Metrix正确使用变送器和保护系统

Metrix 基本机械监测方法

Metrix 希望提供机器问题的早期警告，以便您可以采取措施，并在需要时执行机器诊断。

目的

本应用说明旨在阐明为什么越来越多的客户选择将变送器振动监测方法与他们的 PLC（可编程逻辑控制器）或 DCS（分布式控制系统）或 SCADA（监督控制和数据采集）系统相结合用于机器代替基于机架的振动监测系统 (VMS) 进行监测。

应用说明回答的问题

如果现有的控制系统可以监测振动参数以及所有工艺参数，为什么还需要专用的振动监测系统？

既然您绝对需要控制系统，为什么不使用控制系统来监控和保护机器、过程、人员和社区呢？

当控制系统可以通过正确的传感器提供足够的振动保护时，为什么要为保护机械资产支付两倍的费用？

介绍

当您询问各种工业设施（例如发电厂、炼油厂、化工厂、管道、供水和污水处理设施等）的操作员时，他们会告诉您他们的大部分机器（+98%）工作正常。机器已正确安装、对齐、平衡、润滑、操作并在大多数情况下进行维护，以确保其继续提供其设计目的。

过去，Metrix 会提倡在关键、生产限制、旋转或往复式机械上配备振动监测系统 (VMS) 的传感器解决方案，在某些情况下，我们仍然会这样做。然而，在过去的 20 年里，机械监控领域发生了变化。

过去的论点是 PLC（可编程逻辑控制器）或 DCS（分布式控制系统）没有为振动和位置传感器提供机械保护所需的扫描速率。情况已不再如此，尽管扫描速度是 DCS 和 PLC 之间的关键区别，但现在两者都可以充分用于机器保护。PLC 旨在满足需要 10 毫秒或更短 （0.01 秒或更短）的扫描速率的应用程序的需求。 这使他们能够准确控制高速运行的电机和驱动器，这比许多 VMS 快 10 倍，当然足以用于径向振动和推力监测。然而，DCS 和 SCADA 系统不需要这么快，因为它们控制的是系统而不是单个设备。DCS 和 SCADA 系统监管控制回路通常在 100 到 500 毫秒范围内 （0.1 到 0.5 秒范围）扫描，这通常非常适合监测径向振动的变化，也足以监测推力。当您考虑到大多数振动和推力监测具有三 (3) 秒或更长的时间延迟时，0.1 到 0.5 秒的扫描速率当然是足够的

对于影响工厂生产的非关键旋转或往复式机械，Metrix 将提倡基于变送器的监控和保护解决方案，或根据资产使用电子或机械开关进行保护。  我们开始看到越来越多的客户在关键的旋转和往复机械上选择振动变送器。这包括那些使用接近探头的带有液膜轴承（也称为轴颈或套筒型轴承）的机器。

出于以下三个原因，客户正在从振动监测系统转向变送器/PLC/DCS/SCADA 系统以满足振动监测需求：成本、易于实施和基于异常的机械诊断。选择振动发射器路线的客户，即使使用接近探头，也是因为他们监控的机器很少发生故障，如果振动水平发生变化，他们只需要早期预警。如果他们使用发射器的输出发现振动趋势发生变化，他们就会使用便携式诊断设备来诊断可能的问题。让我们来调查一下为什么客户将他们的振动监测策略改为发射器来代替传感器和振动监测器。

振动监测班次

振动监测解决方案应取决于计划外 停机的成本。由旋转或往复式机器引起的问题导致的计划外停机是工厂成本最高的停机时间。工厂因利润损失（机会损失成本 = 盈利产出损失）、加急维修、材料和人工成本、备用人工成本、质量问题、客户信任/交付问题以及最重要的人员安全问题而蒙受损失。机械资产采用的感官解决方案取决于计划外停机事件的概率。如果资产停机时间不会给人员、设施或社区带来风险，那么振动监测解决方案是最小的（有关更多详细信息，请参阅 Metrix 应用说明“监测方法”）。

从振动监测系统到变送器 / PLC / DCS / SCADA 解决方案的变化部分是由于扫描速度的提高以及控制系统已经监测的内容。

问题：在下面列出的停机参数中（如果有监控），有多少通常在振动监控系统 (VMS) 中找到，有多少在控制系统中？

上述问题的重点是，如果控制系统可以监控相同的参数，为什么还需要振动监控系统？既然您绝对需要控制系统，为什么不使用控制系统来监控和保护机器、过程、人员和社区呢？当控制系统可以提供足够的振动保护时，为什么要为保护机械资产支付两倍的费用？

支持 VMS 的论据有两个：1) 离散振动参数可以与直接振动同时监测，2) 工厂资产可以连接到状态监测系统 (CMS)，可以通过内联网访问。这两个原因尤其适用于机械资产，通常带有液膜轴承，它们使用接近探头作为机械振动保护的手段。

诸如间隙电压、1X 幅度和相位、2X 幅度和相位、nX 幅度和相位等离散振动参数是有价值的，但是设置这些参数并保持它们以使其有意义的时间和精力是不合理的。在大多数情况下，这些参数存在于 VMS 中，但并未使用。仅使用直接振幅并将其馈送到控制系统，如振动变送器输出。只有来自基于机架的系统的直接振幅用于振动关闭信号，就像振动变送器输出一样。将离散振动参数输入控制系统的方法是不合理的，除非这些参数保持不变。由于在大多数情况下，它们都没有维护，因此将 VMS 作为控制系统的补充的费用是不合理的。

对于那些计划外停机成本非常高的机械资产，在线 CMS 非常方便——我们将这些资产称为关键资产（没有这些资产，工厂就无法运行）。请记住，工厂极不可能有人力资源能力对振动行为没有变化的机器进行诊断。从以上讨论的离散振动参数没有采取任何行动这一事实可以看出这一点。当没有注意到振动行为的变化时，为什么工厂要花费数小时查看振动图（动态数据）？他们不应该。当 VMS 检测到振动问题并且 CMS 可用时，考虑设施中的实际事件顺序：

1. VMS 检测到低于停机的振动显着变化。

2. 机械诊断专家（通常可能是与设施相关的一个人，通常不是轮班操作员之一）上网，如果可能的话，或者去工厂诊断振动的变化。

3. 专家通过机械诊断过程查看可用的动态数据图，使用已安装的专用 CMS，并可能提出解决问题的建议，适应振动变化或关闭设备。

这与振动变送器通过控制系统

报告问题时有何不同？不同之处在于专家前往工厂将便携式诊断设备连接到资产的接近探头振动、位置和相位发射器的 BNC 所需的时间。该延迟时间可能对工厂很重要，也可能不重要，当您考虑便携式诊断设备可用于工厂的任何资产时，而不仅仅是专用 CMS 覆盖的关键资产，进行诊断的延迟时间可能不会重要的。通过一些便携式诊断设备，操作员可以接受培训以连接到发射器的 BNC 并收集数据并将其远程发送给专家。

结论

Metrix 希望提供机器问题的早期预警，因此您也可以在需要时执行机器诊断。