Системы измерений и мониторинга технологических параметров ТОР

Назначение

Системы измерений и мониторинга технологических параметров «ТОР» (далее системы) предназначены для измерения параметров абсолютной вибрации, осевого сдвига, относительного расширения, линейного перемещения, искривления (боя) вала, параметров относительной вибрации, частоты вращения (числа оборотов), положения ротора, угла наклона поверхности, унифицированных сигналов силы постоянного тока и постоянного напряжения, сигналов от термопар и термопреобразователей сопротивления. Системы обеспечивают непрерывный режим сбора и контроля измерительной информации об измеряемых параметрах.

Описание

Принцип действия системы основан на преобразовании измеряемой величины в пропорциональный ей электрический сигнал и дальнейшей его обработке.

Система состоит из двух уровней: нижнего уровня, состоящего из различного сочетания измерительных каналов (ИК), и верхнего уровня, предназначенного для мониторинга, документирования, ведения архива и связи с удалёнными пользователями системы.

Система может содержать от одного до 255 независимых измерительных каналов двенадцати типов: каналы измерения и контроля среднеквадратического значения (СКЗ) виброскорости (ВИК-01АВ и ВИК-05АВ), относительного расширения (ВИК-02ОР), линейного перемещения (ВИК-03ЛП), искривления и боя вала (ВИК-04ИВ), осевого сдвига (ВИК-06ОС), относительной вибрации (ВИК-07ОВ), числа оборотов (ВИК-08Т и ВИК-09Т), наклона поверхности (ВИК-10УН), а также каналы измерения и контроля температуры (ИН-А( И)/К и ИН-А(И)/Т), напряжения (ИН-А(И)/и) и силы тока (ИН-А(И)/1).

Измерительные каналы ВИК-01АВ, ВИК-05АВ, ВИК-02ОР, ВИК-03ЛП, ВИК-04ИВ, ВИК-06ОС, ВИК-07ОВ, ВИК-08Т, ВИК-09Т и ВИК-10УН включают преобразователь и измерительный контроллер. Преобразователь, в состав которого входит соответствующий первичный преобразователь (датчик) и вторичный измерительный преобразователь, формирует нормированный токовый сигнал, пропорциональный измеряемой физической величине. Далее сигнал подается на измерительный контроллер, где происходит его оцифровка с последующим нормированием, обработкой, преобразованием в измеряемую характеристику, анализом и отображением на экране. Одновременно происходит формирование унифицированного сигнала постоянного тока, пропорционального контролируемому параметру, и передача данных на персональный компьютер.

Измерительные каналы ИН-А(И)/К и ИН-А(И)/Т состоят из контроллера, который измеряет и обрабатывает сигналы, поступающие от термопар или термопреобразователей сопротивления, и передает полученные данные через интерфейс на компьютер.

Каналы измерения ИН-А(И)/и и ИН-А(И)/1 позволяют измерять и контролировать программируемую технологическую характеристику и состоят из измерительного контроллера.

Контроль измеряемых параметров осуществляется путем сравнения их с заданными уровнями. На основе контроля формируются сигналы предупреждения и аварийного отключения оборудования.

Внешний вид системы измерений и мониторинга технологических параметров «ТОР» представлен на рисунке 1, структурная схема представлена на рисунке 2.

Рисунок 1 - Внешний вид системы измерения и мониторинга технологических параметров «ТОР»

Рисунок 2 - Структурная схема системы измерения и мониторинга технологических параметров «ТОР»

Система включает два канала измерения виброскорости: ВИК-01АВ и ВИК -05АВ. Канал ВИК -05АВ состоит из первичного преобразователя (акселерометра), вторичного преобразователя (преобразователя заряда) ИН-05.1АВ и измерительного контроллера ИН-05.2АВ. Канал ВИК 01АВ состоит из первичного преобразователя (акселерометра) и вторичного преобразователя (преобразователя заряда) с нормированным токовым выходом от 4 до 20 мА или от 1 до 5 мА.

Акселерометр является преобразователем инерционного типа и использует прямой пьезоэлектрический эффект. Электрический заряд чувствительного элемента пропорционален ускорению, воздействующему на преобразователь.

