Digitální systém střežení otáček D O P S

Transkript

1 Digitální systém střežení otáček D O P S Digitální zpracování řízené mikropočítačem Až 6 limitních hodnot pro každý kanál, různé provozní režimy dle naprogramování a volby propojovací desky Dva proudové výstupy pro každý kanál, s funkcí lupa a dvojitý rozsah, jeden výstup galvanicky oddělen Vzájemná komparace vstupních i výstupních signálů, Verifikace vybraných binárních výstupů metodou výběru 2 ze 3 Redundantní napájení Samo-testovací funkce elektronických obvodů a snímačů Usnadnění detekce závad zobrazením textových hlášení Galvanické oddělení binárních vstupů a výstupů Připojení unifikovanými kabely a svorkovnicemi interface pro nastavení parametrů a servis Provozní komunikace Možnost výměny karty za provozu Stručný popis: Digitální systém střežení otáček epro DOPS (Digital Overspeed Protection System) slouží k měření otáček a ochraně před překročením povolené meze otáček rotačních strojů. Díky své nekompromisně tříkanálové koncepci, od snímačů přes zpracování dat až po generování výstupních signálů a povelů, zaručuje systém maximální míru provozní bezpečnosti sledovaného stroje. Limity, které bezprostředně ovlivňují bezpečnost stroje (např. odstavení od přeotáček), jsou k dispozici též ve výběru 2 ze 3 a mohou být provozovány v režimu klidový kontakt. Tím je zajištěna nejen vysoká spolehlivost ale i vysoká míra ochrany zařízení. Při vhodném geometrickém uspořádání snímačů nad měřícím ozubeným kolem může být detekován směr točení. Paměť maximálních dosažených otáček poskytuje důležitou informaci pro posouzení mechanického zatížení stroje způsobeného nadměrnými otáčkami. Limitní výstupy jsou vyvedeny přes opto oddělovače, popř. zkratuvzdorné spínače, podle typu propojovací desky. Kromě toho jsou limitní výstupy pro odstavení, výběry 2 ze 3 a signalizace poruch vyvedeny přes relé s přepínacím kontaktem. Detailní funkce a počty relé se liší podle verzí systému. Systém je vybaven rozsáhlou autodiagnostikou. Tři snímače otáček pracující na principu vířivých proudů jsou trvale testovány, zda pracují v předepsaných mezích. Kromě toho si jednotlivé karty navzájem porovnávají naměřenou hodnotu otáček. Při zjištění závady nebo odchylky v měření systém indikuje poruchu prostřednictvím příslušného binárního výstupu a indikátorem na čelním panelu. Je-li karta opatřena displejem, indikuje typ závady formou textové hlášky. Nastavení parametrů jakož i monitorování funkce systému je možné pomocí PC a servisního SW. K připojení externí kabeláže slouží unifikované kabely a bloky svorek.

