Módulo Monitor Proximitor/Sísmico Bently Nevada 3500/42-04-00

Monitor Proximitor/Sísmico Bently Nevada 3500/42-04-00 con Barreras Internas

El Bently Nevada 3500/42-04-00 es un módulo monitor de vibración de 4 canales con barreras de seguridad intrínseca integradas diseñado para el sistema de protección de maquinaria Serie 3500. Este módulo versátil acepta entradas de sondas de proximidad (proximitors), acelerómetros y sensores de velocidad para monitorear la vibración radial, la posición de empuje, la expansión diferencial y la excentricidad en maquinaria rotativa crítica en instalaciones de áreas peligrosas.

Especificaciones Técnicas

• Número de modelo: 3500/42-04-00
• Serie: Sistema de Monitoreo Rack 3500
• Canales de Entrada: 4 canales configurables
• Tipos de Sensores: Sondas de proximidad (serie Bently Nevada 3300), acelerómetros (piezoeléctricos, IEPE), sensores de velocidad (transductores sísmicos)
• Barreras de Seguridad Intrínseca: Barreras Zener integradas en los 4 canales
• Certificación de Barreras: Aprobado por FM Clase I Div 1 Grupos A, B, C, D; ATEX/IECEx Zona 0
• Parámetros de Medición: Vibración radial, posición de empuje, expansión diferencial, excentricidad, envolvente de aceleración
• Rango de Frecuencia: 0.1 Hz a 10 kHz (proximidad), 1 Hz a 10 kHz (sísmico)
• Rango Dinámico: 120 dB para entradas de proximidad, 100 dB para entradas sísmicas
• Puntos de Alarma: 2 por canal (Alerta y Peligro) con histéresis ajustable
• Relés de Salida: 4 relés de alarma (2 por par de canales) con lógica configurable
• Comunicación: Protocolo propietario del backplane 3500
• Consumo de Energía: 8.5W desde la fuente de alimentación del rack 3500
• Temperatura de Operación: -30°C a +65°C (-22°F a +149°F)
• Temperatura de almacenamiento: -40°C a +85°C (-40°F a +185°F)
• Humedad: 5% a 95% sin condensación
• Dimensiones: 24.4 mm An × 241.8 mm Al × 241.3 mm Pr (0.96" × 9.52" × 9.50")
• Peso: 0.46 kg (1.01 lbs)
• Posición en el Slot: Cualquier slot en el rack 3500 excepto el Slot 1

Barreras de Seguridad Intrínseca Integradas

La variante -04-00 cuenta con barreras Zener instaladas de fábrica que permiten operación segura en atmósferas explosivas:

• Cumplimiento para Áreas Peligrosas: Permite la instalación de sensores en ubicaciones clasificadas como Clase I División 1 (NEC) y Zona 0 (IEC) sin paneles de barreras externas
• Parámetros de Entidad: Voc ≤28V, Isc ≤93 mA, Ca ≤0.09 μF, La ≤0.44 mH por canal
• Limitación de Energía: Diodos Zener y resistencias limitadoras de corriente aseguran que la energía entregada al área peligrosa no pueda encender gases o vapores inflamables
• Instalación Simplificada: Elimina la necesidad de paneles de barreras de seguridad intrínseca separados, reduciendo los requisitos de espacio en el gabinete en un 40%
• Reducción de Costos: Las barreras integradas reducen los costos de instalación entre $800 y $1200 por canal en comparación con soluciones de barreras externas
• Documentación de Certificación: Incluye planos de control y especificaciones de parámetros de entidad para la verificación de compatibilidad de dispositivos de campo

Compatibilidad con Múltiples Sensores

El 3500/42-04-00 acepta diversos tipos de sensores para un monitoreo integral de maquinaria:

• Sondas de Proximidad: Sondas de corriente de Foucault Bently Nevada 3300 XL de 8mm y 11mm para medición sin contacto de vibración del eje con sensibilidad de 200 mV/mil
• Acelerómetros: Acelerómetros IEPE (ICP) para monitoreo de vibración en la carcasa del cojinete con sensibilidad típica de 100 mV/g
• Sensores de Velocidad: Transductores sísmicos de velocidad para medición de vibración en la carcasa con sensibilidad de 100 mV/in/s
• Capacidad de Entrada Dual: Cada par de canales puede monitorear sondas de proximidad X-Y para análisis de órbita del eje o mediciones radiales independientes
• Detección Automática de Sensores: El módulo identifica automáticamente el tipo de sensor y aplica el acondicionamiento de señal adecuado
• Filtrado Configurable: Filtros programables pasa-altos y pasa-bajos optimizan la relación señal-ruido para cada tipo de sensor

Escenarios de aplicación

El monitor 3500/42-04-00 es esencial para proteger equipos rotativos críticos en ambientes peligrosos:

• Plataformas Offshore de Petróleo y Gas: Monitorea compresores accionados por turbinas de gas en áreas clasificadas Zona 1/División 1 donde hay hidrocarburos inflamables durante operaciones normales
• Refinerías Petroquímicas: Protege bombas de proceso, compresores y turbinas que manejan compuestos orgánicos volátiles en ubicaciones Clase I División 1
• Instalaciones de GNL: Monitorea bombas criogénicas y compresores de gas de evaporación en áreas con posibles liberaciones de metano
• Plantas de Procesamiento Químico: Protege agitadores, mezcladores y centrifugadoras que manejan solventes inflamables y productos químicos reactivos
• Fabricación Farmacéutica: Monitorea equipos en áreas de recuperación de solventes e instalaciones de secado por aspersión con atmósferas de polvo explosivo
• Instalaciones de Pintura y Recubrimiento: Protege equipos de mezcla y accionamientos de transportadores en áreas con concentraciones de vapores inflamables

Capacidades avanzadas de monitoreo

El 3500/42-04-00 ofrece funciones sofisticadas de análisis de vibración:

• Medición General de Vibración: Calcula amplitudes de vibración RMS, pico y pico a pico con una precisión del 0.1%
• Alarma por Banda de Frecuencia: Monitorea la energía de vibración en bandas de frecuencia definidas por el usuario para detectar firmas específicas de fallas (desbalance, desalineación, defectos en cojinetes)
• Envolvente de Aceleración: Demodula la vibración de alta frecuencia del cojinete para la detección temprana de defectos en elementos rodantes
• Monitoreo de Posición de Empuje: Mide la posición axial del eje con una precisión de ±0.5 mil para detectar desgaste del cojinete de empuje
• Expansión Diferencial: Calcula la diferencia de crecimiento térmico entre el rotor y la carcasa para prevenir rozamientos durante el arranque/parada
• Medición de Excentricidad: Monitorea la posición de la línea central del eje durante el giro lento para detectar curvaturas y hundimientos

Configuración & Programación

El 3500/42-04-00 ofrece configuración flexible a través del Software de Configuración del Rack 3500:

• Asignación de Canal: Configure cada canal para vibración radial, posición de empuje, expansión diferencial o medición de excentricidad
• Lógica de Alarma: Programe puntos de ajuste de Alerta y Peligro con histéresis y retardos ajustables para evitar disparos molestos
• Configuración de Relés: Asigne relés de alarma a canales individuales o combine múltiples canales con lógica AND/OR
• Factores de Escala: Ingrese la sensibilidad del sensor, voltaje de espacio y conversiones de unidades de ingeniería para mediciones precisas
• Ajustes de Filtro: Ajuste las frecuencias de corte de los filtros pasa-altos y pasa-bajos para optimizar según las velocidades específicas de la maquinaria
• Lógica de Votación: Implemente votación 2 de 3 o 2 de 4 para evitar apagados espurios por fallos de un solo sensor

Instalación y puesta en marcha

La instalación adecuada garantiza operación confiable en áreas peligrosas:

