Κατανόηση των συστημάτων προστασίας μηχανημάτων
Ορισμός: Τι είναι η Προστασία Μηχανημάτων;
Προστασία μηχανημάτων (ονομάζεται επίσης προστασία εξοπλισμού ή προστασία μηχανημάτων) αναφέρεται σε συστήματα παρακολούθησης και ελέγχου που ανιχνεύουν αυτόματα επικίνδυνες συνθήκες λειτουργίας (δόνηση υπέρβαση ασφαλών ορίων, υπερβολικές θερμοκρασίες, μη φυσιολογικές πιέσεις) και εκτέλεση προστατευτικών ενεργειών (συναγερμοί, διακοπές λειτουργίας) για την αποτροπή καταστροφικών ζημιών στον εξοπλισμό, κινδύνων για την ασφάλεια ή περιβαλλοντικών εκπομπών. Τα συστήματα προστασίας δίνουν προτεραιότητα στην πρόληψη ζημιών έναντι της διατήρησης της παραγωγής, εφαρμόζοντας σχέδια ασφαλείας όπου οι διακοπές αισθητήρων ή ρεύματος προκαλούν ασφαλή διακοπή λειτουργίας αντί για τη συνέχιση της λειτουργίας.
Η προστασία των μηχανημάτων διαφέρει από παρακολούθηση κατάστασης (η οποία παρακολουθεί την εύρυθμη λειτουργία του εξοπλισμού για τον προγραμματισμό συντήρησης): τα συστήματα προστασίας παρέχουν άμεση απόκριση έκτακτης ανάγκης εκτελώντας αυτόματες διακοπές λειτουργίας εντός δευτερολέπτων όταν υπερβαίνουν τα κρίσιμα όρια, ενώ η παρακολούθηση της κατάστασης παρέχει έγκαιρες προειδοποιήσεις για εβδομάδες ή μήνες για προγραμματισμένες παρεμβάσεις.
Στοιχεία συστήματος προστασίας
Αισθητήρες (Μόνιμα Εγκατεστημένοι)
- Αισθητήρες εγγύτητας μέτρηση μετατόπισης άξονα
- Επιταχυνσιόμετρα σε περιβλήματα ρουλεμάν
- Αισθητήρες θερμοκρασίας (RTD, θερμοστοιχεία)
- Μεταδότες πίεσης και ροής
- Αισθητήρες αξονικής θέσης
- Συνήθως πλεονάζοντες (2 ή 3 αισθητήρες ανά μέτρηση)
Υλικό παρακολούθησης
- Αποκλειστικός επεξεργαστής συστήματος προστασίας
- Επεξεργασία σήματος σε πραγματικό χρόνο
- Λογική ψηφοφορίας (2 στα 2 ή 2 στα 3)
- Έξοδοι ρελέ για απενεργοποίηση
- Ξεχωριστά από την DCS/PLC για ανεξαρτησία
Λογική τερματισμού λειτουργίας και ενεργοποιητές
- Ενσύρματα κυκλώματα διακοπής (όχι μόνο με λογισμικό)
- Ηλεκτρομαγνητικές βαλβίδες για ενεργοποιήσεις στροβίλου
- Διακόπτες κυκλώματος για ταξίδια με αυτοκίνητο
- Σχεδιασμός ασφαλούς λειτουργίας (η απώλεια ισχύος προκαλεί σφάλμα)
Πρότυπο API 670
Απαιτήσεις για στροβιλομηχανές
Βιομηχανικό πρότυπο για την προστασία μηχανημάτων:
- Υποχρεωτικό για στροβιλομηχανές > 10.000 HP
- Καθορίζει τύπους και ποσότητες αισθητήρων
- Ορίζει τη λογική και τον πλεονασμό ψηφοφορίας
- Ορίζει χρόνους καθυστέρησης συναγερμού και ταξιδιού
- Απαιτείται ανεξαρτησία από τον έλεγχο της διαδικασίας
Τυπική διαμόρφωση αισθητήρα (σύμφωνα με το API 670)
- Ακτινική δόνηση: 2 σετ αισθητήρων εγγύτητας XY (4 αισθητήρες ανά ρουλεμάν)
- Αξονική θέση: 2 αισθητήρες αξονικής μετατόπισης
- Keyphasor: Αισθητήρες αναφοράς 2 φάσεων
- Θερμοκρασία ρουλεμάν: 2 αισθητήρες θερμοκρασίας ανά ρουλεμάν
- Σύνολο: 12-20 κανάλια ανά μηχάνημα τυπικά
Προστασία έναντι παρακολούθησης κατάστασης
| Αποψη | Παρακολούθηση κατάστασης | Σύστημα προστασίας | 
|---|---|---|
| Σκοπός | Έγκαιρη ανίχνευση σφαλμάτων για τον σχεδιασμό | Αποτρέψτε καταστροφικές ζημιές | 
| Χρόνος απόκρισης | Ώρες έως εβδομάδες | Δευτερόλεπτα | 
| Κατώτατα όρια | Χαμηλότερο (έγκαιρη προειδοποίηση) | Υψηλότερο (άμεσος κίνδυνος) | 
