Einführung: Die entscheidende Rolle der Proximitor-Sensoren in der Industrieautomation

Proximitor® Sensoren sind unverzichtbare Komponenten in der modernen Überwachung rotierender Maschinen. Sie sind die erste Verteidigungslinie und messen kleinste Wellenbewegungen wie Schwingungen und Position. Integriert in das Bently Nevada™ 3500 System, speziell das vierkanalige 3500/42M Proximitor/Seismic Monitor Modul, ist eine korrekte Einrichtung von größter Bedeutung. Dieses Modul ist ein Kernelement vieler industrieller Automatisierungs- und Anlagenschutzsysteme. Eine genaue Konfiguration stellt sicher, dass das System verlässliche Daten erfasst und sowohl zuverlässigen Maschinenschutz als auch umsetzbare Diagnoseinformationen bietet. Dieser Leitfaden bietet Fachleuten der Fabrikautomation und Steuerungssysteme praxisnahe, professionelle Schritte zur Beherrschung des Konfigurationsprozesses.

Das Bently Nevada 3500/42M Modul: Verstehen Sie das Rückgrat Ihres Steuerungssystems

Der 3500/42M ist ein hochflexibler, in die SPS integrierter Monitor. Er verarbeitet verschiedene Sensoreingänge über seine vier separaten Kanäle. Bediener können jeden Kanal unabhängig konfigurieren. Diese Flexibilität unterstützt zahlreiche kritische Messungen, einschließlich Schubposition, wellenbezogener Schwingung und Exzentrizität. Das Modul unterstützt direkt Proximitor® Wirbelstromsonden, Beschleunigungssensoren und seismische Geschwindigkeitssensoren.

Wichtige funktionale Fähigkeiten des 3500/42M umfassen:

✅ Individuelle Kanalpersonalisierung: Passen Sie die Einstellungen für jeden angeschlossenen Sensor an.

⚙️ Skalierbare technische Einheiten: Definieren Sie Skalierungsfaktoren und Messeinheiten (z. B. Mils oder Mikrometer).

🔧 Mehrstufige Alarmlogik: Programmieren Sie mehrere unabhängige Alarmgrenzwerte pro Kanal.

✅ Datenintegration: Nahtlose Integration mit der 3500 Rack Configuration Software für zentrale Steuerung.

Vorinstallationsprüfungen: Sicherstellung der Hardware-Integrität für genaue Daten

Vor jeder Softwarekonfiguration müssen Techniker die physische Einrichtung überprüfen. Eine solide Grundlage verhindert häufige Fehler in DCS- und Überwachungssystemen.

Bestätigen Sie zunächst, dass die Komponenten des Proximitor-Systems vollständig kompatibel und aufeinander abgestimmt sind. Dazu gehören die Proximitor®-Sonde, das Verlängerungskabel und das entsprechende Treibermodul. Beispielsweise erfordert die 3300 XL-Serie, dass alle drei Teile aus derselben Familie stammen.

Als Nächstes ist eine sorgfältige Installation unerlässlich. Der Spalt der Sonde, der die DC-Vorspannung bestimmt, muss korrekt eingestellt werden, typischerweise mit einem Zielwert zwischen –10 VDC und –12 VDC. Außerdem muss die Sonde perfekt senkrecht zur Welle montiert sein. Eine ordnungsgemäße Kabelführung ist ebenfalls wichtig; trennen Sie Signalkabel von Hochstromleitern, um elektrische Störungen zu vermeiden. Diese Detailgenauigkeit verbessert die Signalqualität erheblich.

Eingangsparameter konfigurieren: Softwareeinrichtung mit 3500 Rack Configuration

Die Konfiguration erfolgt mit der 3500 Rack Configuration Software. Verbinden Sie zunächst den Konfigurationscomputer mit dem Kommunikationsgateway des 3500-Racks. Öffnen Sie die Software, suchen Sie den Steckplatz des 3500/42M-Moduls und beginnen Sie mit der Einrichtung Kanal für Kanal.

Für Proximitor-Sensoren wählen Sie den Eingabetyp „Eddy Current (Proximitor)“. Definieren Sie dann die entsprechenden technischen Einheiten – entweder Mils oder Mikrometer (μm).

