Датчик вибрации и температуры с цифровой обработкой сигналов

Датчик  может использоваться как в составе распределенных систем мониторинга состояния машин и механизмов, так и в качестве автономного средства противоаварийной защиты.

Датчик вибрации и температуры обеспечивает:

• измерение и обработку вибрационных характеристик по трем осям;
• измерение температуры поверхности, на которую установлен, и температуры окружающей среды (воздуха).

Исполнения датчика:

• VTS-DSP-3D/2.1 – два оптически изолированных выхода управления;
• VTS-DSP-3D/2.2 – один оптически изолированный выход управления, один оптически изолированный вход.

Наличие входа в исполнении VTS-DSP-3D/2.2 позволяет использовать его в двух вариантах:

• в качестве потенциального дискретного входа сигнала о включении оборудования, может применяться для машин и механизмов с установившимся режимом с постоянной частотой оборотов и известным временем разгона и выбега;
• в качестве импульсного входа внешнего датчика оборотов, что необходимо, в первую очередь, для контроля оборудования с переменной частотой оборотов.

Цифровой интерфейс передачи данных:
промышленный интерфейс RS485 / Modbus RTU обеспечивает подключение датчика на удалении до 1 км, даже в условиях промышленных электромагнитных помех;
при использовании типовых преобразователей интерфейсов, локальных сетей, беспроводных сетей и сети Интернет удаление датчика может быть не ограниченным.

Цифровая обработка сигнала:

• измерение, фильтрация и преобразование интегральных величин вибрации (СКЗ ускорения, скорости и перемещения) по трем осям на основе быстрого преобразования Фурье;
• формирование и передача спектрограмм частотного представления вибрационного сигнала синхронно по трем осям с задаваемой дискретностью по частоте и границами интересующей полосы частот;
• возможность передачи непосредственного временного представления сигналов ускорения вибрации синхронно по трем осям для углубленной обработки и анализа на верхнем системном уровне;
• контроль уровней в шестнадцати частотных полосах, с задаваемыми границами, предупредительными и аварийными порогами;
• формирование представления состояний по превышению предупредительных и аварийных уставок порогов СКЗ, уровней в задаваемых частотных полосах, температуры поверхности и воздуха и передача его по цифровому интерфейсу;
• управление выходами (выходом) в соответствии с программируемым любым сочетанием состояний.

Масштабируемость применения датчика вибрации и температуры:

• автономное («противоаварийное реле») – может применяться для защиты оборудования без использования какой либо системы с помощью выходов управления для сигнализации, либо автоматического отключения;
• использование датчика в системе минимальной конфигурации с использованием локального подключения к компьютеру через преобразователь интерфейсов RS485/USB и программного обеспечения комплекта поставки;
• подключение к существующим системам управления технологическим процессом (SCADA)
• создание распределенной, в том числе – территориальной, (включающей удаленные производственные объекты) системы централизованного мониторинга состояния машин и механизмов.

Система централизованного мониторинга состояния промышленного оборудования на основе датчиков вибрации и температуры

Масштабируемость:

• в рамках локальной сети предприятия;
• в территориальных сетях, в том числе с использованием беспроводных сетей 3G4G и сети Интернет.

Структура:

• сервер централизованной обработки и хранения данных;
• рабочие места специалистов с WEB доступом и использованием стандартных браузеров.

Организация сбора данных:

• гибкое формирование расписания сбора данных с каждого из датчиков (периодичность, тип данных – состояние, интегральные значения, спектрограммы) в соответствии с производственными потребностями и пропускной способностью каналов передачи данных;

Контролируемые параметры:

• состояния по результатам обработки данных датчиками;
• тренды интегральных значений (СКЗ ускорения, скорости и перемещения);
• спектрограммы частотного представления сигналов;
• тренды значений по спектрограммам частотного представления для анализа возможного развития дефектов на длительных интервалах времени;
• запросы пользователем оперативных данных исходного временного представления сигналов ускорения вибрации;
• температурные тренды по поверхности и воздуху.

Анализ оперативных данных исходного временного представления сигналов:

• БПФ до 8192 точек, с выбором линейного или логарифмического масштабов и оконной функции;
• фильтрация сигналов на основе прямого и обратного БПФ, преобразование величин (ускорения в скорость и перемещение), Wavelet – анализ, трассировка 2D/3D и т.д.

Формирование предупредительных и аварийных сообщений, ведение журналов, подготовка отчетов и т.д.

Датчик применяется в соответствии с ГОСТ 30296-95.
Микроконтроллер цифровой обработки сигналов

• ядро — ARM Cortex M0+;
• тактовая частота – 48 МГц.

Измерение вибрационных воздействий

• трехосевой акселерометр;
• технология чувствительного элемента – MEMS;
• синхронное получение данных по трем осям.

Программируемые диапазоны измеряемых интегральных вели-чин вибрации

• СКЗ ускорения – диапазоны 10, 20, 50 и 100 м/с2 в полосе частот 2- 1000 Гц;
• СКЗ скорости – диапазоны 3, 6, 12 и 24 м/с в полосе частот 2- 1000 Гц;
• СКЗ перемещения – диапазоны 200, 400, 800 и 1600 мм в полосе частот 2- 1000 Гц.

Цифровая обработка сигналов

• полоса пропускания 2 — 3000 Гц;
• БПФ на 8192 точках по каждой из осей;
• время цикла обработки – 3 с по всем осям и параметрам;
• спектрограммы – 1024 полосы по каждой из осей;
• расчет величин СКЗ ускорения, скорости и перемещения с фильтра-цией в программируемых полосах частот;
• контроль превышения заданных предупредительных и аварийных порогов в 16 программируемых частотных полосах;
• передача исходного временного представления сигналов – буферы по 8192 значения по каждой оси.

Измерение температуры

• температура поверхности;
• температура воздуха;
• диапазон измерений от -30 до 80 Со;
• точность измерения +/- 2 Со.

Интерфейс

• RS485, протокол Modbus RTU;
• скорость – 115200, 57600, 38400, 19200, 9600, 4800 бит/с;
• количество датчиков, подключаемых к одной линии – до 8;
• длина линии – до 1000 м, в зависимости от скорости передачи и типа кабеля.

Выходы управления

• VTS-DSP-3D/2.1 – два выхода управления;
• VTS-DSP-3D/2.2 – один выход управления;
• оптически изолированные, типа «открытый коллектор».

Вход

• только VTS-DSP-3D/2.2;
• оптически изолированный.

Электропитание

• от 8 до 25 В постоянного тока;
• ток потребления – не более 40 мА.

Диапазон рабочих температур

• от -30 до 80 Со;

Степень защиты

• IP 67 по ГОСТ 14254

Габаритные размеры

• 40х40х33 мм

Кабель подключения

• длина 3 м, может быть изменена при заказе.

Вес датчика без учета кабеля подключения

• 140 г

Крепление датчика

• на шпильку М8
• при использовании переходника – на шпильку М5.