2 Technická : Signálové vstupy: Diferenciální vstup, neovlivňující snímač, odolný proti zkratu a přerušení Rozsah vstupního napětí: ,3 V stejnosměrné Maximální hodnoty: V Vstupní odpor: > 100 kohm Výstup pulzního signálu: SMB zdířka na panelu, zkratuvzdorný, zkrat neovlivní další funkci karty Výstupní signál: 0...4,1 V; výstup = 0.15 x vstupní signál ze snímače Přesnost: ±1% rozsahu Frekvenční rozsah: khz (-3dB) ±20% Povolené zatížení: > 1 MOhm Vnitřní odpor: 10 kohm Dynamické výstupy: Zpracované vstupní pulsy jsou vyvedeny ve formě a přes opto oddělovač, jsou zkratuvzdorné, zkrat neovlivní další funkce karty výstupy: Jmenovitý rozsah: V SS Frekvenční rozsah: 0Hz...20 khz Povolené zatížení: > 1 MOhm Vnitřní odpor: 5,1 kohm Pulsní výstup: výstup pulsů přes optoodělovací člen Max. napětí: +24 V na UC, +48 V na kolektoru Max. proud, C-E vodivý: 100 ma Zpracování signálu na charakteristickou veličinu: Vstupní signál je upraven na konstantní amplitudu pro další zpracování procesorem. Charakteristická veličina otáčky je vypočtena jako převrácená hodnota kmitočtu vstupního signálu vyděleného počtem zubů měřícího kola. Max. měřící rozsah: omezen max. kmitočtem vstupního signálu 20 khz Pozor! Praktický limit tvoří frekvenční rozsah snímačů. Max. počet otáček: ot/min (při max. 18 zubech měř. kola : 20kHz) Max. počet zubů měřícího kola 255 (max ot/min) Proudové výstupy otáček: Měřící rozsah proudových výstupů se odpovídá nastavení parametr karty. Proudový výstup 1: galvanicky oddělený Přesnost: ±0.1% rozsahu /16 bitů Proudový výstup 2: galvanicky není oddělen, slouží rovněž pro interní komparaci naměřených hodnot mezi kartami Přesnost: ±0.1% rozsahu /16 bitů Funkce Zoom : Možnost libovolného nastavení počátku a konce rozsahu proudového výstupu Dohled nad funkcí zařízení a zobrazení poruchových stavů: Každý kanál střeží trvale stav vlastního snímače. Dále jsou trvale srovnávány naměřené hodnoty otáček komparací analogových výstupů. Dále může být kontrolována též správná hodnota fázového posuvu mezi pulsními signály ze snímačů. Ta může zastoupit analogovou komparaci při malých otáčkách nebo stojícím stroji. Tak je zajištěna maximální provozní bezpečnost. Bezporuchový stav signalizuje svit zelených LED na čelním panelu a opticky oddělený spínač na konektoru karty. Stav = porucha: Umax. = 48 V DC (nevede)* Stav = o.k.: max. = 100 ma (vede)* Binární vstupy: Binární vstupy do modulů jsou galvanicky odděleny ale mají společný nulový potenciál. Úroveň signálu: Low: V High: V Externí blokování: Aktivace umožní zablokování funkce alarmů např. pro servisní účely. Reset binárních pamětí: Vynuluje paměť binárních limitů, pokud byla aktivována. Machine Monitoring Systems Testovací vstupy: Pro testovací účely aktivuje interně zadanou hodnotu otáček, která ovlivní pouze binární výstupy. Binární výstupy: Celkem šest binárních výstupů se samostatně programovatelnou funkcí a parametry. Viz. též pozn. * Nastavení limitů: při parametrizaci karty, počet parametrů závisí na zvolené funkci výstupu. ndikace stavu výstupu: Červená LED na čelním panelu pro každý výstup. Parametry výstup. optronů:* Výstup 1-3 max. U CE 48 V/ CE 50 ma Výstup 4 6 max. U CE 48 V/ CE 100 ma Komunikační rozhraní: : Zásuvka na čelním panelu, pro konfiguraci a testování. : Bus interface pro provozní komunikaci. Napájení: Dva redundantní vstupy, oddělené diodami, se společnou zemí. Povolený rozsah napětí: ,2 V DC vyhovuje EC class DC 4 Napájení snímačů: Oddělený zkratuvzdorný měnič na každé kartě. Napájecí napětí snímačů: V DC Zvlnění: < 20 mvpp (při 20 ma) Max. zatížení: 35 ma Podmínky prostředí: Aplikační kategorie: KTF podle DN Referenční teplota: +25 C Rozsah provozních teplot: C Rozsah teplot pro skladování a dopravu: C Rel. vlhkost % bez kondenzace Stupeň krytí: P00, otevřená konstrukce dle DN EMC Vyhovuje EN / EN

