Mašīnu aizsardzības sistēmu izpratne
Definīcija: Kas ir mašīnu aizsardzība?
Mašīnu aizsardzība (saukta arī par iekārtu aizsardzību vai mašīnu aizsardzību) attiecas uz uzraudzības un vadības sistēmām, kas automātiski nosaka bīstamus darbības apstākļus (vibrācija drošības robežvērtību pārsniegšana, pārmērīga temperatūra, anomāls spiediens) un veikt aizsargpasākumus (trauksmes signālus, izslēgšanu), lai novērstu katastrofālus iekārtu bojājumus, drošības apdraudējumus vai noplūdes vidē. Aizsardzības sistēmas prioritāti piešķir bojājumu novēršanai, nevis ražošanas uzturēšanai, ieviešot atteices drošas konstrukcijas, ja sensoru vai strāvas padeves kļūmes izraisa drošu izslēgšanu, nevis darbības turpināšanu.
Mašīnu aizsardzība atšķiras no stāvokļa uzraudzība (kas izseko iekārtu stāvokli apkopes plānošanai): aizsardzības sistēmas nodrošina tūlītēju reaģēšanu ārkārtas situācijās, veicot automātiskas izslēgšanas dažu sekunžu laikā, kad tiek pārsniegti kritiskie sliekšņi, savukārt stāvokļa uzraudzība sniedz agrīnus brīdinājumus nedēļu vai mēnešu laikā par plānotajām intervencēm.
Aizsardzības sistēmas komponenti
Sensori (pastāvīgi uzstādīti)
- Tuvuma zondes vārpstas nobīdes mērīšana
- Akselerometri uz gultņu korpusiem
- Temperatūras sensori (RTD, termopāri)
- Spiediena un plūsmas raidītāji
- Aksiālie pozīcijas sensori
- Parasti lieks (2 vai 3 sensori katram mērījumam)
Uzraudzības aparatūra
- Īpašs aizsardzības sistēmas procesors
- Reāllaika signālu apstrāde
- Balsošanas loģika (2 no 2 vai 2 no 3)
- Releju izejas izslēgšanai
- Atdalīt no DCS/PLC neatkarības labad
Izslēgšanas loģika un izpildmehānismi
- Cietvadu atvienošanas shēmas (ne tikai programmatūras)
- Solenoīda vārsti turbīnu atslēgšanai
- Automātiskie slēdži motora atvienošanai
- Droša konstrukcija (jaudas zudums izraisa atvienošanos)
API 670 standarts
Prasības turbokompresoriem
Nozares standarts mašīnu aizsardzībai:
- Obligāti turbokompresoriem > 10 000 ZS
- Norāda sensoru veidus un daudzumus
- Definē balsošanas loģiku un redundanci
- Iestata trauksmes un izslēgšanas aizkaves laikus
- Nepieciešama neatkarība no procesa vadības
Tipiska sensora konfigurācija (saskaņā ar API 670)
- Radiālā vibrācija: 2 XY tuvuma zondu komplekti (4 zondes uz gultni)
- Aksiālā pozīcija: 2 aksiālās nobīdes zondes
- Keyphasor: 2 fāžu atskaites sensori
- Gultņu temperatūra: 2 temperatūras sensori uz katru gultni
- Kopā: Tipiski 12–20 kanāli uz vienu mašīnu
Aizsardzība pret stāvokļa uzraudzību
| Aspekts | Stāvokļa uzraudzība | Aizsardzības sistēma |
|---|---|---|
| Mērķis | Agrīna defektu noteikšana plānošanai | Novērst katastrofālus bojājumus |
| Atbildes laiks | Stundas līdz nedēļas | Sekundes |
| Sliekšņi | Zemāks (agrīnais brīdinājums) | Augstāks (tūlītējas briesmas) |
| Darbības | Paziņojumi, darba uzdevumi | Automātiska izslēgšanās |
| Uzticamība | Precizitāte ir svarīga | Droša kritiskā stāvoklī |
| Atlaišana | Pēc izvēles | Obligāti |
Integrācija
- Mūsdienu sistēmas apvieno abas funkcijas
- Tie paši sensori kalpo gan aizsardzībai, gan CM.
- Dažādi apstrādes un trauksmes līmeņi
- Aizsardzības ceļi ir neatkarīgi un fiksēti
Aizsardzības parametri
Vibrācija
- Vārpstas pārvietojums: Tuvuma zondes mērījums, tipisks attālums 25 mili (635 µm) pp
- Gultņa korpusa ātrums: Tipisks atslēgšanās ātrums 0,5–0,6 collas/s (12–15 mm/s)
- Paātrinājums: Augstas frekvences aizsardzībai
Pozīcija
- Aksiālā pozīcija: Atslēdzas pārmērīgas vārpstas kustības gadījumā (vilces gultņa atteice)
- Diferenciālā izplešanās: Rotora un korpusa augšana
- Ekscentriskums: Rotora pozīcija gultņa klīrensā
Temperatūra
- Gultņa metāla temperatūra (parasti 110–120 °C)
- Gultņu notecināšanas eļļas temperatūra
- Tinumu temperatūra
Balsošana un atlaišana
2 no 2 (UN loģika)
- Abiem sensoriem ir jāvienojas, lai tie darbotos
- Novērš viltus atvienošanos viena sensora kļūmes dēļ
- Risks: Jādarbojas abiem sensoriem (nav aizsardzības, ja abi neizdodas)
2 no 3 (vairākums)
- Jebkuri divi no trim sensoriem, kas sakrīt, izraisa atvienošanos.
- Vislabākā uzticamība (pieļauj viena sensora bojājumu)
- Dārgāks (trīs sensori)
- Vēlams kritiski svarīgām lietojumprogrammām
Apvedceļš un testēšana
- Spēja apiet atsevišķus kanālus testēšanas/apkopes vajadzībām
- Nevar apiet visus aizsardzības kanālus vienlaikus
- Ar taustiņu bloķējamas apvedceļa vadības ierīces
- Automātiska apvedceļa atiestatīšana pēc laika
Testēšana un apkope
Funkcionālā testēšana
- Periodiskas pilnas sistēmas pārbaudes (reizi ceturksnī vai reizi gadā)
- Simulēt brauciena apstākļus
- Pārbaudīt izslēgšanas izpildi
- Pārbaudiet visus liekos kanālus
- Dokumentu rezultāti
Sensora kalibrēšana
- Gada vai pēc specifikācijas
- Braukšanas iestatījuma punkta verifikācija
- Sistēmas reakcijas laika testēšana
- Saglabāt kalibrēšanas ierakstus
Sistēmas apkope
- Uzturiet sensorus tīrus un funkcionējošus
- Pārbaudiet barošanas avotus
- Pārbaudiet releja un izpildmehānisma darbību
- Atjauniniet programmatūru/programmatūru pēc nepieciešamības
Mašīnu aizsardzības sistēmas ir drošības tīkls, kas novērš katastrofālas iekārtu kļūmes, automātiski izslēdzot iekārtas, kad tiek konstatēti bīstami apstākļi. Lai gan stāvokļa uzraudzība sniedz agrīnus brīdinājumus par plānoto apkopi, aizsardzības sistēmas nodrošina tūlītēju reaģēšanu ārkārtas situācijās, padarot tās par obligātām drošības funkcijām kritiski svarīgām turbomašīnām un augstas vērtības rotējošām iekārtām, kur kļūmēm varētu būt nopietnas sekas ekspluatācijā, drošībā vai vidē.