4-20 mA vibrationssensor
4-20 mA vibrationssensorer giver enkel og driftssikker overvågning af maskinvibrationer. Sensoren integreres direkte i PLC eller SCADA og gør det muligt at opdage ændringer i vibrationsniveauet, før de udvikler sig til driftsstop.
4-20 mA vibrationssensorer
Enkel og driftssikker overvågning af maskinvibrationer
4-20 mA vibrationssensorer bruges til kontinuerlig overvågning af vibrationer på roterende maskiner som motorer, pumper, ventilatorer og gear.
Sensoren måler vibrationer og konverterer signalet til et analogt 4-20 mA output, som kan tilsluttes direkte til PLC, SCADA eller andre overvågningssystemer. På den måde kan maskinens vibrationsniveau overvåges online, og der kan opsættes alarmer hvis vibrationerne overstiger en fastsat grænse.
Typisk gælder:
- 4 mA = ingen eller meget lav vibration
- 20 mA = maksimum vibrationsniveau
PLC eller overvågningssystemet kan derefter omregne signalet til eksempelvis mm/s eller g, så vibrationsniveauet kan overvåges og bruges til alarmer eller trendanalyse.
Hvordan fungerer en 4-20 mA vibrationssensor?
En 4-20 mA vibrationssensor bygger normalt på et accelerometer, som registrerer vibrationer på maskinen.
Processen fungerer typisk sådan:
- Sensoren registrerer vibrationer som acceleration (g).
- Signalet integreres til vibrationshastighed (mm/s), som er den mest anvendte parameter til maskinovervågning.
- Signalet filtreres over et bestemt frekvensområde, så kun relevante vibrationer indgår i målingen.
- Vibrationsniveauet beregnes typisk som en RMS-værdi.
- Denne værdi konverteres til et proportionalt strømoutput mellem 4 og 20 mA.
PLC eller overvågningssystemet kan derefter anvende signalet til trendovervågning, alarmer og maskinbeskyttelse.
Hvad kan en 4-20 mA vibrationssensor fortælle?
En 4-20 mA vibrationssensor måler det samlede vibrationsniveau på en maskine.
Sensoren kan derfor:
- Opdage ændringer i vibrationsniveau
- Give alarm ved forhøjede vibrationer
- Indikere at en maskine begynder at opføre sig anderledes
Men sensoren kan normalt ikke identificere den præcise fejltype.
Hvis vibrationsniveauet stiger, kan det f.eks. skyldes:
- Ubalance
- Lejeskader
- Mekanisk løshed
- Fejljustering
- Gearproblemer
- Kavitation i pumper
- Resonans i konstruktionen
Sensoren fortæller altså at noget er galt, men ikke nødvendigvis hvad der er galt.
Hvis der opstår forhøjede vibrationer, kan en detaljeret vibrationsanalyse med accelerometer og FFT bruges til at identificere den konkrete fejl.
4-20 mA vibrationssensor vs. accelerometer til vibrationsanalyse
Der findes to hovedtyper vibrationssensorer til condition monitoring.
Sensor type:
Anvendelse:
4-20 mA vibrationssensor
Online overvågning og alarm
AC accelerometer (mV/g)
Fejldiagnose og vibrationsanalyse
4-20 mA sensorer bruges derfor typisk til maskinbeskyttelse og overvågning, mens accelerometre anvendes til detaljeret fejlanalyse.
Vibrationsbeskyttelse med trip-modul
En 4-20 mA vibrationssensor kan også bruges til maskinbeskyttelse.
Ved at kombinere sensoren med et trip- eller overvågningsmodul kan vibrationsniveauet bruges til at udløse alarm eller stoppe maskinen automatisk.
En typisk løsning består af:
- 4-20 mA vibrationssensor monteret på maskinen
- Trip- eller vibrationsmonitor
- Alarm eller shutdown signal til PLC eller styresystem
Hvis vibrationsniveauet overstiger den indstillede grænseværdi kan systemet:
- Aktivere alarm
- Sende signal til PLC
- Stoppe maskinen automatisk
Denne type løsning bruges ofte til beskyttelse af pumper, ventilatorer, motorer og gear, hvor forhøjede vibrationer kan føre til alvorlige skader.
Standalone vibrationsbeskyttelse
I nogle installationer ønskes en simpel og selvstændig vibrationsbeskyttelse, uden integration til PLC.
Her kan en vibrationssensor kombineres med en vibration trip sensor, hvor alarm og relæfunktion er indbygget i selve enheden.
Et eksempel er Hansford HS-429 vibration trip, som:
- Overvåger vibrationsniveauet direkte på maskinen
- Har indbygget alarm- og tripfunktion
- Kan aktivere relæ ved overskridelse af grænseværdi
- Giver en enkel og robust beskyttelse af maskiner
Denne type løsning bruges ofte på:
- Pumper
- Ventilatorer
- Kompressorer
- Mindre maskiner
- Anlæg uden PLC-system
Fordele
-
Nem integration
Kan tilsluttes direkte til PLC og eksisterende overvågningssystemer. -
Kontinuerlig overvågning
Maskiner overvåges online uden manuel vibrationsmåling. -
Alarm og beskyttelse
Mulighed for alarm eller shutdown ved forhøjede vibrationer. -
Robust signal
4-20 mA signalet er stabilt over lange kabler og i industrielle miljøer. -
Omkostningseffektiv løsning
Velegnet til overvågning af mange maskiner i et anlæg.
