Sistem Integrat de Mentenanta si Diagnoza Hidroagregate Verticale

Introducere

       Prin proiectul dezvoltat se urmărește realizarea unui Sistem Integrat de Mentenanță și Diagnoză Automată a Defectelor - SIMDAD, prin utilizarea analizei spectrale de vibrații FFT în modul on-line și utilizarea unor programe de mentenanță specializate, pentru hidroagregate cu ax vertical cu maxim 3 (trei) lagăre de alunecare.
    Sistem Integrat de Mentenanță și Diagnoză Automată a Defectelor – SIMDAD este destinat companiilor de service ce efectuează lucrări de mentenanță la hidroagregate verticale cu trei lagăre.

Sistem – SIMDAD include următoarele module :

  • Sistem Integrat și Diagnoză Automată a Defectelor SIDAD pentru hidroagregate verticale cu diferența că acesta este unul portabil și poate fi montat cu ușurință pe mașina ce urmează a fi diagnosticată. Pentru realizarea montării sistemului, senzorii se vor fixa cu ajutorul suporților magnetici.
  • Programe destinate mentenanței hidroagregatului. Aceste programe se utilizează pentru efectuarea calitativă lucrărilor de întreținere și reparații.

Programele de mentenanță realizate sunt:

  • Aliniere Arbori / Generator – Turbină
  • Verificare On-line Aliniere Arbori / Lagăre
  • Echilibrare Dinamică Rotor Generator. Acest program cuprinde următoarele submodule:
    • Echilibrare dinamică – Editare
    • Echilibrare statică – Editare
    • Calcul masă de probă
    • Calcul perimetral al lungimii de corecție
    • Calcul material pentru două poziții adiacente
    • Calcul material paralelipipedic
    • Calcul adâncime paralelipiped
    • Calcul material eliminat prin frezare / găurire
    • Calcul adâncime de frezare / găurire
    • Derminare frecvențe de rezonanță
  • Înrefier Regim Dinamic – Dezaliniere rotor generator
  • Uzură Cuzineți în Lagăr – Deplasare centru fus în lagăr

hidro 2

Avantajele sistemelor SIDAD

  • Măsurarea și monitorizarea simultană a parametrilor tehnici care influențează starea de funcționare a mașinii (vibrații, temperaturi, debite, puteri, presiuni etc.)
  • Funcții avansate de analiză a vibrațiilor cu scopul emiterii unui diagnostic real
  • Memorarea datelor în modulul de achiziție și pe PC pentru siguranța acestora
  • Avertizarea operatorului prin semnalizări și alarme la depășirea limitelor admisibile și stabilirea calificativului de funcționare a mașinii
  • Posibilitatea afișării diagnosticului mașinii precum și măsurile ce trebuie luate pentru fiecare defect în parte
  • Programe pentru echilibrarea rotoarelor și alinierea arborilor
  • Vizualizarea unei biblioteci de mentenanță ce include: modul de gresare a lagărelor, ajustajele ce trebuie respectate la montajul diferitelor componente, toleranțele pentru echilibrare și aliniere, fișe de reparații etc.
  • Flexibilitate pentru introducerea și configurarea de noi interfețe interactive
  • Creșterea siguranței în funcționare a mașinilor prin reducerea sau eliminarea costurilor datorate incidentelor tehnice sau avarierii grave a mașinilor
  • Reducerea costurilor legate de timpul de oprire a echipamentelor tehnologice și creșterea profitului prin mărirea timpilor de producție
  • Reducerea consumului excesiv de energie electrică
  • Posibilitatea de generare rapoarte personalizate, manual sau automat la un interval de timp predefinit.