Der Skalierungsfaktor ist vielleicht die wichtigste Einstellung. Diese Konstante wandelt die Spannungsänderung in eine physikalische Distanzmessung um. Standardwerte sind 200 mV/mil oder 7,87 mV/µm. Geben Sie den Wert genau so ein, wie er im Kalibrierungsblatt des Treibers angegeben ist. Definieren Sie abschließend den Vollbereich, z. B. 0 bis 20 mils Spitze-Spitze, um die erwarteten Betriebsgrenzen der Maschine anzupassen.

Überwachung der Vorspannung: Ein wichtiger Indikator für Sensor- und Maschinenzustand

Die Überwachung der DC-Vorspannung ist ein grundlegender Diagnoseschritt. Sie spiegelt direkt den Spalt der Sonde und den Gesamtzustand wider. Im Allgemeinen liegt der akzeptable Bereich bei –5 VDC bis –20 VDC, idealerweise zentriert bei –10 VDC bis –12 VDC.

Daher ist die Aktivierung der DC-Vorspannungsüberwachung im 3500/42M eine bewährte Standardpraxis. Konfigurieren Sie spezifische Alarme für Spannungsausreißer:

Alarmmeldungen: Stellen Sie eine enge Schwelle ein (z. B. ± 2 V Abweichung vom Normalwert), um geringfügige Spaltänderungen zu signalisieren, die möglicherweise auf thermische Ausdehnung oder eine leichte Änderung des Wellenauslaufs hinweisen.

Gefahrenalarme: Programmieren Sie eine größere Abweichung (z. B. ± 4 V Abweichung), um vor schwerwiegenden Problemen wie offenem Stromkreis, Kurzschluss oder vollständigem Sondenausfall zu schützen.

Für Maschinen, die eine präzise axiale Positionierung erfordern (wie Schublager), aktivieren Sie den Gap-Tracking-Modus. Legen Sie den Nullreferenzpunkt basierend auf den Kalt-Ausrichtungsdaten der Maschine fest, um die tatsächliche Wellenposition genau widerzuspiegeln.

Alarmkonfiguration und bewährte Verfahren: Implementierung eines robusten Maschinenschutzes

Der 3500/42M bietet eine robuste Maschinenschutzlogik mit mehreren Alarmstufen: Alarm (Frühwarnung) und Gefahr (Abschaltstufe). Zudem können Techniker Verriegelungs- oder Nichtverriegelungsverhalten sowie Zeitverzögerungen konfigurieren, um Fehlalarme zu vermeiden.

Während das Maschinendesign präzise Werte vorgibt, bieten Industriestandards gängige Ausgangspunkte für Vibrationsalarme:

Priorisieren Sie stets die Empfehlungen des Originalgeräteherstellers (OEM) und die Zuverlässigkeitsstandards der Anlage gegenüber generischen Werten. Laut einem aktuellen Bericht der ARC Advisory Group reduziert die Nutzung von Zustandsüberwachungssystemen mit kalibrierten Alarmen ungeplante Ausfallzeiten im Durchschnitt um 15-20 %.

Kalibrierung und Verifizierung: Der abschließende Zuverlässigkeitstest

Die Konfiguration ist ohne gründliche Überprüfung unvollständig. Dieser Schritt validiert die gesamte Messschleife.

Spannungslückenprüfung: Verwenden Sie ein Präzisionsmultimeter an den Testpunkten des Monitors. Überprüfen Sie, ob die gemessene Gleichstromvorspannung mit der Softwareanzeige übereinstimmt und stabil bleibt.

Skalenfaktor-Überprüfung: Verwenden Sie einen zertifizierten Sondenkalibrator oder Vibrationsshaker. Wenden Sie eine bekannte, präzise mechanische Bewegung an. Vergleichen Sie die im 3500-Software angezeigte Bewegung mit dem angewendeten Wert. Passen Sie den Skalenfaktor nur bei Abweichungen an, um die Genauigkeit des Systems zu gewährleisten.