3 Technická : Mechanická konstrukce karty: Euro-formát (100 x160 mm) podle DN Šířka: s displejem 14 TE (71 mm) bez displeje 6 TE (30 mm) Konektor: DN , typ F 48 M Šířka desky MMS 6351: 42 TE (213 mm) - polovina 19 rámu Režimy měření: Poznámka * Odlišnosti verze DOPS AS (deska MMS 6351/10): Pro tuto aplikaci je určen modul subtyp 02. Má pevně nastavenou funkci binárního výstupu 5 odstavení. Na desce MMS 6351/10 jsou binární a poruchové výstupy opatřeny zkratuvzdornými spínači, které v aktivním stavu dávají napětí blízké napájecímu a v neaktivním blízké nule. Povolené zatížení : 25 ma DC Zkratový proud: 0,2..1A, teplotní omezení Signalizace poruchy: High: porucha Low: bezporuchový stav Výstupní relé: pevně přiřazené: 3x výstup 5 1x výstup 2 a 4, (přes výběr 2 ze 3) Měření rychlosti otáčení je založeno na principu měření periody vstupního pulsního signálu. Karty mohou pracovat ve dvou základních režimech: 1. n měření na otáčku V tomto režimu se měří perioda jednoho nebo několika puls, tak aby doba měření byla v rozmezí 5..10ms. Tím je zajištěna velmi rychlá odezva při vysoké přesnosti měření. Vzhledem k tomu, měřící interval není synchronní vůči točení stroje, vyžaduje tento Programovatelné parametry: - Měřící rozsah - Otáčková lupa () - Převodový poměr - Analogová diference - Počet zubů měřícího kola - Hodnoty limitů - Funkce výstupů - Funkce limitů - 2 testovací hodnoty Dostupné varianty systému: režim přesně opracované měřící ozubené kolo. Tvarové odchylky nebo radiální kmitání kola se projeví neklidem naměřené hodnoty. 2. Jedno měření na otáčku V tomto režimu karta počítá rychlost otáčení z periody právě jedné otáčky. Doba měření je nepřímo úměrná rychlosti otáčení (20ms při 3000 ot/min). - Hystereze limitů - Označení kanálu textem - Označení kanálu KKS kódem - Proudové výstupy - Kalibrace proudových výstupů - Potlačení proudu při poruše - Filtrace (zklidnění) proudového výstupu - Střída vstupních pulzů Tento režim se hodí zejména pro přesné měření otáček, neboť potlačuje vliv nepřesností měřícího kola. Vhodný je též pro rychloběžné stroje s měřícím kolem s malým počtem zubů, kde prodloužení měřícího intervalu není tak výrazné a zvýšení přesnosti a stability naměřené hodnoty přijde vhod. - Detekce klidu stroje - Trigrovací úrovně pulzů - Limity pro vyhodnocení poruchy snímače - Preferovaný směr točení - Měřící režim - Paměť maximální dosažené hodnoty otáček - Střežení fázového posuvu pulzů DOPS - 3 x /D (s displejem, firmware subtyp no. 0) - 1 x MMS 6351/00-1 x MMS x MMS x MMS MMS 6950 W alternativně - 3 x (bez displeje, firmware subtyp no. 0) DOPS AS - 3 x (s displejem, firmware subtyp no. 2) - 1 x MMS 6351/10-1 x MMS x MMS x MMS MMS 6950 W alternativně - 3 x /D (bez displeje, firmware subtyp no. 2) - k dispozici též verze karty s komunikací Profibus DP (viz. separátní katalogový list) DOPS TS Náhrada karet MMG 1222TS pro instalaci do rámu MMG x (bez displeje, firmware subtyp no. 1) - 3 x MMS 6353/TS - 1 x MMS 6950 W V této verzi nejsou k dispozici všechny funkce DOPS ale pouze funkce ekvivalentní kartám MMG 1222TS. V jednom rámu nelze kombinovat původní karty MMG s kartami, v případě nutnosti nutno nahradit všechny 3 za TS.

