填补监控中的空白

作者:Falko Wiehle 文章来源:Danfoss公司 发布时间:2014-09-01

为了尽可能地把流程设备的故障率减少到最低的程度,Danfoss公司与Bender公司一起研发了采集差动电流的检测模块。这样,生产企业就能够从变频器输入端开始,对直到电动机的整个复杂驱动系统进行可靠的监控,而且这一模块也填补了监控技术和预防性维护保养工作中的一项空白。

15年来,在许多工业领域中都会看到利用变频器减少生产过程中能源消耗的实际应用,但节约能源并不是所有。现代化的智能变频器还能帮助设备的操作者优化产品的生产过程、延长生产设备的使用寿命。许多检查点的数据采集以及仪器仪表和变频器的数据反馈提供了多种多样的、保证生产过程安全可靠的可能性。

其他的应用可能性包含在准确的设备监控和预防性的维护保养之中。例如驱动系统工作状况的监控就是利用好这些数据的一种潜在可能性。尤其是在极为恶劣的生产环境中,同时又对特定的驱动系统提出了必须保障正常运行的要求时,利用所有数据完成这一驱动系统的工况监控就显得更加重要且更具意义。也正是出于这一原因,大多数大型驱动系统都付出了很高的代价,对像电动机温度、轴承温度以及振动进行了监控。有些情况下甚至还辅助地使用了绝缘监控和剩余电流监控,以便及时发现故障、干扰的苗头。

但这种高价的监控系统在小型驱动系统中很少使用。究其原因,大多数辅助监控系统的采购价格一直居高不下。在流程工艺控制系统中的安装和连接也要支付高额的费用,而且对辅助监控系统的构建和维护还常常有一些特殊的专业技术要求。这样一来,风险和投资就完全不成比例。现在,这一监控系统中的漏洞可以用Danfoss公司和Bender公司合作开发的差动电流的检测技术来弥补。

轻松的安装

差动电流检测仪研发的目标是多方面的,例如轻松、快捷地安装就是其中的一个目标。但这种轻松、快捷同样也可靠地保证了从变频器输入侧接线端子直到电动机的整个变频驱动系统的工况监控。同样,在现有流程工业设备中补装差动电流检测仪、无需调整设置等也都是差动电流检测仪的研发目标。而且,它还应是一种通用型的检测仪——适合于在最高电压690V的电网内使用,并无需考虑电网的类型。简简单单地轻松安装和补充安装提出的实际问题是,如何为检测仪供电,如何显示检测到的差动电流数据。同时还要排除在IT系统中使用时,多台设备、仪器之间的相互干扰。

在主动式的检测监控系统中使用多台检测仪是没有替代解决方案的。对这样一套系统提出的最大挑战就是,要按照变频器的特性来构建主动式的检测监控系统。这也就是说,检测监控技术要与所使用的变频器性能相互匹配。例如,对按照循环频率工作的变频器进行监控时所采集到的监控数据不要出现显示数值方面的错误,不要在绝缘情况完好时误报警。完成这一任务不是一件简单的事情,因为每一个转数变换和使用地点,所有仪器仪表有关的特性,它们的调整设置以及电缆的长度和类型等都会带来电容性漏电,这些都是系统性的问题,不是绝缘好坏的问题。

对信号进行分析评判

对采集到的差动电流信号进行分析评判,尤其是对这些信号的解释说明是保证可靠地向设备操作者提供正确信息的最重大挑战。因为当前的流程设备大多数使用的都是4~20mA的模拟信号。这就要开发设计适合于各种特殊应用所有可能性的分析评判软件。利用好变频器中集成的智能化功能是非常有益的,它能够帮助用户做好把复杂解决方案发送给流程设备主控系统的准备工作。此时,模拟信号输入到变频器模拟输入端,由变频器用数量不多的几个参数编写好一个程序,例如,温度检测的提示信息或者是某个仪器达到了操作者设定的临界值而停止工作的信息。

型号为RCMB20及RCMB35-500-01的差动电流检测仪使用的是变频器所用的24V直流电。RCMB20/35型差动电流检测仪用合适的安装支架安装在变频器电网端子前。连接的电缆是预制的四芯接地电缆,安装时只需用两个固定螺钉把支架固定好就可以了。RCMB20/35型差动电流检测仪也可以使用其他电源供电。当检测到的信号输入到变频器的模拟信号输入端时,变频器与现场总线系统连接时,也可以经变频器通过Profibus现场总线对采集到的差动电流数据进行分析评判。

小结

利用RCMB系列的差动电流检测仪提供了对安装有变频器的驱动系统进行监控、输出滤波、提高电动机性能的可能性,同时也提供了简单、快捷的TN系统内绝缘错误及IT系统内接地错误监控的可能性。因此这一差动电流检测仪非常适合于在化工生产企业中使用。目前,Bender公司提供的差动电流检测仪可以用多种不同元器件进行配置,有两种标准型式防护外壳,可以与最大功率75kW的VLT系列变频器配套使用,也可以为小型的驱动系统配备显示屏。

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