Descriere

Sistemul integrat de mentenanță și diagnoză este destinat măsurării, monitorizării, diagnosticării, predicției și analizei principalilor parametri tehnici și funcționali ai hidroagregatului în scopul exploatării acestuia în condiții de siguranță. Sistemul cuprinde mai multe module principale:

  • senzori și tablou portabil cu module de achiziție; 
  • unitatea centrală de prelucrare (laptop sau PC);
  • programe de monitorizare și diagnoză;
  • sursă de alimentare 220Vca-24Vcc

Sistemul este portabil și se poate monta la hidroagregate cu trei lagăre în următoarele situații:

  • la repararea hidroagregatului pentru alinierea arborilor cu senzorii de proximitate;
  • după finalizarea unor lucrări de mentenabilitate pentru echilibrarea dinamică a rotorului de generator;
  • pentru verificări periodice a stării de funcționare a hidroagregatelor ce nu au implementat un sistem de diagnoză on-line, în conformitate cu planul de mentenanță predictivă;

Monitorizare Parametrii Tehnici

În cadrul sistemului de diagnoză SIMDAD sunt monitorizați următorii parametri tehnici:

  • Vibrațiile relative ale arborelui hidroagregatului;
  • Vibrațiile absolute ale lagărelor;
  • Deplasarea centrului arborelui în lagărele hidroagregatului;
  • Turația arborelui și faza vibrațiilor;
  • Deplasarea și vibrația axială relativă a ansamblului rotitor;
  • Dezaxarea arborilor rotor turbină și rotor generator;
  • Întrefier;
  • Zgomot mașină;
  • Temperaturi lagăre;

Caracteristici tehnice

  • Achiziție de înaltă precizie a semnalelor, pe 24 biti
  • Rata de eșantionare de până la 50kHz pe canal
  • Memorie internă 32 GB
  • Izolare galvanică între senzori și modulele de achiziție
  • Intrări analogice pentru: tensiune, curent (0-20 mA, 4-20 mA), IEPE, termorezistențe, termocuple etc.
  • Intrări digitale pentru măsurarea turației, frecvenței și a semnalelor digitale;
  • Ieșiri analogice pentru comandă și control
  • Ieșiri digitale pentru semnalizare și alarmă
  • Conectivitate Wi-Fi sau prin intermediul UMTS și LTE
  • Tipuri de analize: FFT, Forma de undă, Orbita, Diagrama Bode, Anvelopă,
  • Deplasarea centrului axului în lagăr etc.
  • Funcții de Integrare (simplă și dublă) / Derivare pentru obținerea parametrilor de viteză și deplasare a vibrațiilor
  • Implementarea de relații matematice complexe
  • Regim continuu de funcționare
  • Posibilitatea configurării de la distanță prin rețea locală sau internet

Componența sistemelor

  • Unitatea centrală de diagnoză tip server
  • Module de achiziție parametrii de vibrație ExpertVibro
  • Module de achiziție parametrii tehnici ExpertKey
  • Senzori și traductoare
  • Condiționere de semnal
  • Surse de alimentare cu modul redundant
  • Echipamente de protecție (întrerupătoare automate, relee etc.)
  • Program de monitorizare și diagnoză ProfiSignal

Senzorii utilizați

  • Accelerometre piezoelectrice de înaltă, medie și joasă frecvență
  • Senzori de proximitate cu condiționere de semnal externe
  • Traductoare de viteză de vibrație
  • Senzori întrefier cu condiționere de semnal
  • Senzori laser de turație și fază
  • Senzori laser pentru abateri relative
  • Traductoare de deplasare axială a rotoarelor
  • Senzori de temperatură – termorezistențe, termocuple, senzori laser non-contact etc.
  • Microfoane
  • Senzori de curent etc.

Interfețele programului de mentenanță SIMDAD

În continuare sunt prezentate interfețele dezvoltate cu programul ProfiSignal. Interfețele prezintă și butoane pentru navigarea rapidă în cadrul programului.
Interfața principală a sistemului integrat de mentenanță și diagnoză pentru hidroagregate verticale se prezintă în figura de mai jos : 

Program mentenanță

În partea dreaptă a interfeței se prezintă schema bloc de principiu a unui hidroagregat vertical cu trei lagăre de alunecare: Lagăr LRAx, Lagăr LRI și Lagăr LT.
În partea stângă sunt butoane prin care se poate intra în modulele programelor de mentenanță mentionate mai sus.

