Sistema en línea DMx de SKF CMMA 9910/CMMA 9920 Sistema distribuido para monitoreo de vibraciones
El Sistema en línea SKF DMx es un sistema distribuido que incluye la protección de equipos y el monitoreo de la condición en un único dispositivo, y que puede ser utilizado en zonas convencionales y peligrosas. • Cuatro canales • Intrínsecamente seguro • Controladores integrales para sondas de desplazamiento • Menor costo de instalación SKF Reliability Systems –líder en su clase en monitoreo de condiciones- realizó un esfuerzo conjunto con los expertos en intrínseca Pepperl+Fuchs para desarrollar el Sistema en línea SKF DMx. La unidad SKF DMx ofrece una solución de monitoreo de vibraciones de cuatro canales que por primera vez habilita los requerimientos de monitoreo de equipos críticos, desde el transductor hasta el procesamiento dinámico de datos, mediante un dispositivo intrínsecamente seguro ubicado en la cercanía del equipo.
Protección y monitoreo de la condición El SKF DMx ofrece dos capacidades de monitoreo de vibraciones en el mismo módulo: • Protección de equipos, para reaccionar ante las alarmas de vibraciones que puedan significar una falla catastrófica inminente, cumpliendo la norma API 670. • Monitoreo de la condición a fin de predecir una falla catastrófica potencial
Seguridad intrínseca La complejidad de la medición de vibraciones obliga a instalar las unidades electrónicas en un área segura. El SKF DMx da un paso dentro de la Zona 1 de las áreas peligrosas. Este avance trascendental permite extender los beneficios de la modularidad distribuida –propios del proceso IO y de los sistemas de transmisores- al monitoreo de vibraciones con todas las funciones. Dado que los dispositivos intrínsecamente seguros requieren bajo consumo energético se posibilita también el ahorro de energía, en comparación con los sistemas de monitoreo instalados en rack en las salas de control.
Confiabilidad Contar con un comando confiable de parada de equipo es un requisito esencial, y el SKF DMx ofrece Funtional Safety conforme a IEC 61508 (SIL levels).
Características Tecnología de procesamiento digital
Menores costos de instalación En comparación con la arquitectura tradicional de sala de control, la distribución modular de monitores de vibraciones en cada equipo y en toda la planta permite ahorrar costos, tal como se observa a continuación: Modularidad y configurabilidad La selección y configuración del monitor de vibraciones permanece dentro del alcance del sistema completo, sin necesidad de interfaz a nivel de sensor con instrumentos que estén fuera de dicho sistema. Cableado de campo La gran cantidad de cables multi-par que transmiten señales analógicas entre el equipo y la sala de control/instrumentos se reemplaza con cables de comunicaciones de un solo par o de doble par que transmiten datos digitales, lo que implica una reducción significativa en costos. Espacio en sala de instrumentos Se pueden eliminar los gabinetes costosos. Ya no se necesitan los racks semi-poblados de monitores de 19” para obtener la segregación del sistema de seguridad. Horas-hombre de instalación Llevar a cabo bucles físicos de comprobación en muchos puntos de sensor de una planta se puede reducir a unas pocas cadenas de enlaces de datos, ahorrando significativas horas-hombre al fabricante de equipos, al contratista y al equipo de mantenimiento del usuario final.
2
• Capacidades combinadas de protección y análisis de equipos • Las aplicaciones típicas incluyen monitoreo de vibraciones, empuje o presión • Datos vectoriales. Hasta cuatro vectores de fase y amplitud programables por el usuario por canal • Datos globales • Datos dinámicos - FFT y forma de onda en el tiempo • Funcionamiento del equipo en estado de equilibrio y transiente • Todos los datos de la configuración se guardan en el módulo, no se requiere su reconocimiento o búsqueda en base de datos • Capacidad de almacenamiento de configuraciones múltiples, ventajosa para los OEM • Los datos de la configuración se almacenan en memoria no volátil y se recuperan al energizar • Admite capacidad de alarma sofisticada y flexible, y toda combinación lógica de mediciones • Múltiples LED para indicación local de módulo, canal y estado de alarma, y datos de diagnóstico • Características integradas de autodiagnóstico y calibración, sin potenciómetro • Almacenamiento de nombres/etiquetas individuales de canales, alarmas, tacómetro y conjuntos de configuración
Sistema integrado y flexible • Controladores integrados para sonda de desplazamiento, que se pueden configurar para admitir rangos de tipos de sonda, longitudes de cable y materiales • Barreras incorporadas para conexión directa a sensores Ex [ia] IIC montados en Zona 0 • Entradas universales: mediciones dinámicas y de posición (cualquier combinación) dentro del mismo módulo • Totalmente configurable para cualesquiera unidades de ingeniería, sensibilidad de transductor o frecuencias de corte del filtro • Circuitos de alimentación del transductor independientes para cada canal
Comunicaciones • De doble redundancia, intrínsecamente seguro, enlaces RS 485 • Ambos enlaces soportan transferencia de cualquier tipo de datos: estado, nivel, datos de análisis o configuración • Protocolo Single master, multiple slave con mensaje CRC • Esquema de mensajes rápidos para comandos de parada, control modular dinámico y adquisición de datos • Terminales dobles para comunicaciones seriales y entradas de transductor para facilitar el cableado
Ventajas del Sistema Distribuido SKF Nueva tecnología que permite reducir costos de instalación sin comprometer la funcionalidad del sistema.