| Ενέργειες | Ειδοποιήσεις, εντολές εργασίας | Αυτόματο κλείσιμο | 
| Αξιοπιστία | Σημαντική ακρίβεια | Κρίσιμη ασφάλεια κατά της αστοχίας | 
| Πλεονασμός | Προαιρετικός | Επιτακτικός | 
Ολοκλήρωση
- Τα σύγχρονα συστήματα συνδυάζουν και τις δύο λειτουργίες
- Οι ίδιοι αισθητήρες εξυπηρετούν την προστασία και το CM
- Διαφορετικά επίπεδα επεξεργασίας και συναγερμού
- Ανεξάρτητες και ενσύρματες οδοί προστασίας
Παράμετροι προστασίας
Δονήσεις
- Μετατόπιση άξονα: Μέτρηση αισθητήρα εγγύτητας, τυπική διαδρομή 25 mils (635 µm) pp
- Ταχύτητα περιβλήματος ρουλεμάν: Τυπική ταχύτητα 0,5-0,6 ίντσες/δευτ. (12-15 mm/δευτ.)
- Επιτάχυνση: Για προστασία από υψηλές συχνότητες
Θέση
- Αξονική θέση: Σφάλματα λόγω υπερβολικής κίνησης του άξονα (βλάβη στο ωστικό ρουλεμάν)
- Διαφορική Επέκταση: Ανάπτυξη ρότορα έναντι περιβλήματος
- Εκκεντρικότητα: Θέση ρότορα στο διάκενο ρουλεμάν
Θερμοκρασία
- Θερμοκρασία μετάλλου ρουλεμάν (συνήθως διαδρομή 110-120°C)
- Θερμοκρασία λαδιού αποστράγγισης ρουλεμάν
- Θερμοκρασίες περιέλιξης
Ψηφοφορία και Απολύσεις
2-από-2 (ΛΟΓΙΚΗ ΚΑΙ)
- Και οι δύο αισθητήρες πρέπει να συμφωνήσουν να ενεργοποιηθούν
- Αποτρέπει τα ψευδή σφάλματα από βλάβη ενός μόνο αισθητήρα
- Κίνδυνος: Και οι δύο αισθητήρες πρέπει να λειτουργούν (καμία προστασία εάν και οι δύο αποτύχουν)
2 στα 3 (Πληροφορία)
- Οποιαδήποτε συμφωνία δύο από τους τρεις αισθητήρες προκαλεί σφάλμα
- Βέλτιστη αξιοπιστία (ανέχεται έναν αισθητήρα που έχει υποστεί βλάβη)
- Πιο ακριβό (τρεις αισθητήρες)
- Προτιμάται για κρίσιμες εφαρμογές
Παράκαμψη και Δοκιμές
- Δυνατότητα παράκαμψης μεμονωμένων καναλιών για δοκιμές/συντήρηση
- Δεν είναι δυνατή η παράκαμψη όλων των προστατευτικών καναλιών ταυτόχρονα
- Χειριστήρια παράκαμψης με κλειδαριά
- Αυτόματη επαναφορά παράκαμψης μετά από χρόνο
Δοκιμές και Συντήρηση
Λειτουργικές δοκιμές
- Περιοδικές πλήρεις δοκιμές συστήματος (τριμηνιαίες έως ετήσιες)
- Προσομοίωση συνθηκών ταξιδιού
- Επαλήθευση εκτέλεσης τερματισμού λειτουργίας
- Δοκιμή όλων των πλεοναζόντων καναλιών
- Αποτελέσματα εγγράφου
Βαθμονόμηση αισθητήρα
- Ετήσιο ή ανά προδιαγραφή
- Επαλήθευση σημείου ρύθμισης σφάλματος
- Δοκιμή χρόνου απόκρισης συστήματος
- Διατηρήστε αρχεία βαθμονόμησης
Συντήρηση Συστήματος
- Διατηρήστε τους αισθητήρες καθαρούς και λειτουργικούς
- Επαλήθευση τροφοδοτικών
- Ελέγξτε τη λειτουργία του ρελέ και του ενεργοποιητή
- Ενημερώστε το λογισμικό/υλικολογισμικό όπως απαιτείται
Τα συστήματα προστασίας μηχανημάτων αποτελούν το δίχτυ ασφαλείας που αποτρέπει καταστροφικές βλάβες εξοπλισμού μέσω αυτοματοποιημένης διακοπής λειτουργίας όταν ανιχνεύονται επικίνδυνες συνθήκες. Ενώ η παρακολούθηση της κατάστασης παρέχει έγκαιρες προειδοποιήσεις για προγραμματισμένη συντήρηση, τα συστήματα προστασίας παρέχουν άμεση αντιμετώπιση έκτακτης ανάγκης, καθιστώντας τα υποχρεωτικά χαρακτηριστικά ασφαλείας σε κρίσιμα στροβιλομηχανήματα και περιστρεφόμενο εξοπλισμό υψηλής αξίας, όπου οι βλάβες θα μπορούσαν να έχουν σοβαρές λειτουργικές, ασφαλείς ή περιβαλλοντικές συνέπειες.
 
									 
									 
									 
									 
									 
									