Kanal-Schleifenprüfung: Führen Sie einen simulierten Alarmtest durch, indem Sie ein Testsignal einspeisen, das die Sollwerte überschreitet. Bestätigen Sie, dass der Alarm ausgelöst wird, die Relais im Rack korrekt funktionieren und die Kommunikationsverbindungen zum DCS oder PLC betriebsbereit sind.

Anwendungsszenario: Überwachung von Turbomaschinen

Betrachten Sie einen Hochgeschwindigkeits-Zentrifugalkompressor, eine kritische Anlage in vielen Chemieanlagen. Das 3500/42M wird häufig zur Überwachung von vier Lagern eingesetzt: zwei Radial-Vibrationssonden (X/Y) und zwei Axialpositionssonden. Eine genaue Konfiguration ermöglicht es den Steuerungssystemen, den Kompressor nicht nur sicher abzuschalten (Gefahrenalarm), sondern auch automatisierte, nicht-kritische Maßnahmen einzuleiten (Warnalarm), wie z. B. das Umschalten auf eine Backup-Schmiermittelpumpe. Unsere Erfahrung bei Ubest Automation Limited zeigt, dass dieser mehrstufige Schutz die mittlere Ausfallzeit (MTBF) deutlich erhöht.

Über Ubest Automation Limited

Bei Ubest Automation Limited (besuchen Sie uns unter https://www.ubestplc.com/) sind wir auf die Bereitstellung hochzuverlässiger Komponenten und fachkundige Beratung für industrielle Automatisierung und Anlagenschutz spezialisiert. Unsere Mission ist es, Kunden durch überlegene Steuerungssystemintegration eine Null ungeplante Ausfallzeit zu ermöglichen.

Wir bieten ein umfassendes Sortiment an Bently Nevada-Lösungen und können bei komplexen Integrationsprojekten für Fabrikautomation unterstützen. Erfahren Sie mehr über unsere Lösungen hier: Ubest Automation Products Link.

Häufig gestellte Fragen (FAQ)

Q1: Was ist der häufigste Fehler bei der Installation des Proximitors, und wie wirkt sich dieser auf das 3500-System aus?

A1 (Erfahrung): Der häufigste Fehler, den wir feststellen, ist ein falscher Abstand. Wenn der Abstand der Sonde zu groß ist, verschiebt sich die Gleichstrom-Vorspannung näher an 0 VDC, was den linearen Arbeitsbereich des Systems erheblich reduziert. Das bedeutet, dass die Sonde nur eine geringere Vibrationsmenge messen kann, bevor es zu Clipping kommt, wodurch das 3500/42M ungenaue oder künstlich begrenzte Vibrationswerte meldet und seine Schutzfunktion aufgehoben wird.

Q2: Mein neuer Sensortreiber ist mit 7,87 mV/μm angegeben, der vorherige war 200 mV/mil. Muss ich das 3500/42M-Modul ändern?

A2 (Fachwissen): Nein, das 3500/42M-Modul ist hochgradig programmierbar und verarbeitet beide Einheiten perfekt. 200 mV/mil entspricht genau 7,87 mV/μm (da 1 mil = 25,4 μm). Sie müssen lediglich sicherstellen, dass die Einstellung der technischen Einheiten mit dem eingegebenen Skalierungsfaktor übereinstimmt. Wenn Sie μm wählen, geben Sie 7,87 ein; wenn Sie Mils wählen, geben Sie 200 ein.

Q3: Wie beeinflusst externe elektrische Störung das Proximitor-Signal, und was kann ein Techniker vor Ort sofort zur Fehlerbehebung tun?

A3 (Autorität): Externe Störgeräusche, typischerweise von großen Frequenzumrichtern (VFDs) oder Stromleitungen, erscheinen als hochfrequente Anteile im Signal. Sie verursachen künstlich hohe, schwankende Spitzen-Spitzen-Werte. Der erste Schritt für einen Techniker vor Ort sollte sein, die Erdung des Gehäuses des Antriebes und die Integrität der Kabelabschirmung zu überprüfen. Stellen Sie sicher, dass das Kabel nicht zusammen mit Wechselstromkabeln gebündelt ist. Manchmal ist es notwendig, eine dedizierte, saubere Erdung für das Rack-Chassis zu installieren, um anhaltende Störgeräusche zu reduzieren.