Arquitectura del sistema montado en rack API 670 , 19"
Sensor La unidad de procesamiento en la cercanía del equipo reduce en forma significativa el cableado en campo.
Barrera
Sensor
Controlador
Àrea peligrosa
Convencional
Area segura
Monitor Las unidades distribuidas, montadas en campo, reducen los costosos gabinetes y hardware en rack de las salas de control
Arquitectura del Sistema SKF DMx Sensor Barrera
Controlador y monitor
Área segura
Sensor
Área peligrosa
NUEVO
Las unidades DMx con circuitos de seguridad integrales casi eliminan las barreras tradicionales.
Conexión sencilla a las redes de datos y control de la planta mediante protocolos comunes.
Protección y monitoreo de la condición en un único dispositivo para utilizar en áreas convencionales y peligrosas.
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Especificaciones técnicas Entradas
Salidas
Características físicas
• Sensores: Cuatro canales, dinámicos
• Enlace de comunicaciones: Enlaces RS 485 inde-
• Sistema en dos partes: El módulo consta de una
• Tipos de sensor: Entradas de acelerómetros de dos o tres cables, transductores de velocidad o sistemas de sondas de desplazamiento. Drivers integrados con conexión directa para sondas de desplazamiento. • Potencia del sensor: corriente constante de 3,3 ó 14 mA; tensión constante +20 V, hasta 14 mA • Entrada lógica: Única entrada de nivel lógico TTL para entrada o cascada de tacómetro, desde otro módulo SKF DMx • Entrada de tacómetro: Entrada analógica de tacómetro (rango 0 a +5 V) con nivel de umbral programable • Entrada de fase de referencia con ranura: Dos controladores internos de sondas de desplazamiento en
pendientes y aislados duales de alta velocidad • Velocidad de comunicación: Hasta 125 kbaud (capaz de 1,5 Mb/s) • Salida digital: Cinco salidas optoaisladas de alarma local, parada o cascada de tacómetro entre módulos
unidad de procesamiento removible y un terminal montado en un riel DIN • Dimensiones: –– Alto: 156 mm (6.14 in.) –– Ancho: 104 mm (4.09 in.) –– Profundidad: 116 mm (4.57 in.)
Protección de equipos
• Peso: 0,5 kg (1.1 lb.) máximo
• Respuesta a condición de alarma: <100 ms en
• Información de montaje: Ver montaje en riel DIN
aplicaciones típicas • Retardo de alarma: Programable de 0 a 15 segundos, pre o post-selección
en Figura 1 • Requisitos del gabinete: –– IP 20 mínimo para II 2 (1) G Ex ib [ia] IIC T4 y II (1D) [Ex iaD]
• Alarmas: Altas, bajas, en ventana, fuera de ventana para cualquier medición • Selección de alarma: Selección configurable en
–– IP 54 mínimo para I M2 (M1) Ex ib [ia] I –– Minimum IP 54 for I M2 (M1) Ex ib [ia] I
entradas dinámicas se pueden rutear a procesa-
toda combinación lógica de cualquier medición. El
• Hot swappable: Yes. Processing unit hot swappable
miento con tacómetro, con umbrales programables
resultado se transfiere por enlace de comunicacio-
on terminal base without disturbance to wiring.
