Разбиране на системите за защита на машините
Определение: Какво е защита на машините?
Защита на машините (наричана още защита на оборудването или защита на машините) се отнася до системи за наблюдение и контрол, които автоматично откриват опасни работни условия (вибрация превишаване на безопасните граници, прекомерни температури, необичайно налягане) и изпълняват защитни действия (аларми, спирания), за да предотвратят катастрофални повреди на оборудването, опасности за безопасността или изпускания в околната среда. Системите за защита дават приоритет на предотвратяването на щети пред поддържането на производството, като прилагат отказоустойчиви конструкции, при които повреди на сензори или захранване причиняват безопасно спиране, а не продължаване на работата.
Защитата на машините е различна от мониторинг на състоянието (което проследява състоянието на оборудването за планиране на поддръжката): системите за защита осигуряват незабавна аварийна реакция, изпълнявайки автоматични изключвания в рамките на секунди, когато критичните прагове бъдат превишени, докато мониторингът на състоянието осигурява ранни предупреждения в продължение на седмици или месеци за планирани интервенции.
Компоненти на системата за защита
Сензори (постоянно инсталирани)
- Сонди за близост измерване на изместването на вала
- Акселерометри върху лагерни корпуси
- Температурни сензори (RTD, термодвойки)
- Трансмитери за налягане и дебит
- Сензори за аксиално положение
- Обикновено излишни (2 или 3 сензора на измерване)
Хардуер за мониторинг
- Специализиран процесор за защитна система
- Обработка на сигнали в реално време
- Логика на гласуване (2 от 2 или 2 от 3)
- Релейни изходи за изключване
- Отделно от DCS/PLC за независимост
Логика и изпълнителни механизми за изключване
- Твърдо свързани схеми за изключване (не само софтуерни)
- Електромагнитни клапани за изключване на турбините
- Автоматични предпазители за изключване на двигателя
- Безопасност при отказ (загубата на захранване причинява изключване)
Стандарт API 670
Изисквания за турбомашини
Индустриален стандарт за защита на машини:
- Задължително за турбомашини > 10 000 к.с.
- Определя типовете и количествата сензори
- Дефинира логиката на гласуване и излишъка
- Задава време за забавяне на алармата и изключването
- Изисква независимост от контрола на процеса
Типична конфигурация на сензора (съгласно API 670)
- Радиални вибрации: 2 комплекта сонди за близост XY (4 сонди на лагер)
- Аксиално положение: 2 сонди за аксиално изместване
- Кейфазор: 2-фазни референтни сензори
- Температура на лагера: 2 температурни сензора на лагер
- Общо: Типично 12-20 канала на машина
Защита срещу мониторинг на състоянието
| Аспект | Мониторинг на състоянието | Система за защита |
|---|---|---|
| Цел | Ранно откриване на грешки за планиране | Предотвратяване на катастрофални щети |
| Време за реакция | Часове до седмици | Секунди |
| Прагове | Долна (ранно предупреждение) | По-висока (непосредствена опасност) |
| Действия | Известия, работни поръчки | Автоматично изключване |
| Надеждност | Точността е важна | Критично за отказоустойчивост |
| Излишък | По избор | Задължително |
Интеграция
- Съвременните системи съчетават и двете функции
- Същите сензори служат за защита и CM
- Различни нива на обработка и аларми
- Пътища за защита, независими и свързани по кабел
Параметри на защитата
Вибрации
- Изместване на вала: Измерване с безконтактен сензор, типично разстояние на изключване 25 mils (635 µm) pp
- Скорост на корпуса на лагера: Типично изключване 0,5-0,6 инча/сек (12-15 мм/сек)
- Ускорение: За високочестотна защита
Позиция
- Аксиално положение: Изключвания при прекомерно движение на вала (повреда на аксиален лагер)
- Диференциално разширение: Разрастване на ротора спрямо корпуса
- Ексцентричност: Положение на ротора в хлабината на лагера
Температура
- Температура на метала на лагера (обикновено 110-120°C при изключване)
- Температура на маслото за източване на лагера
- Температури на намотките
Гласуване и съкращения
2 от 2 (логика И)
- И двата сензора трябва да са съгласни, за да се изключат
- Предотвратява фалшиви изключвания поради повреда на един сензор
- Риск: И двата сензора трябва да работят (няма защита, ако и двата се повредят)
2 от 3 (мнозинство)
- Всякакви два от трите сензора, които съвпадат, причиняват изключване
- Най-добра надеждност (толерира един повреден сензор)
- По-скъп (три сензора)
- Предпочитан за критични приложения
Байпас и тестване
- Възможност за байпасиране на отделни канали за тестване/поддръжка
- Не може да се заобиколи едновременно всички защитни канали
- Байпасни контроли с ключ
- Автоматично нулиране на байпаса след изтичане на времето
Тестване и поддръжка
Функционално тестване
- Периодични пълни системни тестове (тримесечни до годишни)
- Симулирайте условията на пътуване
- Проверете дали изключването се изпълнява
- Тествайте всички резервни канали
- Резултати от документа
Калибриране на сензора
- Годишно или по спецификация
- Проверка на зададената точка на изключване
- Тестване на времето за реакция на системата
- Поддържане на записи за калибриране
Поддръжка на системата
- Поддържайте сензорите чисти и функционални
- Проверете захранванията
- Проверете работата на релето и изпълнителния механизъм
- Актуализирайте софтуера/фърмуера, ако е необходимо
Системите за защита на машините са предпазната мрежа, предотвратяваща катастрофални повреди на оборудването чрез автоматично изключване при откриване на опасни условия. Докато мониторингът на състоянието осигурява ранни предупреждения за планирана поддръжка, системите за защита осигуряват незабавна реакция при аварийни ситуации, което ги прави задължителни функции за безопасност при критични турбомашини и висококачествено въртящо се оборудване, където повреди биха могли да имат сериозни оперативни, безопасни или екологични последици.
EN 
AR 
AZ 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
KA 
EL 
HE 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
MS 
NB 
FA 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UR 
UK 
VI 