• Selección de Ranura: Instale en cualquier ranura disponible excepto la Ranura 1 (reservada para la fuente de alimentación); agrupe los monitores de vibración para la gestión de cables
• Cableado en Áreas Peligrosas: Use cable azul intrínsecamente seguro (Belden 8761 o equivalente) para todas las conexiones de sensores en áreas clasificadas
• Verificación de Entidad: Confirme que la capacitancia e inductancia total del cable (sensor + cable) estén dentro de los parámetros de entidad de barrera antes de energizar
• Puesta a Tierra: Conecte las pantallas de los cables a tierra solo en el extremo del módulo monitor; no conecte a tierra en áreas peligrosas para evitar bucles de tierra
• Montaje del Sensor: Instale sondas de proximidad con un espacio de 40-80 mil; monte acelerómetros con perno o adhesivo según especificaciones del fabricante
• Captura de Línea Base: Registre firmas de vibración durante la puesta en marcha para tendencias futuras y diagnóstico de fallos
• Prueba de Alarmas: Verifique los puntos de ajuste de alarma y la operación del relé usando funciones de prueba integradas antes de poner el equipo en servicio

Características de Diagnóstico y Solución de Problemas

El 3500/42-04-00 proporciona capacidades diagnósticas completas:

• LEDs de Estado del Canal: LEDs verdes indican operación normal; LEDs rojos señalan fallos de canal o condiciones de alarma
• LED OK: LED ámbar confirma que el módulo está alimentado y comunicándose con el rack
• Diagnósticos Integrados: Monitoreo continuo de la salud del sensor, integridad del cable y calidad de la señal
• Códigos de Fallo: Mensajes detallados de fallo que identifican circuitos abiertos, cortocircuitos, fallos de sensores y errores de configuración
• Problemas Comunes: Falla del sensor (verificar conexiones de cable y alimentación del sensor), lecturas erráticas (revisar fuentes de EMI y puesta a tierra), bloqueo de alarma (confirmar valores de punto de ajuste y configuraciones de histéresis)

Integración de Sistemas

El 3500/42-04-00 se integra dentro de la arquitectura completa de monitoreo 3500:

• Compatibilidad con Rack: Se instala en racks del sistema 3500/05 (configuraciones de 2 a 17 ranuras)
• Puerta de Comunicación: Interfaz con la puerta 3500/92 para conectividad Modbus TCP/IP, Ethernet/IP u OPC a DCS/SCADA
• Interfaz de Datos Transitorios: Funciona con el módulo TDI 3500/22M para capturar formas de onda de alta resolución para análisis en System 1
• Módulos de Relé: Se conecta a módulos de relé 3500/32 o 3500/33 para salidas adicionales de alarma
• Integración de Pantalla: Soporta módulos de pantalla 3500/93 o 3500/94 para indicación local de vibración

Cumplimiento y Certificaciones

El 3500/42-04-00 cumple con rigurosas normas internacionales:

• Seguridad Intrínseca: Aprobado por FM Clase I Div 1 Grupos A, B, C, D; ATEX II 1G Ex ia IIC T4; IECEx Ex ia IIC T4
• Seguridad: Listado UL 508, CSA C22.2 No. 142, marcado CE según la Directiva ATEX 2014/34/EU
• EMC: EN 61000-6-2 (inmunidad), EN 61000-6-4 (emisiones) para entornos industriales
• Normas de Vibración: Cumple con API 670 para sistemas de protección de maquinaria
• Marino: Aprobado por DNV GL Tipo para monitoreo de maquinaria a bordo de barcos
• Ambiental: Cumple con RoHS, registrado en REACH

Mantenimiento y gestión del ciclo de vida

Prácticas recomendadas para una fiabilidad sostenida:

• Programa de Inspección: Verificación anual del estado del LED, operación del relé de alarma y calidad de la señal del sensor
• Prueba de Barreras: Verificar la integridad de la barrera cada 5 años según los procedimientos de seguridad del sitio; medir Voc e Isc
• Calibración del Sensor: Validar la sensibilidad del sensor y el voltaje de separación cada 2 años usando un vibrador calibrado o calibre de separación
• Actualizaciones de Firmware: Verificar actualizaciones de firmware del módulo trimestralmente; las actualizaciones pueden mejorar diagnósticos o añadir funciones
• Estrategia de Repuestos: Mantener un módulo de repuesto 3500/42-04-00 por sitio para aplicaciones críticas; el MTBF típico supera las 150,000 horas
• Expectativa de Vida Útil: La vida útil típica supera los 20 años en instalaciones debidamente mantenidas

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