Adquisición y evaluación de datos Generalidades
nes y salida optoaislada. • Transductor OK: El monitoreo de frecuencia proporciona mejor detección de OK, además de monitoreo regu-
Características ambientales • Área peligrosa:
• Muestreo: Conversión paralela A/D, procesamiento
lar de diferencia de tensión CC, para sondas de despla-
–– Aprobación ATEX
digital de señales, reloj calendario incorporado
zamiento conectadas en forma directa. Comprobación
–– Aprobación IECEx
• Rango de frecuencia de entrada: DC a 20 kHz
de tensión de polarización de sistemas estándar de
• Aceleración de vibraciones, velocidad y desplaza-
sondas de desplazamiento y acelerómetros.
miento: Unidades de medición y sensibilidades AC y DC totalmente programables • Envolvente de Aceleración SKF: –– Filtro 1: 5 a 100 Hz –– Filtro 2: 50 a 1 000 Hz –– Filtro 3: 500 a 10 000 Hz • Tipos de detección: True RMS, pico, Pico-a-Pico reales, y evaluaciones de señales promedio rectificadas están disponibles • Variables del proceso y empuje axial: Unidades de medición y sensibilidades DC totalmente programables • Mediciones específicas de la aplicación: Excentricidad, vibración axial absoluta, Smax, expansión diferencial, aceleración del rotor (RPM/minuto), y velocidad pico para Instrumentación de Supervisión de
• Trip multiply- aumento de disparo: Factores independientes definidos por el usuario para cada parámetro de alarma, activados por el enlace de comunicaciones. • Bypass de peligro: Activado por enlace de comunicaciones • Indicación local: LEDs en módulo; alarmas 4x, Tx OK, 5x; 1x potencia; 1x ejecución de módulo; 1x estado de módulo
Monitoreo de la condición • Datos FFT y tiempo: Análisis de señales continuas y separadas para formas de onda en el tiempo de
frecuencia • Datos vectoriales: Cuatro vectores de fase y ampliej., 1x, 2x, 0,4x, 7x) para monitoreo o balanceo
actual y factorial. Para datos vectoriales se requiere un
• Adquisición de datos de transiente: Captura de datos
evento por objetivo de revolución. La velocidad máxi-
disparada en ventana de transientes baja, ventana de
ma de eventos es 87 000 pulsos por minuto.
transientes alta, ∆RPM, ∆tiempo o ∆RPM + ∆tiempo
integración de dos niveles, de ser necesario) se im-
Requisitos de potencia
plementan en forma digital
• Tensión de operación: 8,6 a 9,5 V suministrados por una fuente de alimentación Intrínsecamente Segura • Consumo de energía: típicamente, 4 W
4
• Resistencia a los golpes: 15 g pico durante 11 ms • Resistencia a las vibraciones: 1 g, 10 a 150 Hz conforme a norma IEC 60068-2-6
–– Software de configuración y visualización de datos –– Software de monitoreo de la condición y gestión de activos de planta –– Software de apoyo a la toma de decisiones –– Protocolos comunes de control
tud n.nX definibles por el usuario por canal (por
desplazamiento, que calculan la velocidad del equipo,
• Precisión: ±1% sin el circuito del transductor
+100 °C (-4 a +212 °F) • Humedad: 93% humedad relativa, sin condensación
• Interfaces de software SKF para:
das con su banda RMS, valores máximos de línea y
• Rangos de filtros: Los filtros de paso bajo y alto (con
(-4 a +149 °F) • Rango de temperatura de almacenamiento: -20 a
canales • Monitoreo de bandas de frecuencia. Cuatro bandas
compresores alternativos.
co, o circuito interno de controladores de sondas de
Directiva 94/9/EC ATEX y Directiva 89/336/EG EMC • Rango de temperatura de operación: -20 a +65 °C
Red
independientes y configurables para cada FFT, to-
tros, alimentados por un sensor de velocidad analógi-
61000-6-2 y NAMUR NE21 • Cumplimiento de normas: marca CE, conforme a
2048 puntos, y FFT de 800 líneas para todos los
Turbinas. Caída de vástagos (con y sin disparo) en • Velocidad: Dos canales de procesamiento de tacóme-
–– Aprobación cULus • EMC: Test EMC conforme a normas EN 61326, EN
156 mm (6.14 in.)
116 mm (4.57 in.)
104 mm (4.09 in.)
Figura 1. Dimensiones del módulo SKF DMx.
