Bently Nevada 3500/42-04-00 Proximitor/Seismisches Überwachungsmodul

Bently Nevada 3500/42-04-00 Proximitor/Seismik-Monitor mit internen Barrieren

Das Bently Nevada 3500/42-04-00 ist ein 4-Kanal-Vibrationsüberwachungsmodul mit integrierten eigensicheren Barrieren, das für das 3500 Series Maschinenschutzsystem entwickelt wurde. Dieses vielseitige Modul akzeptiert Eingaben von Näherungssensoren (Proximitors), Beschleunigungssensoren und Geschwindigkeitssensoren, um radiale Vibrationen, Schubposition, Differenzausdehnung und Exzentrizität an kritischen rotierenden Maschinen in explosionsgefährdeten Bereichen zu überwachen.

Technische Spezifikationen

• Modellnummer: 3500/42-04-00
• Serie: 3500 Rack Monitoring System
• Eingangskanäle: 4 konfigurierbare Kanäle
• Sensortypen: Näherungssonden (Bently Nevada 3300 Serie), Beschleunigungssensoren (piezoelektrisch, IEPE), Geschwindigkeitssensoren (seismische Wandler)
• Intrinsische Sicherheit Barrieren: Integrierte Zener-Barrieren auf allen 4 Kanälen
• Barrierenzertifizierung: FM-zugelassen Class I Div 1 Gruppen A, B, C, D; ATEX/IECEx Zone 0
• Messparameter: Radialvibration, Schubposition, Differenzielle Ausdehnung, Exzentrizität, Beschleunigungshüllkurve
• Frequenzbereich: 0,1 Hz bis 10 kHz (Näherung), 1 Hz bis 10 kHz (seismisch)
• Dynamikbereich: 120 dB für Näherungseingänge, 100 dB für seismische Eingänge
• Alarm-Sollwerte: 2 pro Kanal (Warnung und Gefahr) mit einstellbarem Hysterese
• Ausgangsrelais: 4 Alarmrelais (2 pro Kanalpaar) mit konfigurierbarer Logik
• Kommunikation: Proprietäres 3500-Backplane-Protokoll
• Leistungsaufnahme: 8,5 W vom 3500-Rack-Netzteil
• Betriebstemperatur: -30°C bis +65°C (-22°F bis +149°F)
• Lagerungstemperatur: -40°C bis +85°C (-40°F bis +185°F)
• Feuchtigkeit: 5% bis 95% nicht kondensierend
• Abmessungen: 24,4 mm B × 241,8 mm H × 241,3 mm T (0,96" × 9,52" × 9,50")
• Gewicht: 0,46 kg (1,01 lbs)
• Steckplatzposition: Jeder Steckplatz im 3500-Rack außer Steckplatz 1

Integrierte intrinsische Sicherheitssperren

Die Variante -04-00 verfügt über werkseitig installierte Zener-Barrieren, die einen sicheren Betrieb in explosionsgefährdeten Atmosphären ermöglichen:

• Gefahrenbereichskonformität: Ermöglicht die Sensorinstallation in Class I Division 1 (NEC) und Zone 0 (IEC) klassifizierten Bereichen ohne externe Barrieretafeln
• Entity-Parameter: Voc ≤28V, Isc ≤93 mA, Ca ≤0,09 μF, La ≤0,44 mH pro Kanal
• Energiebegrenzung: Zener-Dioden und strombegrenzende Widerstände stellen sicher, dass die in den Gefahrenbereich abgegebene Energie keine brennbaren Gase oder Dämpfe entzünden kann
• Vereinfachte Installation: Ersetzt separate intrinsisch sichere Barrieretafeln und reduziert den Platzbedarf im Schaltschrank um 40 %
• Kostensenkung: Integrierte Barrieren reduzieren die Installationskosten um 800–1200 $ pro Kanal im Vergleich zu externen Barrierelösungen
• Zertifizierungsdokumentation: Beinhaltet Steuerungszeichnungen und Entity-Parameterspezifikationen zur Überprüfung der Feldgerätekompatibilität

Multi-Sensor-Kompatibilität

Das 3500/42-04-00 akzeptiert verschiedene Sensortypen für eine umfassende Maschinenüberwachung:

• Näherungssonden: Bently Nevada 3300 XL 8mm und 11mm Wirbelstromsonden zur berührungslosen Wellen-Schwingungsmessung mit 200 mV/mil Empfindlichkeit
• Beschleunigungssensoren: IEPE (ICP) Beschleunigungssensoren zur Überwachung der Lagergehäuseschwingung mit typischer Empfindlichkeit von 100 mV/g
• Geschwindigkeitssensoren: Seismische Geschwindigkeitstransducer zur Gehäuseschwingungsmessung mit 100 mV/in/s Empfindlichkeit
• Duale Eingabefähigkeit: Jedes Kanalpaar kann X-Y-Näherungssonden zur Wellenbahn-Analyse oder unabhängige radiale Messungen überwachen
• Automatische Sensordetektion: Das Modul erkennt automatisch den Sensortyp und wendet die passende Signalaufbereitung an
• Konfigurierbare Filterung: Programmierbare Hoch- und Tiefpassfilter optimieren das Signal-Rausch-Verhältnis für jeden Sensortyp