Diagnoza automată dată de vibrațiile globale relative

 Această diagnoză este realizată în urma măsurării vibrațiilor cu traductoarele de proximitate, traductoare care citesc direct vibrația fusului în lagăre, ceea ce înseamnă că forțele generate prin rotirea ansamblului rotoric sunt direct proporționale cu amplitudinea relativă a vibrațiilor. Datorită acestui fapt această diagnoză este cea mai importantă deoarece pun în evidență defectele esențiale ale mașinii și anume: dezechilibru, dezalinierea și jocurile mecanice.

Diagnoza automată dată de vibrațiile globale absolute

Această diagnoză este realizată în urma măsurării vibrațiilor absolute cu accelerometre.  ccelerometrele piezoelectrice sunt montate direct pe lagărele hidroagregatului. Acestea au dezavantajul că măsoară amplitudinile amortizate ale vibrațiilor generate de forțele date de fus în mișcarea de rotație. Acest fenomen se datorează peliculei de ulei din lagărele de alunecare ale mașinii, peliculă care amortizează  vibrațiile generate de fus având ca rezultat citirea unor amplitudini mult mai mici pe lagărele hidroagregatului. Accelerometrele au avantajul că pun în evidență defectele generate de forțele hidraulice, în special fenomenul de cavitatie, precum și alte defecte generate de componentele spectrale ridicate cum ar fi anumite jocuri din lagăre provocate de spargerea pastilei cuzinetului, slăbirea bulonului port-cuzinet etc. În cazul fenomenului de cavitație amplitudinile vibrațiilor generate de aceasta sunt transmise carcasei turbinei care transmit mai departe vibrațiile prin structura metalică la lagărul turbinei pe care este montat accelerometrul care în final măsoară aceste vibrații.

     În acest sens, interfața diagnoză de vibrații prezintă și butoane pentru accesarea recomandărilor pentru fiecare tip de defect în parte, vezi figura de mai jos.

Diagnoza Vibratii - Online HA 20.03.2015

     Din cele prezentate mai sus, putem trage concluzia că pentru o diagnosticare calitativă a hidroagregatelor se impune monitorizarea vibrațiilor atât din punct de vedere a vibrațiilor relative (conform standardului ISO 7919-5) cât și a vibrațiilor absolute (conform standardului ISO 10816-5).

Posibilitatea de generare rapoarte personalizate, manual sau automat la un interval de timp predefinit.

Caracteristici

     Sistem Integrat de Mentenanță și Diagnoză Automată a Defectelor – SIMDAD este destinat companiilor de service ce efectuează lucrări de mentenanță la hidroagregate verticale cu trei lagăre.

     Sistem – SIMDAD include Sistemul Integrat și Diagnoză Automată a Defectelor SIDAD pentru hidroagregate verticale cu diferența că acesta este unul portabil și poate fi montat cu ușurință pe mașina ce urmează a fi diagnosticată, precum și Programe destinate mentenanței hidroagregatului în ceea ce privește eliminarea principalelor defecte cum ar fi dezalinierea arborilor, echilibrarea in situ dinamică și statică a rotorului etc.

     Aceste programe de mentenanță se utilizează pentru efectuarea calitativă a lucrărilor de întreținere și reparații. Sistemul integrat de diagnosticare automată a defectelor SIMDAD are posibilitarea monitorizării hidroagregatului în toate regimurile de funcționare ale acestuia, respectic : în gol, excitat, în sarcină la diferite puteri, la declanșare, la sarcina maximă, la proba de 72 de ore.

     Programul prototipului este astfel conceput încât să ofere utilizatorului posibilitatea de a introduce diferite note tehnice sau fișe de reparații despre modul de expoatare
și mentenabilitate a mașinii.

Pentru mai multe informatii descarcati Brosura