Datos eléctricos
Hasta 31 módulos
BVS 07 ATEX E 075 X Grupo/categoria según Directiva ATEX Gas: II 2(1)G Ex ib[ia] IIC T4 Minería: I M2(M1) Ex ib[ia] I Polvo: II (1D) [Ex iaD]
RS 485 #1 RS 485 aislante(s) RS 485 #2
IECEx BVS 07.0028 X [Zona 0] Ex ib[ia] IIC T4 Ex ib[ia] I [Ex iaD] Ex Area Zone 1 or Zone 2
cULus – IS Equipo de control de procesos para utilizar em Locaciones Peligrosas, CL I, GP ABCD; CL II, GP EFG; CL III; CL I, Zona 1, AEx ib[ia] IIC; Ex ib[ia] IIC, T4. Proveen circuitos IS cuando estén instalados según el diagrama de control número 32125700. Equipo Asociado [Ex ia] Appareillage Connexe.
8.5 W X4
Fuente de aliment.
Ejemplo esquemático del SKF DMx. Instalación Ex, 8 canales.
Parámetros de alimentación y entrada/salida del dispositivo – CMMA 9910 y CMMA 9920
Conexión
Fuente de alimentación (V+, V-)
RS 485 (canal 1 and canal 2)
Entrada tacóm.
Entrada lógica
Optosalida (canal 1 a canal 5)
33 and 46 [+]
Canal 1: 34, 36, 47, 50, 52 and 63
38, 54
39, 55
Canal 1: 41, 57 Canal 2: 42, 58 Canal 3: 43, 59 Canal 4: 44, 60 Canal 5: 45, 61
49 and 62 [–]
Canal 2: 35, 37, 48, 51, 53 and 64
Valores máximos por canal Tensión Ui
9.5 V
4.2 V
5.4 V
5.4 V
15.0 V
Tensión Uo
---
3.6 V
5.4 V
5.4 V
---
Corriente Ii
1A
---
---
---
50 mA
Corriente Io
---
103.5 mA
3 mA
2 mA
---
Potencia Pi
9.5 W
---
---
---
40 mW
Potencia Po
---
94 mW
4 mW
3 mW
---
Característica
---
lineal
lineal
lineal
---
Capacitancia interna Ci
120 nF
despreciable
despreciable
despreciable
despreciable
Inductancia interna Li
despreciable
despreciable
despreciable
despreciable
despreciable
Tipo de protección
Ex ib IIC
Ex ib IIB
Ex ia I
Ex ia IIC
Ex ia IIB
Ex ia I
Ex ia IIC
Ex ia IIB
Ex ia I
Ex ia IIC
Ex ia IIB
Ex ia I
Ex ia IIC
Ex ia IIB
Capacitancia externa Co [µF]
---
---
---
100
1000
1000
65
1000
1000
65
1000
1000
---
---
Inductancia externa Lo [mH]
---
---
---
3
10
40
1000
1000
1000
1000
1000
1000
---
---
Lo / Ro [mH / Ω]
---
---
---
0.38
1.52
5
8
35
100
13
52
100
---
---
RS 485 2A RS 485 2B RS 485 1A RS 485 1B Power – Power +
Configuración multicaída, comunicación dual RS 485 y alimentación.
5
Datos eléctricos
Parámetros de alimentación y entrada/salida del dispositivo – sólo CMMA 9910
Entrada Sonda de desplazamiento (ECP) (canal 1 a canal 4)
Entrada de dos (2) cables (canal 1 a canal 4)
Canales
Canal 1
Canal 2
Canal 3
Canal 4
Canal 1
Canal 2
Canal 3
Canal 4
Terminales
1, 2, 17, 18
5, 6, 21, 22
9, 10, 25, 26
13, 14, 29, 30
(3) 19, 20
(7) 23, 24
(11) 27, 28
(15) 31, 32
Coax
ECP1
ECP2
ECP3
ECP4
---
---
---
---
Conexión
Valores máximos por canal Tensión Ui
5.4 V
28.0 V
Tensión Uo
5.4 V
5.4 V
Corriente Ii
---
---
Corriente Io
16.3 mA
despreciable
Potencia Pi
---
---
Potencia Po
22 mW
despreciable
Característica
lineal
lineal
Capacitancia interna Ci
200 nF
despreciable
Inductancia interna Li
despreciable
despreciable
Tipo de protección
Ex ia IIC
Ex ia IIB
Ex ia I
Ex ia IIC
Ex ia IIB
Ex ia I
Capacitancia externa Co [µF]
65
1000
1000
65
1000
1000
Inductancia externa Lo [mH]
100
400
1000
1000
1000
1000
Lo / Ro [mH / Ω]
1.60
6.40
20
400
1000
1000
Eddy Current Probe CMSS 68-071-00-30-5A
a = signal + (white) b = signal – (black)
Sonda de desplazamiento que utiliza controladores digitales internos.