4 Principiální schéma systému DOPS s deskou MMS 6351/00 backplane MMS 6351/00 mp C C module 03 clear C limit mp. C out C2 C3 C2 C1 B3.2 A3.1 C3.2 B3.1 A3.2 C3.1 K3 C6 C5 C4 A3, B3, C3 2 of 3 out C1 CFC mp B CFB CFA CFA3 CFB3 CFC3 K5 CFA, CFB, CFC message line B module 02 clear B limit mp. B out B2 B3 B2 B1 A2.1 B2.2 C2.2 B2.1 C2.1 A2.2 K2 B6 B5 B4 A2, B2, C2 2 of 3 19" Rack MMS 6352 out B1 mp A CFA1 CFB2 CFC2 CFB1 CFC1 CFA2 K3 CFA, CFB, CFC 2 of 3 A module 01 clear A limit mp. A out A2 A3 A2 A1 B1.2 A1.1 B1.1 C1.2 A1.2 C1.1 K2 A6 A5 A4 A1, B1, C1 2 of 3 out A1 +24 V Fig. 1 Bus

5 Principiální schéma systému DOPS AS s deskou MMS 6351/10: Backplane MMS 6351/10 n>110% trip C K3 max 8A C clear C 6 mp. C clear C communication C n>110% trip C 10 kohm 768 Ohm module 03 limit n>90% C n<300 C n<4 C stand still (0 ) C mp. C out C2 out C1 Umax 24 V/DC n>110% trip B K2 max 8A n>90 in 2 of 3 K5 max 8A B module 02 clear B limit mp. B clear B communication B n>110% trip B n>90% B n<300 B n<4 B stand still (0 ) B mp. B out B2 out B1 10 kohm 768 Ohm Umax 24 V/DC 19" Rack MMS 6352 n>110% trip A K1 max 8A A clear A 6 mp. A clear A communication A n>110% trip A n<4 in 2 of 3 10 kohm 768 Ohm K4 max 8A module 01 limit n>90% A n<300 A n<4 A stand still (0 ) A mp. A out A2 out A1 Umax 24 V/DC +24 V Fig. 2 Bus

6 Binární výstupy a jejich funkce Karta má celkem šest univerzálních binárních výstupů. Ty lze použít pro indikaci dosažení limitů nebo specifických provozních stavů. Šestý výstup může být kromě toho nastaven též jako výstup tvarovaných pulzů, nebo pro komunikaci s displejem epro. Výstupům 1 až 5** lze přiřadit níže uvedené funkce: - > Limit - < Limit - > LMT + Latch - < LMT + Latch - Klid stroje - Směr točení - Dvojitý rozsah Out 1 - Dvojitý rozsah Out 2 - Komparace pulzů Výstupu 6 lze kromě toho přiřadit funkce: - Komunikace s displejem - Pulsní výstup Poznámka **: Ve verzi DOPS AS (subtyp 02) má výstup 5 pevně přiřazenou funkci: (> LMT nebo Porucha) + Latch a slouží jako přeotáčková ochrana. Tento výstup je kromě standardního spínače vyveden přes výkonové relé. Dvojitý rozsah proudového výstupu: Popis jednotlivých funkcí výstupů: > LMT Výstup aktivuje překročení nastavené limitní hodnoty. Výstup se deaktivuje okamžitě po podkročení limitní hodnoty o nastavenou hysterezi. < LMT Výstup aktivuje podkročení nastavené limitní hodnoty. Výstup se deaktivuje okamžitě po překročení limitní hodnoty o nastavenou hysterezi. > LMT + Latch < LMT + Latch Funkce s pamětí aktivace, limit se deaktivuje až externím resetem Klid stroje Výstup se aktivuje po zjištění, že stroj se netočí (uplynul nastavený čas od posledního impulsu). Směr točení ndikuje směr točení stroje. Dvojitý rozsah Out1 Dvojitý rozsah Out 2 Pracuje-li Out1 (Out2) v režimu dvojitý rozsah (viz. dále), aktivuje se výstup při přepnutí z nižšího do vyššího rozsahu. Komparace pulzů Aktivuje se při detekci špatného fázového posuvu mezi signály jednotlivých snímačů. Komunikace s displejem (pouze výstup 6) umožňuje připojení