 2. Основные метрологические и технические характеристики
| Количество измерительных каналов частоты вращения ротора | 1 |
| Количество измерительных каналов линейного смещения и амплитуды виброперемещения ротора | 5 |
| Количество измерительных каналов температуры | 4 |
| Диапазон измерений частоты вращения ротора, об/мин | от 0 до 6000, от 6001 до 14000, от 14001 до 40000 от 40001 до 50000 |
| Пределы допускаемой приведенной погрешности измерительных каналов частоты вращения, % (в диапазонах измерений, об/мин): от 0 до 6000, от 6001 до 14000, от 14001 до 40000, от 40001 до 50000 | ± 1 ± 0,8 ± 0,5 ± 0,5 |
| Диапазон измерений температуры, °С | от минус 50 до плюс 200 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерительных каналов температуры, °С | ± 10 |
| Диапазон измерений линейного смещения ротора, мкм: - по радиальным направлениям - по осевому направлению | от минус 333 до плюс 333 от минус 500 до плюс 500 |
| Диапазон измерений амплитуды виброперемещения ротора, мкм: - по радиальным направлениям - по осевому направлению | от 0 до 333 от 0 до 500 |
| Пределы допускаемой приведенной погрешности измерительных каналов линейного смещения и амплитуды виброперемещений ротора, % | ± 10 |
| Коэффициент преобразования измерительных каналов: - Кр радиального линейного смещения и амплитуды виброперемещений ротора, мВ/мкм - Кос осевого линейного смещения и амплитуды виброперемещений ротора, мВ/мкм | 30 20 |
| Коэффициент преобразования измерительных каналов линейного смещения ротора Kbnc, по выходным коаксиальным разъемам «BNC», мВ/мкм | 7,87 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности коэффициентов преобразования измерительных каналов системы, % | ± 10 |
| Условия эксплуатации: - температура окружающей среды, °С, шкаф управления - температура окружающей среды, °С, датчики - относительная влажность при 35 °С, не более, % - атмосферное давление, кПа | от 0 до 40 от минус 40 до плюс 55 90 от 84,0 до 106,7 |
| Габаритные размеры шкафа управления, мм, не более: | 1450х 800х2300 |
| Масса шкафа управления, кг, не более: | 500 |
| Параметры электропитания системы | напряжение переменного тока частотой (50+1) Гц, 3801Ю% В |
| Потребляемая мощность, В^А, не более | 2500 |
| Средняя наработка на отказ, ч, не менее | 100000 |
| Средний срок службы, лет, не менее | 12 |
Знак утверждения типа
наносится типографским способом на титульные листы эксплуатационной документации справа сверху.
Комплектность
| Таблица 3. Комплектность Шкаф управления Е300/30 Комплект датчиков Руководство по эксплуатации «Шкаф управления Е300/30» Паспорт на систему контроля магнитного подвеса SKF Методика поверки | 1 шт.; 1 шт.; 1 экз.; 1 экз.; 1 экз. |
Поверка
осуществляется по документу МП 58500-14 «Системы контроля магнитного подвеса SKF. Методика поверки», утвержденному ФБУ "Нижегородский ЦСМ" в июне 2014 г.
Перечень основного оборудования, необходимого для проведения поверки:
осциллограф цифровой Tektronix TPS 2024, диапазон от 0 до 10 В, от 0 до 1 МГц, погрешность ± 3,0 %; индикатор многооборотный 1МИГ, диапазон от 0 до 1 мм, погрешность ± 2,5 мкм; калибратор-измеритель унифицированных сигналов ИКСУ 2000, диапазон от 0 до 25 мА, погрешность ± 0,003 мА; генератор сигналов специальной формы АНР-1011, диапазон частоты от 40 мкГц до 10 МГц (синус), погрешность установки частоты ± (2x10-5 x Fycm + l е.м.р.).
Сведения о методах измерений
Методы измерений содержатся в Руководстве по эксплуатации «Шкаф управления Е300/30»
Нормативные документы
ГОСТ Р 8.596-2002 «ГСИ. Метрологическое обеспечение измерительных систем. Основные положения»
Техническая документация 8ХХХА60000 фирмы SKF Magnetic Mechatronics S.A.S.
Рекомендации к применению
Система применяется при осуществлении производственного контроля за соблюдением установленных законодательством Российской Федерации требований промышленной безопасности к эксплуатации опасного производственного объекта.