6
Sensor autogenerador (por ej., sensor de velocidad).
Datos eléctricos
Parámetros de alimentación y entrada/salida del dispositivo - sólo CMMA 9920 Entrada de sonda de desplazamiento (ECP) (canal 3 a canal 4)
Entrada del transductor, entrada de dos (2) cables (canal 1 a canal 4)
Entrada del transductor, entrada de tres (3) canales (canal 1 a canal 4)
Canales
Canal 3
Canal 4
Canal 1
Canal 2
Canal 3
Canal 4
Canal 1
Canal 2
Canal 3
Canal 4
Terminales
9, 10, 25, 26
13, 14, 29, 30
(3) 19, 20
(7) 23, 24
(11) 27, 28
(15) 31, 32
4, (3) 19, 20
8, (7) 23, 24
12, (11) 27, 28
16, (15) 31, 32
Coax
ECP3
ECP4
---
---
---
---
---
---
---
---
Conexión
Valores máximos por canal Tensión Ui
5.4 V
28.0 V
28.0 V
Tensión Uo
5.4 V
5.4 V
26.5 V
Corriente Ii
---
---
---
Corriente Io
16.3 mA
despreciable
90.9 mA
Potencia Pi
---
---
---
Potencia Po
22 mW
despreciable
432 mW
Característica
lineal
lineal
lineal
Capacitancia interna Ci
200 nF
despreciable
despreciable
Inductancia interna Li
despreciable
despreciable
despreciable
Tipo de protección
Ex ia IIC
Ex ia IIB
Ex ia I
Ex ia IIC
Ex ia IIB
Ex ia I
Ex ia IIC
Ex ia IIB
Ex ia I
Capacitancia externa Co [µF]
65
1000
1000
65
1000
1000
0.095
0.73
3.90
Inductancia externa Lo [mH]
100
400
1000
1000
1000
1000
3
10
50
Lo / Ro [mH / Ω]
1.60
6.40
20
400
1000
1000
0.05
0.23
0.70
Sonda de desplazamiento CMSS 68-071-00-30-5A
a = signal + (white) b = signal – (black) Cable blindado trenzado, 3 cond. (ej: Belden 8771)
CMSS 668P-16-9
Acelerómetro piezoeléctrico (2 cables, tipo ICP).
Sondas de desplazamiento que utilizan controladores externos (ej. API 670).
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Software de configuración y visualización de datos (CMSW 6200-EN) El software DMx Manager de SKF provee un transductor integral, procesamiento de datos y configuración de alarmas en una interfaz sencilla para el usuario. También proporciona visualización en vivo de valor escalar, tiempo- forma de onda, FFT y datos orbitales provenientes de los canales de monitoreo del módulo SKF DMx. Para un mayor monitoreo y análisis de condiciones está disponible el software @ptitude Monitoring Suite de SKF.
Sírvase contactar a: SKF Reliability Systems SKF Condition Monitoring Center – San Diego 5271 Viewridge Court · San Diego, California 92123 USA Tel: +1 858-496-3400 · Fax: +1 858 496-3531 Web: www.skf.com/cm ® SKF y @ptitude son marcas registradas del Grupo SKF. Todas las otras marcas son propiedad de sus respectivos dueños. © Grupo SKF 2011 El contenido de esta publicación es propiedad de los editores y no puede reproducirse (incluso parcialmente) sin autorización previa por escrito. Se ha tenido el máximo cuidado para garantizar la exactitud de la información contenida en esta publicación, pero no se acepta ninguna responsabilidad por pérdidas o daños, ya sean directos, indirectos o consecuentes, que se produzcan como resultado del uso de dicha información. Las Patentes SKF incluyen: #US04768380 · #US05679900 · #US05845230 · #US05854553 · #US05992237 · #US06006164 · #US06199422 · #US06202491 · #US06275781 · #US06489884 · #US06513386 · #US06633822 · #US6,789,025 · #US6,792,360 · US 5,633,811 · US 5,870,699 · #WO_03_048714A1 PUB CM2324 ES · Agosto 2011