Канал измерения относительного расширения ротора ВИК-02ОР состоит из преобразователя ИН-02.1ОР и измерительного контроллера ИН-02.2 ОР. Преобразователь ИН-02.1ОР представляет собой дифференциальный трансформаторный преобразователь (ДТП) с подвижным сердечником, перемещение которого изменяет магнитное сопротивление, индуктивность и выходное напряжение.

Канал измерения линейного перемещения ВИК-03ЛП включает преобразователь ИН-03.1ЛП и измерительный контроллер ИН-03.2ЛП.

Канал измерения искривления и боя вала ВИК-04ИВ включает преобразователь ИН-04.1ИВ и измерительный контроллер ИН-04.2ИВ.

Канал измерения осевого сдвига ротора ВИК-06ОС включает преобразователь ИН-06.1ОС и измерительный контроллер ИН-06.2 ОС.

Канал измерения относительной вибрации ротора ВИК-07ОВ включает преобразователь ИН-07.1ОВ и измерительный контроллер ИН-07.2ОВ.

В составе преобразователей каналов измерения осевого сдвига ротора ВИК-01ОС, линейного перемещения ВИК-03ЛП, искривления вала ВИК-04ИВ и относительной вибрации ротора ВИК-07ОВ используются первичные преобразователи (вихретоковые датчики), принцип действия которых основан на создании высокочастотного электромагнитного поля, которое распространяется в пространстве и создает в металле вихревые токи, приводящие к его ослаблению, и вторичные преобразователи (осцилляторы). Датчики являются преобразователями параметрического типа и могут работать, начиная с частоты, равной нулю (постоянный входной сигнал).

Каналы измерения числа оборотов ВИК-08Т и ВИК-09Т различаются наличием в составе канала преобразователя. Канал ВИК-08Т состоит из первичного преобразователя (вихретокового датчика) ИН-08.1Т и измерительного контроллера ИН-08.2Т. Канал ВИК-09Т включает только измерительный контроллер ИН-09.2Т, который измеряет сигналы, поступающие от вихретокового датчика ИН-08.1Т или измерительного контроллера ИН-08.2Т.

Канал измерения угла наклона ВИК-10УН состоит из преобразователя ИН-10.1УН и измерительного контроллера ИН-10.2УН. Преобразователь ИН-10.1УН представляет собой датчик маятникового типа. Наклон поверхности определяется смещением чувствительного элемента датчика относительно маятника, который всегда находится в вертикальном положении.

Контроллеры каналов измерения температуры ИН-А(И)/К_, ИН-А(И)/Т, силы тока ИН-А(И)/1 и напряжения ИН-А(И)/и имеют по два исполнения: контроллеры с панелью индикации и контроллеры без панели индикации. Контроллеры, снабженные панелью индикации, имеют в обозначении букву «И».

Измерительные контроллеры состоят из преобразователя двух канального шестнадцати разрядного АЦП, блока индикации и управления, четырех или двух программируемых реле, блока ввода уставок и двух канального или одноканального ЦАП. Контроллеры осуществляют: обработку входного сигнала; вывод показаний на блок индикации; управление программируемыми реле и токовыми выходами; анализ, обработку команд и передачу данных через интерфейс RS-485. Управление токовыми выходами осуществляется через два независимых ЦАП, с возможностью программирования типа: ток, напряжение и диапазон выхода.

Внешний вид преобразователей ИН-01.1АВ, ИН-05.1АВ, ИН-02.1ОР, ИН-03.1ЛП, ИН-04.1ИВ, ИН-06.1ОС, ИН-07.1ОВ, ИН-08.1Т, ИН-10.1УН представлен на рисунке 3.

