إعدادات مراقبة درجة حرارة محمل المحرك وحماية الاهتزاز

plcdcspro
2026-04-16T15:41:20+08:00

كيفية إعداد مدخلات RTD لدرجة حرارة المحمل على وحدات Foxboro I/A Series FBM، ودمج بيانات الاهتزاز من Bently Nevada 3500 عبر Modbus TCP، وتطبيق حدود إنذارات API 670 باستخدام سير عمل ضبط الحماية المكون من ست خطوات.
أكثر

لماذا لا يكفي قياس درجة حرارة المحمل فقط

تشكل أعطال محامل المحركات حوالي 50% من جميع أعطال المعدات الدوارة في مصانع العمليات. يكتشف مراقبة درجة الحرارة تدهور المحمل — ولكن فقط بعد أن يبدأ الضرر الميكانيكي بالفعل. تكتشف مراقبة الاهتزاز الأعطال الناشئة قبل أسابيع أو شهور من أن تصبح زيادة درجة الحرارة قابلة للقياس. بالنسبة للمحركات الحرجة التي تشغل الضواغط الطردية ومضخات تغذية الغلايات، فإن أفضل ممارسة هي مراقبة القناتين في نفس الوقت واستخدام منطق التحقق المتبادل لتأكيد قرارات الفصل.

تعرف المواصفة API 670 (أنظمة حماية الآلات) حدود إنذار وفصل منفصلة لدرجة الحرارة والاهتزاز. إنذار درجة حرارة المحمل عند 85 درجة مئوية وفصل عند 105 درجة مئوية مع إنذار اهتزاز عند 5.0 ميلز ذروة إلى ذروة وفصل عند 8.0 ميلز يوفر حماية شاملة. سلسلة Foxboro I/A تتعامل مع مدخلات درجة الحرارة عبر FBM224 (وحدة RTD بثماني قنوات). نظام Bently Nevada 3500 يتولى مراقبة الاهتزاز ويتواصل مع سلسلة I/A عبر Modbus TCP لإبلاغ حالة الفصل.

تكوين RTD في سلسلة Foxboro I/A

يحمل كل محمل محرك عادةً RTD من نوع PT100 مدمج في هيكل المحمل — واحد لمحمل نهاية القيادة (DE) وواحد لمحمل نهاية غير القيادة (NDE). قم بتوصيل هذه RTDs إلى قنوات FBM224 منفصلة. لا تشارك قناة واحدة بين محملين.

الخطوة 1: قم بتوصيل كل PT100 إلى FBM224 باستخدام تكوين الأسلاك الثلاثية (سلك مشترك واحد، وسلكان لقياس المقاومة). هذا يلغي خطأ مقاومة سلك التوصيل حتى 15 أوم — وهو أمر حاسم لكابلات الحقل التي تزيد عن 50 مترًا.

الخطوة 2: قم بتكوين قناة FBM224 في سلسلة Foxboro I/A باستخدام Control Builder. اضبط نوع المستشعر على PT100 (IEC 60751 الفئة B، ±0.3 درجة مئوية عند 0 درجة مئوية). اضبط النطاق من 0 إلى 150 درجة مئوية لخدمة محامل المحرك.

الخطوة 3: اضبط حد الإنذار المنخفض عند 70 درجة مئوية. اضبط الإنذار العالي عند 85 درجة مئوية وفقًا لإرشادات API 670. اضبط الإنذار العالي جدًا (الفصل) عند 105 درجة مئوية.

الخطوة 4: قم بتكوين تأخير إنذار لمدة 3 ثوانٍ على جميع الحدود الثلاثة. إنذارات درجة الحرارة بدون تأخير تسبب فصولًا مزعجة أثناء بدء تشغيل المحرك عندما ترتفع درجة حرارة المحمل من درجة الحرارة المحيطة إلى الحالة المستقرة خلال 15 إلى 30 دقيقة.

الخطوة 5: اربط خرج قناة FBM224 إلى كتلة AIM (وحدة الإدخال التناظرية) في سلسلة I/A. قم بتكوين كتلة AIM مع نطاق ميت 0.5% لقمع الضوضاء على مسارات كابلات RTD الطويلة.

تكامل Bently Nevada 3500 مع Modbus TCP

يراقب رف Bently Nevada 3500 الاهتزاز، الإزاحة المحورية، ودرجة حرارة المحمل. يتواصل مع سلسلة Foxboro I/A عبر Modbus TCP. يعمل وحدة واجهة الرف 3500/20 كخادم Modbus TCP على عنوان IP والمنفذ 502 المكونين.

