Masinate kaitsesüsteemide mõistmine
Definitsioon: Mis on masinakaitse?
Masinate kaitse (nimetatakse ka seadmete kaitseks või masina turvamiseks) viitab jälgimis- ja juhtimissüsteemidele, mis tuvastavad automaatselt ohtlikke töötingimusi (vibratsioon Ohutute piiride ületamine, liigne temperatuur, ebanormaalne rõhk) ja rakendavad kaitsemeetmeid (alarmid, seiskamised), et vältida katastroofilisi seadmete kahjustusi, ohutusriske või keskkonda sattumist. Kaitsesüsteemid seavad kahjustuste ennetamise esikohale tootmise säilitamise asemel, rakendades tõrkekindlaid konstruktsioone, mille puhul andurite või elektrikatkestused põhjustavad ohutu seiskamise, mitte töö jätkamise.
Masinate kaitse erineb seisundi jälgimine (mis jälgib seadmete seisukorda hoolduse planeerimiseks): kaitsesüsteemid pakuvad kohest reageerimist hädaolukorrale, käivitades automaatsed väljalülitused sekundite jooksul, kui kriitilised läved ületatakse, samas kui seisundi jälgimine annab planeeritud sekkumiste kohta varajasi hoiatusi nädalate või kuude jooksul.
Kaitsesüsteemi komponendid
Andurid (püsivalt paigaldatud)
- Lähedusandurid võlli nihke mõõtmine
- Kiirendusmõõturid laagrikorpustel
- Temperatuuriandurid (RTD-d, termopaarid)
- Rõhu- ja voolumõõturid
- Aksiaalsed positsiooniandurid
- Tavaliselt redundantne (2 või 3 andurit mõõtmise kohta)
Riistvara jälgimine
- Spetsiaalne kaitsesüsteemi protsessor
- Reaalajas signaalitöötlus
- Hääletusloogika (2 kahest või 2 kolmest)
- Relee väljundid väljalülitamiseks
- Sõltumatuse tagamiseks eraldatud DCS-ist/PLC-st
Seiskamisloogika ja ajamid
- Juhtmega väljalülitusahelad (mitte ainult tarkvaralised)
- Turbiini väljalülituste solenoidventiilid
- Mootori väljalülituslülitid
- Tõrkekindel disain (voolukatkestus põhjustab väljalülituse)
API 670 standard
Turbomootoritele esitatavad nõuded
Masinate kaitse tööstusstandard:
- Kohustuslik turbomootoritele võimsusega > 10 000 hj
- Määrab andurite tüübid ja kogused
- Määratleb hääletusloogika ja koondamise
- Määrab alarmi ja väljalülituse viivitusajad
- Nõuab protsessi juhtimisest sõltumatust
Tüüpiline anduri konfiguratsioon (vastavalt API 670-le)
- Radiaalne vibratsioon: 2 XY lähedusandurite komplekti (4 andurit laagri kohta)
- Aksiaalne asend: 2 aksiaalse nihke mõõturit
- Võtmefaasor: 2 faasi võrdlusandurit
- Laagri temperatuur: 2 temperatuuriandurit laagri kohta
- Kokku: Tavaliselt 12–20 kanalit masina kohta
Kaitse vs. seisundi jälgimine
| Aspekt | Seisundi jälgimine | Kaitsesüsteem |
|---|---|---|
| Eesmärk | Varajane vigade avastamine planeerimiseks | Vältida katastroofilisi kahjustusi |
| Reaktsiooniaeg | Tunde kuni nädalaid | Sekundid |
| Läved | Madalam (varajane hoiatus) | Kõrgem (otsene oht) |
| Toimingud | Teavitused, töökäsud | Automaatne väljalülitus |
| Usaldusväärsus | Täpsus on oluline | Tõrkekindel kriitiline |
| Koondamine | Valikuline | Kohustuslik |
Integratsioon
- Kaasaegsed süsteemid ühendavad mõlemad funktsioonid
- Samad andurid pakuvad kaitset ja CM-i
- Erinevad töötlemis- ja häiretasemed
- Kaitserajad on sõltumatud ja juhtmega ühendatud
Kaitseparameetrid
Vibratsioon
- Võlli nihe: Lähedusanduri mõõtmine, tüüpiline läbisõit 25 milli (635 µm) pp
- Laagrikorpuse kiirus: Tüüpiline käivitusaeg 0,5–0,6 tolli/s (12–15 mm/s)
- Kiirendus: Kõrgsagedusliku kaitse jaoks
Positsioon
- Aksiaalne asend: Väljalülitumine võlli liigse liikumise korral (tõukelaagri rike)
- Diferentsiaalpaisumine: Rootori ja korpuse kasv
- Ekstsentrilisus: Rootori asend laagrilõtkus
Temperatuur
- Laagrimetalli temperatuur (tavaliselt 110–120 °C)
- Laagri väljalaskeõli temperatuur
- Mähise temperatuurid
Hääletamine ja koondamine
2-st-2-st (JA-loogika)
- Mõlemad andurid peavad käivitumiseks kokku leppima
- Hoiab ära ühe anduri rikke tõttu tekkivad ekslikud väljalülitused
- Risk: Mõlemad andurid peavad töötama (kaitse puudub, kui mõlemad rikki lähevad)
2/3 (enamus)
- Kaks kolmest andurist, mis kokku sobivad, põhjustavad väljalülituse.
- Parim töökindlus (talub ühe rikkega andurit)
- Kallim (kolm andurit)
- Eelistatud kriitiliste rakenduste jaoks
Möödaviik ja testimine
- Võimalus testimiseks/hoolduseks üksikuid kanaleid mööda hiilida
- Kõiki kaitsekanaleid ei saa samaaegselt mööda hiilida
- Võtmega lukustatavad möödaviigu juhtnupud
- Automaatne möödaviigu lähtestamine pärast aja möödumist
Testimine ja hooldus
Funktsionaalne testimine
- Perioodilised täielikud süsteemi testid (kord kvartalis kuni kord aastas)
- Reisitingimuste simuleerimine
- Kontrollige, kas sulgemine käivitub
- Testige kõiki redundantseid kanaleid
- Dokumentide tulemused
Anduri kalibreerimine
- Aastane või spetsifikatsioonipõhine
- Reisi seadepunkti kontrollimine
- Süsteemi reageerimisaja testimine
- Säilita kalibreerimisandmeid
Süsteemi hooldus
- Hoidke andurid puhtad ja töökorras
- Kontrollige toiteallikaid
- Kontrollige relee ja ajami tööd
- Vajadusel tarkvara/püsivara uuendamine
Masinate kaitsesüsteemid on turvavõrk, mis hoiab ära katastroofilised seadmete rikkeid automaatse väljalülitamise kaudu ohtlike tingimuste tuvastamisel. Kuigi seisundi jälgimine annab varajase hoiatuse planeeritud hoolduse kohta, pakuvad kaitsesüsteemid viivitamatut reageerimist hädaolukorrale, muutes need kohustuslikuks ohutusfunktsiooniks kriitiliste turbomootorite ja kõrge väärtusega pöörlevate seadmete puhul, mille riketel võivad olla tõsised töö-, ohutus- või keskkonnamõjud.
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 