ИН-01.1АВ, ИН-05.1АВ     ИН-02.1ОР, ИН-10.1УН

ИН-03.1ЛП, ИН-04.1ИВ,

ИН-06.1ОС, ИН-07.1ОВ, ИН-08.1Т

Рисунок 3 - Внешний вид преобразователей ИН-01.1АВ, ИН-05.1АВ, ИН-02.1ОР, ИН-03.1ЛП, ИН-04.1ИВ, ИН-06.1ОС, ИН-07.1ОВ, ИН-08.1Т, ИН-10.1УН

Внешний вид измерительных контроллеров ИН-02.2ОР, ИН-03.2ЛП, ИН-04.2ИВ, ИН-

05.2АВ, ИН-06.2 ОС, ИН-07.2ОВ, ИН-08.2Т, ИН-09.2Т и ИН-10.2УН представлен на рисунке 4

ИН-02.2ОР, ИН-03.2ЛП, ИН-04.2ИВ, ИН-          ИН-09.2Т

05.2АВ, ИН-06.2 ОС, ИН-07.2ОВ,

ИН-08.2Т, ИН-10.2УН

Рисунок 4 - Внешний вид измерительных контроллеров ИН-02.2ОР, ИН-03.2ЛП, ИН-04.2ИВ, ИН-05.2АВ, ИН-06.2 ОС, ИН-07.2ОВ, ИН-08.2Т, ИН-09.2Т и ИН-10.2УН

Лист № 5

Всего листов 13

Внешний вид измерительных контроллеров ИН-А/Т, ИН-А/R, ИН-А/I и ИН-А/U представлен на рисунке 5.

Рисунок 5 - Внешний вид измерительных контроллеров ИН-А/Т, ИН-А/R, ИН-А/I и ИН-А/U

Программное обеспечение

Программное обеспечение (ПО) служит для обработки, визуализации и архивации той информации, которая поступает от измерительных каналов. ПО представляет собой сервисное (фирменное) программное обеспечение, которое поставляется совместно с системой.

* - Версия ПО постоянно обновляется

* * - Контрольная сумма индивидуальна для каждой конфигурации.

Защита программы от преднамеренного воздействия обеспечивается тем, что пользователь не имеет возможности изменять команды программы, обеспечивающие управление работой и процессом измерений.

Защита программы от непреднамеренных воздействий обеспечивается функциями резервного копирования.

Лист № 6

Всего листов 13

Защита программного обеспечения от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует уровню «С» по МИ 3286-2010.

Технические характеристики

Каналы измерения СКЗ виброскорости ВИК-01АВ и ВИК-05АВ

Диапазоны измерений СКЗ виброскорости, мм/с                          от 0,1 до 12

от 0,1 до 30

Диапазон рабочих частот, Гц                                           от 10 до 1000

Пределы допускаемой основной приведенной к верхним пределам диапазонов измерения погрешности при измерении виброскорости на базовой частоте 79,6 Гц, %:

- для ВИК-05АВ по блоку индикации контроллера и по компьюте

ру

- по унифицированному токовому выходу

Неравномерность амплитудно-частотной характеристики в диапа

зонах частот, %, не более:

от 10 до 20 Гц

св. 20 до 800 Гц

св. 800 до 1000 Гц

Пределы допускаемой приведенной к верхним пределам диапазонов измерения погрешности при измерении виброскорости на базовой частоте 79,6 Гц в диапазоне рабочих температур составных частей канала, %:

- для ВИК-05АВ по блоку индикации контроллера и по компьюте-            ± 3 5

ру                                                                                        ±4,,5

- по унифицированному токовому выходу

Канал измерения относительного расширения ВИК-02ОР

Диапазоны измерений относительного расширения, мм                     ±4; ±25

Пределы допускаемой основной приведенной к верхним пределам

диапазонов измерения погрешности при измерении относительного

расширения, %:

- по блоку индикации контроллера и по компьютеру                          ±2,0

- по унифицированному токовому выходу                                 ±2,5

Пределы допускаемой приведенной к верхним пределам диапазонов измерения погрешности при измерении относительного расширения во всем диапазоне рабочих температур составных частей канала, %:

- по блоку индикации контроллера и по компьютеру                          ±3,0

- по унифицированному токовому выходу                                 ±3,5

Канал измерения линейного перемещения ВИК-03ЛП

Диапазоны измерений линейного перемещения, мм                       от 0 до 50;

от 0 до 100;

от 0 до 160;

от 0 до 320

Пределы допускаемой основной приведенной к верхним пределам диапазонов измерения погрешности при измерении линейного перемещения, %:

- по блоку индикации контроллера и по компьютеру                          ±3,0

- по унифицированному токовому выходу                                 ±3,5

Пределы допускаемой приведенной к верхним пределам диапазонов измерения погрешности при измерении линейного перемещения во всем диапазоне рабочих температур составных частей канала, %:

- по блоку индикации контроллера и по компьютеру                          ±3,5

- по унифицированному токовому выходу                                 ±4,0

Канал измерения искривления и боя вала ВИК-04ИВ

Пределы допускаемой приведенной к верхним пределам диапазонов измерения погрешности при измерении искривления и боя вала на базовой частоте 79,6 Гц во всем диапазоне рабочих температур составных частей канала,

Канал измерения осевого сдвига ВИК-06ОС

Пределы допускаемой основной приведенной к верхним пределам диапазонов измерения погрешности при измерении осевого сдвига, %:

Пределы допускаемой приведенной к верхним пределам диапазонов измерения погрешности при измерении осевого сдвига во всем диапазоне рабочих температур составных частей канала, %:

Канал измерения относительной вибрации ВИК-07ОВ

Пределы допускаемой основной приведенной к верхним пределам диапазонов измерения погрешности при измерении размаха виброперемещения на базовой частоте 79,6 Гц, %:

Неравномерность амплитудно-частотной характеристики в диапазонах частот, %, не более:

Пределы допускаемой приведенной к верхним пределам диапазонов измерения погрешности при измерении относительного виброперемещения на базовой частоте

79,6 Гц во всем диапазоне рабочих температур составных частей канала, %:

- по блоку индикации контроллера и по компьютеру                     ±4,0

- по унифицированному токовому выходу                             ±5,0

Каналы измерения числа оборотов ВИК-08Т

Диапазоны измерений числа оборотов, об/мин                       от 1 до 4000;

от 1 до 20000

Пределы допускаемой приведенной к верхним пределам диапазонов измерения погрешности при измерении числа оборотов в диапазоне рабочих температур составных частей канала, %:

- по унифицированному токовому выходу

- по блоку индикации контроллера и по компьютеру

Пределы допускаемой основной абсолютной погрешно

сти при измерении числа оборотов в диапазоне рабочих температур составных частей канала, об/мин :

- по унифицированному токовому выходу

- по блоку индикации контроллера и по компьютеру

Канал измерения числа оборотов ВИК-09Т

Диапазон измерений числа оборотов, об/мин                         от 1 до 4000

Пределы допускаемой основной абсолютной погрешности при измерении числа оборотов по блоку индикации контроллера в диапазоне рабочих температур составных

частей канала, об/мин

Канал измерения угла наклона ВИК-10УН

Диапазоны измерений угла наклона, мм/м

±1,0; ±2,0; ±5,0

±2,0

±2,5

±3,0

±3,5

Пределы допускаемой основной приведенной к верхним пределам диапазонов измерения погрешности при измерении угла наклона, %:

- по блоку индикации контроллера и по компьютеру

- по унифицированному токовому выходу

Пределы допускаемой приведенной к верхним пределам диапазонов измерения погрешности при измерении угла наклона в диапазоне рабочих температур составных частей канала, %:

- по блоку индикации контроллера и по компьютеру

- по унифицированному токовому выходу

Канал измерения температуры термосопротивлениями ИН-A(H)/R

Канал измерения температуры термопарами ИН-А(И)/Т

Канал измерения тока ИН-А(И)/1

Диапазон измерений тока, мА

Пределы допускаемой основной приведенной к верхнему пределу диапазона измерения погрешности при измерении тока по блоку индикации контроллера, унифицированному токовому выходу и по компьютеру, %

Пределы допускаемой приведенной к верхнему пределу диапазона измерения погрешности при измерении тока по блоку индикации контроллера, унифицированному токовому выходу и по компьютеру в диапазоне рабочих температур составных частей канала, %

Канал измерения напряжения ИН-А(И)/и

Диапазон измерений напряжения, В

Пределы допускаемой основной приведенной к верхнему пределу диапазона измерения погрешности при измерении напряжения по блоку индикации контроллера, унифицированному токовому выходу и по компьютеру, %

Пределы допускаемой приведенной к верхнему пределу диапазона измерения погрешности при измерении напряжения по блоку индикации контроллера, унифицированному токовому выходу и по компьютеру в диапазоне рабочих температур составных частей канала, %

