Monitoramento de Vibração Radial em Máquinas Rotativas: Integração Emerson Epro MMS6350 e Yokogawa CENTUM VP

Requisitos de Instalação da Sonda de Corrente de Foucault

A sonda Emerson Epro PR6423 com cabo de extensão CON021 e driver TQ401 cobre de 0 a 2 mm (80 mils). A sensibilidade de saída é –7,87 V/mm (–200 mV/mil). No espaçamento nominal de instalação de 1,0 a 1,5 mm, a saída do driver fica entre –7,87 VCC e –11,81 VCC. Não substitua drivers de outros fabricantes — os coeficientes de sensibilidade são diferentes. O Sensor de Corrente de Foucault Emerson Epro PR6423/10R-111 e o Sensor de Corrente de Foucault Emerson Epro PR6423/10R-131-CN 8mm estão disponíveis para aplicações de deslocamento de eixo.

Primeiro, instale as sondas X e Y com 90° de diferença. A Seção 5.2 da API 670 Quinta Edição exige um deslocamento de 45° a partir da linha central vertical: sonda X às 1:30, sonda Y às 10:30 (vista a partir da extremidade do driver). Essa orientação permite que a soma vetorial represente o movimento do eixo em qualquer direção radial.

Segundo, ajuste o espaçamento inicial para 1,0–1,5 mm. A 1,0 mm, a saída do driver deve ser –7,87 VCC. Uma variação maior que ±0,3 VCC indica material de eixo não padrão. Aplique uma correção de material do kit de calibração Epro antes de fixar a sonda.

Terceiro, verifique o comprimento do cabo de extensão. Comprimentos combinados (5, 9 ou 15 m) são obrigatórios. Misturar comprimentos introduz erro no fator de escala. A resistência total do cabo deve ser de 5,5 a 6,5 Ω para o corpo da sonda. Resistência total do circuito acima de 10 Ω indica cabo danificado ou conector corroído. O Sensor de Proximidade de Corrente de Foucault Epro PR6423/004-010-CN é uma alternativa compatível para essa família de sondas.

Configuração do MMS6350 e Pontos de Alarme API 670

Configure o MMS6350 via RS-232: defina a Escala Completa para 2,0 mm, Zero para 0,0 mm (mapeia 0,0 mm → 4 mA, 2,0 mm → 20 mA). Defina os pontos de alarme da API 670 Quinta Edição: Alerta 25,4 µm acima de 6000 RPM, Perigo 50,8 µm; Alerta 50 µm abaixo de 3600 RPM, Perigo 75 µm. Atribua o Relé 1 para Alerta, Relé 2 para Perigo, e conecte o Relé 2 em série com a lógica de desligamento da máquina. Não use a saída 4–20 mA para ações de desligamento — ela não possui comportamento à prova de falhas. Defina o atraso do relé de Perigo para 1,5 segundos para evitar desligamentos falsos causados por transientes na partida.

Para monitoramento de vibração de eixo em canal duplo, o Monitor de Vibração de Eixo Emerson Epro MMS 6110 de Canal Duplo oferece uma plataforma comparável com opções similares de configuração API 670.

Integração Modbus TCP com Yokogawa CENTUM VP

Conecte a saída RS-485 do MMS6350 a um gateway MMS-NET. Configure o bloco cliente Modbus TCP SEBOL do CENTUM VP com o IP do gateway e FC03. Registros principais: 30001 (deslocamento do Canal 1 0–2,0 mm), 30002 (status de alarme do Canal 1, bits 0/1/7), 30003 (deslocamento do Canal 2), 30004 (status de alarme do Canal 2). Aplique escala na tag AI: Deslocamento (mm) = (Contagem Bruta / 32767) × 2,0. Defina Alerta em 0,0254 mm como Prioridade 2, Perigo em 0,0508 mm como Prioridade 1. Use ALMSUPP para suprimir alarmes durante os primeiros 120 segundos da partida.

O Unidade de Controle de Campo Duplexada Yokogawa CENTUM VP AFV10D-S41201 e a Placa de Interface de Barramento Yokogawa SB302 S1 ESB para CENTUM VP estão disponíveis para construções de sistema CENTUM VP que requerem integração de dados de vibração via Modbus TCP.

Padrões Comuns de Falhas

• Leitura constante em 4 mA: Meça a tensão de saída do driver diretamente. Uma leitura de –24 VCC sem modulação indica ponta da sonda quebrada ou conector do cabo de extensão aberto.
• Leitura satura em 20 mA na partida: O espaçamento da sonda está muito grande. Remova a sonda, meça a dimensão da ponta até a carcaça e reinstale com espaçamento de 1,0–1,5 mm.
• Alarme ativa durante a rampa do VFD, mas desativa em regime permanente: A máquina está passando por uma velocidade crítica. Programe o VFD para pular a faixa de RPM ressonante na máxima aceleração. Use o bloco ALMSUPP durante a passagem pela faixa de exclusão.
• Canais X e Y desequilibrados sob vibração idêntica: As sensibilidades das sondas estão desajustadas. Recalibre cada sonda separadamente. A correspondência aceitável é ±2% entre X e Y no mesmo rolamento. Desajustes maiores distorcem o gráfico da órbita do eixo e tornam o diagnóstico da causa raiz pouco confiável.
• Leituras Modbus TCP desatualizadas: Dois nós CENTUM VP estão consultando o mesmo gateway MMS-NET. Atribua um FCS dedicado como único mestre Modbus TCP. Outros nós devem obter dados de vibração do FCS primário via Vnet/IP.

Teste Anual de Verificação API 670

• Passo 1: Notifique o operador da CCR. Ative a inibição de manutenção do MMS6350 para isolar o relé de desligamento.
• Passo 2: Conecte o Simulador Epro MMS na entrada do driver no terminal de marshalling.
• Passo 3: Injete o limiar de Alerta (25,4 µm). Confirme que o relé de Alerta desenergiza e o alarme do CENTUM VP ativa em até 500 ms.
• Passo 4: Injete o limiar de Perigo (50,8 µm). Confirme que o relé de Perigo desenergiza em até 1,5 segundos. Confirme que o alarme de Trip do CENTUM VP ativa.
• Passo 5: Remova o simulador. Confirme que a leitura retorna ao valor da sonda ao vivo em até 200 ms. Confirme que ambos os relés reenergizam.
• Passo 6: Libere a inibição de manutenção. Documente os níveis de disparo dos relés encontrados e deixados. Anexe o relatório de calibração do MMS6350 ao registro CMMS conforme Seção 9 da API 670.

Conclusão e Recomendações de Ação

As falhas mais frequentes na comissionamento são espaçamento incorreto da sonda, conjuntos de cabos de extensão incompatíveis e erros de escala Modbus na base de dados de tags do CENTUM VP. Verifique esses três itens em toda atividade de comissionamento. Defina os pontos de alarme API 670 com base na velocidade real da máquina — nunca use padrões genéricos. Execute o teste anual de verificação e mantenha registros documentados. Um monitor de vibração que nunca foi testado não está protegendo sua máquina. Ele está apenas observando.

Autor: Liu Yang é engenheiro de automação industrial com mais de 10 anos de experiência em PLC, DCS e sistemas de controle.