على جانب سلسلة Foxboro I/A، قم بتكوين كتلة عميل Modbus TCP في Control Builder. اضبط عنوان IP للخادم على عنوان IP الخاص بـ 3500/20. اضبط معدل الاستطلاع على 500 مللي ثانية. اربط سجلات الحجز التالية من خريطة Modbus الخاصة بـ 3500:

السجل 3301 — سعة الاهتزاز الكلية، محمل DE (عدد صحيح موقّع 16-بت، ميلز × 100). اقسم على 100 للحصول على الميلز.

السجل 3302 — سعة الاهتزاز الكلية، محمل NDE (بنفس المقياس).

السجل 3305 — كلمة حالة الإنذار (مشفرة بالبت: البت 0 = إنذار DE، البت 1 = فصل DE، البت 2 = إنذار NDE، البت 3 = فصل NDE).

السجل 3310 — درجة حرارة المحمل، DE (عدد صحيح موقّع 16-بت، درجة مئوية × 10). اقسم على 10.

قم بتكوين مهلة اتصال مدتها ثانيتان في عميل Modbus الخاص بسلسلة I/A. إذا لم يستجب مراقب الاهتزاز Bently Nevada 3500/42 خلال ثانيتين، تقوم سلسلة I/A بوضع علامة على جميع السجلات كجودة سيئة وتطلق إنذار تشخيصي "فقدان الاتصال". لا تقم أبدًا بتعيين قيمة افتراضية تلقائيًا عند فشل الاتصال — فالقيمة القديمة قد تخفي فصل اهتزاز حقيقي.

تشخيص التحقق المتبادل: درجة الحرارة مقابل الاهتزاز

يظهر المحرك السليم درجة حرارة محمل مستقرة عند الحمل المستقر واهتزاز أقل من 2.0 ميلز. عندما يبدأ تدهور المحمل، يزداد الاهتزاز أولاً — عادةً من 2.0 ميلز إلى 4.0 ميلز خلال عدة أسابيع. تبقى درجة الحرارة مستقرة خلال هذه المرحلة المبكرة. فقط عندما يتسارع التآكل الميكانيكي تبدأ درجة الحرارة في الارتفاع فوق حد الإنذار المنخفض 70 درجة مئوية.

قم بتنفيذ تشخيص تحقق متبادل في سلسلة I/A باستخدام كتلة CALC بالمنطق التالي:

إذا (DE_Vibration > 4.0 ميلز و DE_Temperature < 70 درجة مئوية) إذن إنذار "تم اكتشاف تآكل محمل DE — الاهتزاز مرتفع، درجة الحرارة طبيعية. جدولة فحص المحمل خلال 72 ساعة." هذا المنطق التحذيري المبكر يكتشف مشاكل المحمل خلال مرحلة التدهور التي تعتمد فقط على الاهتزاز — قبل أسابيع من تفعيل إنذارات درجة الحرارة.

إذا (DE_Temperature > 85 درجة مئوية و DE_Vibration < 2.0 ميلز) إذن إنذار "درجة حرارة محمل DE مرتفعة، الاهتزاز طبيعي — تحقق من نظام التزييت ومروحة التبريد." غالبًا ما يشير هذا الشرط إلى فشل في التزييت بدلاً من تآكل ميكانيكي، ويتطلب استجابة صيانة مختلفة.

الخلاصة ونصائح العمل

يتطلب حماية محامل المحركات مراقبة كل من درجة الحرارة والاهتزاز لاكتشاف الأعطال في أقرب مرحلة. قم بتكوين قنوات FBM224 RTD في سلسلة Foxboro I/A مع حدود إنذار API 670 (إنذار عند 85 درجة مئوية، فصل عند 105 درجة مئوية) وتأخير بدء تشغيل 3 ثوانٍ. دمج بيانات الاهتزاز من Bently Nevada 3500 عبر Modbus TCP مع استطلاع 500 مللي ثانية ومهلة اتصال 2 ثانية. نفذ تشخيص تحقق متبادل لتوليد تحذيرات مبكرة خلال مرحلة التدهور التي تعتمد فقط على الاهتزاز.

راجع بيانات الاتجاه من Bently Nevada 3500/40 proximitor شهريًا — زيادة اهتزاز بمقدار 0.5 ميلز في الأسبوع على محمل DE لضاغط طردي تستدعي إعادة تشحيم فورية وزيادة مراقبة الاهتزاز إلى فحوصات يومية لمدة 30 يومًا. هذه الممارسات تطيل عمر المحمل بنسبة 40% إلى 60% وتمنع الأعطال الكارثية للمحرك التي توقف خطوط الإنتاج لأيام.

المؤلف: لي وي مهندس أتمتة صناعية لديه أكثر من 10 سنوات خبرة في أنظمة PLC وDCS وأنظمة التحكم.