Условия окружающей среды: диапазон рабочих температур, °С: - для акселерометров

- для вихретоковых датчиков

- для датчиков маятникового типа, дифференциальнотрансформаторных преобразователей

- для вторичных преобразователей

- для измерительных контроллеров

от 0 до 50

±0,5

±1

от 0 до 2,5

±0,5

±1

от минус 60 до 250;

от минус 60 до 400

от 5 до 180

от 5 до 125

от 5 до 70

от 5 до 50

Габаритные размеры (длина х ширина х высота), мм, не более:

- акселерометры

- вихретоковые датчики

- дифференциально-трансформаторные преобразователи

- датчики маятникового типа

- вихретоковые датчики каналов измерения линейного перемещения

- вторичные преобразователи ИН-01.1АВ и ИН-05.1АВ

- вторичные преобразователи ИН-02.1ОР, ИН-03.1ЛП, ИН-04.1ИВ, ИН-06.1ОС, ИН-07.1ОВ, ИН-08.1Т, ИН -10.1УН

- измерительные контроллеры ИН-02.2ОР, ИН-03.2ЛП, ИН-04.2ИВ, ИН-05.2АВ, ИН-06.2ОС, ИН-7.2СОВ, ИН-08.2Т, ИН-10.2УН

- измерительный контроллер ИН-09.2Т

- измерительные контроллеры ИН-А(И)/Т, ИН-А(И)/К., ИН-А(И)/1, ИН-А(И)/и

Масса, кг, не более:

- акселерометры

- вихретоковые датчики

- дифференциально-трансформаторные преобразователи

- датчики маятникового типа

- вихретоковые датчики каналов измерения линейного перемещения

- вторичные преобразователи ИН-01.1 АВ и ИН-05.1 АВ

- вторичные преобразователи ИН-02.1 ОР, ИН-03.1 ЛП, ИН-04.1 ИВ, ИН-06.1ОС, ИН-07.1ОВ, ИН-08.1Т, ИН -10.1УН

- измерительные контроллеры ИН-02.2ОР, ИН-03.2ЛП, ИН-04.2ИВ, ИН-05.2АВ, ИН-06.2ОС, ИН-7.2СОВ, ИН-08.2Т, ИН-10.2УН

- измерительный контроллер ИН-09.2Т

- измерительные контроллеры ИН-А(И)/Т, ИН-А(И)/И., ИН-А(И)/1, ИН-А(И)/и

диаметр 40 х 45 диаметр 10 х50; диаметр 16 х 40 90 х 50 х 21

70 х 80 х 152 46 х 52 х 43

72 х 80 х 55

101 х62 х30

100 х 88 х 110 171 х 55 х 140

50 х 88 х 110

0,8

0,06; 0,36; 0,6; 1,0;

0,1; 1,4

0,45; 0,6; 0,8

2,25; 2,5; 2,7

0,5

0,4

0,37

0,25

1,2

0,18; 0,22

Знак утверждения типа

Знак утверждения типа наносится на корпус измерительного контроллера, а также на титульный лист руководства по эксплуатации методом печати или наклейки.

Комплектность

Поверка

осуществляется по документу 4277-001-98157226-13-МП «Система измерений и мониторинга технологических параметров «ТОР». Методика поверки», утвержденному ФГУП «ВНИИМС» «17» мая 2013 г.

Основные средства поверки: поверочная виброустановка 2-го разряда по МИ 2070-90, индикатор часового типа ИЧ-10 (г/р № 42499-09); индикатор часового типа ИЧ-50 (г/р № 40287-08); цифровой мультиметр Agilent 34401А (г/р №16500-97); генератор ГЧ-221 (г/р №33410-06); генератор сигналов низкочастотный прецизионный ГЗ-110 ( г/р № 5460-76); вольтметр универсальный В7-78/1 (г/р № 31773-06).

Сведения о методах измерений

Руководство по эксплуатации «Система измерений и мониторинга технологических параметров «ТОР», раздел 3.3.

Нормативные документы

1 Технические условия 4277-001-98157226-13-ТУ.

Рекомендации к применению

- для применения вне сферы государственного регулирования обеспечения единства измерений.