displeje epro pro zobrazení okamžité hodnoty otáček po seriové komunikaci. Pulsní výstup (pouze výstup 6) Při zapnutí této funkce se na výstupu 6 objeví pulsní signál shodného kmitočtu jako vstupní signál ze snímače. Použije se pro zpracování frekvenčního signálu řídícím systémem nebo připojení tachometru. U systému DOPS AS s deskou MMS 6351/10 je nutno přemostit rezistor 768 ohm pájecím můstkem (viz. obr. 2). Klidový a pracovní stav výstupů: U všech výstupů lze nastavit klidový režim, tj. zda při aktivaci funkce výstup sepne z normálně rozepnutého stavu nebo naopak. Výjimku tvoří výstup 5 verze DOPS AS, který má pevně přiřazený režim: - normálně sepnuto - při aktivaci alarmu nebo poruše rozepne. Po aktivaci této funkce lze proudovému výstupu přiřadit dva měřící rozsahy (např ot/min a ot/min, viz obr. 3) Výstupní proud bude v rozsahu ot/min. Po překročení hodnoty 300 ot/min přepne do druhého, vyššího rozsahu. Platný výstupní rozsah může indikovat zvolený binární výstup. Pro tuto funkci smí být použit pouze galvanicky oddělený výstup Out ma 2 ma out obr. 3 n Otáčková lupa (): Tato funkce umožňuje zadat začátek a konec rozsahu analogového výstupu 0/4..20mA a tím podle potřeby roztáhnout určitou část měřícího rozsahu přes celý rozsah analogového výstupu. Pro tuto funkci se doporučuje využívat galvanicky oddělený výstup Out1, neboť Out 2 se používá rovněž pro vzájemnou komparaci měřených hodnot, která by pak byla funkční pouze v rozsahu otáčkové lupy.

7 Střežení bezporuchového stavu: nterní střežení bezporuchového stavu modulu zahrnuje tyto funkce: - Signál ze snímače je v určeném rozsahu - Stav kabeláže ke snímači (přerušení, zkrat) - Systémová napájecí napětí v předepsaných mezích - Naměřené hodnoty v mezích měřícího rozsahu - systémový watch -dog Po zapnutí napájení a bezprostředně po odeznění poruchového stavu, jsou všechny výstupy blokovány po dobu 5s. ndikace poruch do ostatních systémů je v závislosti na typu desky provedeny pomocí optronů, polovodičových spínačů nebo relé. Více podrobností je patrno z blokových schémat, obr.1 a obr.2. K indikaci poruch na čelním panelu slouží 2 zelené LED označené CC. Ty v bezporuchovém stavu svítí trvalým svitem. Zhasnutí CC1 znamená vyhodnocení poruchy na tomto kanálu. Zhasnutí CC2,3 vyjadřuje vyhodnocení poruchy na některé ze sousedních karet. U katry s displejem je dále příčina poruchy upřesněna textovou hláškou. U všech karet lze tuto hlášku zobrazit na připojeném PC pomocí konfiguračního programu. Ovládací prvky na čelním panelu: 2 koaxiální zdířky SMB: Jeden zkratuvzdorný výstup signálu ze snímače: Rozsah: 0...4,1 V Zatěžovací odpor: 1 MOhm Vnitřní odpor: 10 kohm Jeden zkratuvzdorný výstup tvarovaného pulsního signálu: Rozsah: V Zatěžovací odpor: 1 MOhm Vnitřní odpor: 5,1 kohm Napájení: Systém DOPS s deskou MMS 6351/00 má redundantní napájení dvěma přívody (společným kabelem) přes diody. U systému DOPS AS s deskou MMS 6351/10 je takto redundantně napájena každá karta zvlášť. Podmínky prostředí: Stupeň krytí: Karta a propojovací deska: P 00 dle DN Přední panel:: P21 dle DN Aplikační kategorie: class KTF dle DN 40040, Rozsah provozních teplot: C Rozsah teplot pro skladování a přepravu: C 6 žlutých LED: Jedna LED pro indikaci stavu každého binárního výstupu. Svit indikuje aktivaci výstupní funkce. 