Anwendungsszenarien

Der 3500/42-04-00 Monitor ist unerlässlich zum Schutz kritischer rotierender Anlagen in gefährlichen Umgebungen:

• Offshore-Öl- & Gasplattformen: Überwachen Sie gasturbinengetriebene Kompressoren in Zone 1/Division 1 klassifizierten Bereichen, in denen während des Normalbetriebs brennbare Kohlenwasserstoffe vorhanden sind
• Petrochemische Raffinerien: Schützen Sie Prozesspumpen, Kompressoren und Turbinen, die flüchtige organische Verbindungen in Class I Division 1 Bereichen handhaben
• LNG-Anlagen: Überwachen Sie kryogene Pumpen und Verdampfungsgaskompressoren in Bereichen mit potenziellen Methanfreisetzungen
• Chemische Verarbeitungsanlagen: Schützen Sie Rührwerke, Mischer und Zentrifugen, die brennbare Lösungsmittel und reaktive Chemikalien handhaben
• Pharmazeutische Herstellung: Überwachen Sie Anlagen in Lösungsmittelrückgewinnungsbereichen und Sprühtrockner-Installationen mit explosionsfähigen Staubatmosphären
• Lackier- & Beschichtungsanlagen: Schützen Mischanlagen und Förderantriebe in Bereichen mit brennbaren Dampfkonzentrationen

Erweiterte Überwachungsfunktionen

Der 3500/42-04-00 bietet ausgefeilte Schwingungsanalysefunktionen:

• Gesamtschwingungsmessung: Berechnet RMS-, Spitzen- und Spitzen-zu-Spitzen-Schwingungsamplituden mit 0,1% Genauigkeit
• Frequenzband-Alarmierung: Überwacht Schwingungsenergie in benutzerdefinierten Frequenzbändern zur Erkennung spezifischer Fehlerbilder (Unwucht, Fehlausrichtung, Lagerdefekte)
• Beschleunigungshüllkurve: Demoduliert hochfrequente Lager-Vibrationen zur frühzeitigen Erkennung von Wälzkörperdefekten
• Axialpositionsüberwachung: Misst die axiale Wellenposition mit ±0,5 mil Genauigkeit zur Erkennung von Verschleiß am Axiallager
• Differenzielle Ausdehnung: Berechnet den thermischen Wachstumsunterschied zwischen Rotor und Gehäuse, um Reibungen beim Start/Stopp zu verhindern
• Exzentrizitätsmessung: Überwacht die Position der Wellenmitte während des langsamen Drehens, um Durchbiegungen und Durchhänge zu erkennen

Konfiguration & Programmierung

Das 3500/42-04-00 bietet flexible Konfiguration über die 3500 Rack Configuration Software:

• Kanalzuweisung: Konfigurieren Sie jeden Kanal für radiale Vibration, Schubposition, differentielle Ausdehnung oder Exzentrizitätsmessung
• Alarm-Logik: Programmieren Sie Alarm- und Gefahren-Sollwerte mit einstellbarer Hysterese und Zeitverzögerungen, um Fehlalarme zu vermeiden
• Relaiskonfiguration: Weisen Sie Alarmrelais einzelnen Kanälen zu oder kombinieren Sie mehrere Kanäle mit UND-/ODER-Logik
• Skalierungsfaktoren: Geben Sie Sensorsensitivität, Spaltspannung und Umrechnungen der technischen Einheiten für genaue Messungen ein
• Filtereinstellungen: Passen Sie Hochpass- und Tiefpassfilter-Cutoff-Frequenzen an, um sie auf spezifische Maschinengeschwindigkeiten zu optimieren
• Voting-Logik: Implementieren Sie 2-von-3- oder 2-von-4-Voting, um Fehlabschaltungen durch einzelne Sensorfehler zu verhindern

Installation & Inbetriebnahme

Eine ordnungsgemäße Installation gewährleistet einen zuverlässigen Betrieb in Gefahrenbereichen:

• Slot-Auswahl: Installieren Sie in jedem verfügbaren Slot außer Slot 1 (reserviert für die Stromversorgung); gruppieren Sie Vibrationsmonitore für eine bessere Kabelverwaltung
• Verdrahtung im Gefahrenbereich: Verwenden Sie blaue, eigensichere Kabel (Belden 8761 oder gleichwertig) für alle Sensoranschlüsse in klassifizierten Bereichen
• Entity-Verifizierung: Bestätigen Sie, dass die Gesamtkapazität und Induktivität des Kabels (Sensor + Kabel) innerhalb der Barrier-Entity-Parameter liegen, bevor Sie einschalten
• Erdung: Verbinden Sie Kabelabschirmungen nur am Monitor-Modul-Ende mit der Erde; keine Erdung im Gefahrenbereich, um Erdschleifen zu vermeiden
• Sensorbefestigung: Installieren Sie Näherungssensoren mit einem Spalt von 40-80 mil; montieren Sie Beschleunigungssensoren mit Gewindebolzen oder Klebstoff gemäß Herstellervorgaben
• Basislinien-Erfassung: Erfassen Sie Vibrationssignaturen während der Inbetriebnahme für zukünftige Trendanalysen und Fehlerdiagnosen
• Alarmprüfung: Überprüfen Sie Alarm-Sollwerte und Relaisfunktion mit integrierten Testfunktionen, bevor die Ausrüstung in Betrieb genommen wird

Diagnosefunktionen & Fehlerbehebung

Das 3500/42-04-00 bietet umfassende Diagnosefunktionen:

• Kanalstatus-LEDs: Grüne LEDs zeigen normalen Betrieb an; rote LEDs signalisieren Kanalfehler oder Alarmzustände
• OK-LED: Bernsteinfarbene LED bestätigt, dass das Modul mit Strom versorgt wird und mit dem Rack kommuniziert
• Integrierte Diagnostik: Kontinuierliche Überwachung der Sensorfunktion, Kabelintegrität und Signalqualität
• Fehlercodes: Detaillierte Fehlermeldungen identifizieren offene Stromkreise, Kurzschlüsse, Sensorfehler und Konfigurationsfehler
• Häufige Probleme: Sensorfehler (Kabelverbindungen und Sensorstrom prüfen), unregelmäßige Messwerte (EMI-Quellen und Erdung kontrollieren), Alarm-Sperre (Sollwerte und Hysterese-Einstellungen bestätigen)

Systemintegration

Das 3500/42-04-00 integriert sich in die komplette 3500 Überwachungsarchitektur:

• Rack-Kompatibilität: Installation in 3500/05 System-Racks (2-Slot bis 17-Slot Konfigurationen)
• Kommunikations-Gateway: Schnittstelle zum 3500/92 Gateway für Modbus TCP/IP, Ethernet/IP oder OPC-Anbindung an DCS/SCADA
• Transienten-Datenschnittstelle: Arbeitet mit 3500/22M TDI-Modul zur Erfassung hochauflösender Wellenformen für System 1 Analyse
• Relaismodule: Anschluss an 3500/32 oder 3500/33 Relaismodule für zusätzliche Alarm-Ausgänge
• Anzeigeintegration: Unterstützt 3500/93 oder 3500/94 Anzeigemodule für lokale Vibrationsanzeige

Konformität & Zertifizierungen

Das 3500/42-04-00 erfüllt strenge internationale Normen:

• Explosionsschutz: FM-zugelassen Klasse I Div 1 Gruppen A, B, C, D; ATEX II 1G Ex ia IIC T4; IECEx Ex ia IIC T4
• Sicherheit: UL 508 gelistet, CSA C22.2 Nr. 142, CE-Kennzeichnung gemäß ATEX-Richtlinie 2014/34/EU
• EMV: EN 61000-6-2 (Störfestigkeit), EN 61000-6-4 (Störaussendung) für Industrieumgebungen
• Vibrationsnormen: API 670 konform für Maschinenschutzsysteme
• Marine: DNV GL Typgenehmigt für die Überwachung von Schiffsmotoren
• Umwelt: RoHS-konform, REACH-registriert

Wartung & Lebenszyklusmanagement

Empfohlene Praktiken für dauerhafte Zuverlässigkeit:

• Inspektionsplan: Jährliche Überprüfung des LED-Status, der Alarmrelaisfunktion und der Sensorsignalqualität
• Barriereprüfung: Überprüfen Sie alle 5 Jahre die Barriereintegrität gemäß den Sicherheitsverfahren des Standorts; messen Sie Voc und Isc
• Sensor-Kalibrierung: Validieren Sie alle 2 Jahre die Sensorsensitivität und Spaltspannung mit kalibriertem Shaker oder Spaltlehre
• Firmware-Updates: Überprüfen Sie vierteljährlich auf Firmware-Updates für das Modul; Updates können Diagnosen verbessern oder Funktionen hinzufügen
• Strategie für Ersatzteile: Lagern Sie pro Standort ein Ersatzmodul 3500/42-04-00 für kritische Anwendungen; typische MTBF übersteigt 150.000 Stunden
• Lebenserwartung: Typische Lebensdauer übersteigt 20 Jahre bei ordnungsgemäß gewarteten Installationen

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