2 zelené LED: LED CC1 ndikace bezporuchového stavu tohoto kanálu LED CC2, 3 ndikace bezporuchového stavu sousedních kanálů Napájecí napětí: V DC podle EC 654-2, class DC4 Příkon: max. 20 W (max. 840 ma při 24 V) Rozsah vlhkosti okolí: %, bez kondenzace Povolené vibrace: dle EC 68-2, díl 6 Amplituda vibrací: 0.15 mm v rozsahu Hz Zrychlení vibrací: 16.6 m/s 2 v rozsahu Hz Trvalý svit zeených LED CC indikuje bezporuchový stav. Při poruše LED nesvítí. 1 Mini DN zásuvka: interface pro připojení servisního PC. Pomocí programu MMS 6950W lze tudy kartu konfigurovat a testovat.. Je-li požadováno jiné napájecí napětí, je nutno použít vhodné napájecí zdroje. Náraz: dle EC 68-2, díl 29 špičková hodnota zrychlení: 98 m/s 2 jmenovitá doba nárazu: 16 ms EM slučitelnost: vyhovuje EN / EN Minimální požadavky na konfigurační PC: Konfigurace a testování se dělá programem MMS 6950W instalovaným na PC, který se připojí do čelního konektoru ( ) nebo přes svorkovnici ( ): Processor: Pentium, 128MB RAM nterfaces: interface (COM 1 nebo COM 2) s FFO typu UART Volné místo na disku: min. 50 MB Operační systém: WN 95/98, 2000, XP, NT 4.0

8 Propojovací deska MMS 6351/10: Blok svorek MMS 6361: (adaptér z konektoru SubD25 na šroubové svorky průřezu 2,5 mm 2 ) Měřící ozubené kolo a vzájemný úhel snímačů: Ozubené kolo musí být vyrobeno velmi přesně. Čím je ozubené kolo přesněji a pečlivěji vyrobeno, tím vyšší přesnosti a stability měření je možno dosáhnout. Pro snímač s měřícím rozsahem 2mm (např. PR 6423) je doporučena hloubka zubů minimálně 1 mm. Vzájemný úhel snímačů by měl být volen s ohledem na počet zubů kola tak, aby v případě, že jeden snímač je právě nad středem zubu, byl druhý nad náběžnou a třetí nad setupnou hranou. Toto uspořádání je nutné pro vyhodnocení směru otáčení a pro funkci kontroly fázového posuvu signálů. PR 6423/.. PR 6423/.. Příklad možného uspořádání ukazuje obr. 4 Objednací čísla: Obr. 4: Karta měření otáček * /D Karta měření otáček s displejem * *) při objednávce samotné karty uveďte subtyp (DOPS, DOPS AS, DOPS TS) MMS 6351/00 Propojovací deska DOPS MMS 6351/10 Propojovací deska DOPS AS MMS Montážní rám MMS 6353/TS Adaptér pro náhradu katry MMG 1222 kartou MMS 6360 Propojovací kabel 25-pólů SUB D MMS 6361 Blok svorek - adaptér 25 pole SUB D na svorky MMS 6950 W Konfigurační Kit.(SW, kabely, návod, jazyk A+N) Výrobce: PR 6423/.. Zastoupení pro ČR a SR: epro GmbH PROFESS, spol. s r.o. Jobkesweg 3, D-99 Gronau Květná 5, Plzeň GERMANY CZECH REPUBLC Tel.: +49 / 2562 / 7090 Tel.: Fax: +49 / 2562 / Fax: mms@epro.de mms@profess.cz nternet: nternet: Tištěno v České Republice. Vzhledem k neustálémo vývoji a nezadržitelnému pokroku, může být tato specifikace měněna bez dalšího upozornění.