Studium przypadku AVR: wymiana Bently Nevada BN3500 na system wykrywania nadmiernej prędkości Istec SpeedSys 200


AVR specjalizuje się w przetwarzaniu różnego rodzaju odpadów resztkowych i przekształcaniu ich w energię i surowce dla gospodarstw domowych i przedsiębiorstw. W swoim zakładzie w Botlek (Rotterdam) obsługuje turbinę parową, która napędza generator. AVR wykorzystała system wykrywania nadmiernej prędkości (ODS) Bently Nevada BN3500 do wykrywania sytuacji nadmiernej prędkości i prędkości zerowej.

W przypadku wystąpienia nadmiernej prędkości system powinien wyłączyć turbinę parową, aby zapobiec potencjalnym uszkodzeniom i niebezpiecznym sytuacjom. Prędkość zerowa była monitorowana, aby zapobiec szybkiemu uruchomieniu przekładni obrotowej. Obrotnicę można uruchomić dopiero po całkowitym zatrzymaniu wirnika, ponieważ w przeciwnym razie mogłoby dojść do jej uszkodzenia.

Awaria karty BN3500 overspeed

Firma AVR skontaktowała się z Istec, ponieważ trzy karty zabezpieczające przed nadmierną prędkością Bently Nevada ODS uległy jednoczesnej awarii. Spowodowało to przestój procesu, ponieważ turbina parowa nie mogła zostać uruchomiona, pozostawiając generator bez zasilania.

Wstępne badanie aplikacji przez Istec wykazało, że czujniki prędkości eddy current działały prawidłowo. Jednak napięcie zasilania wykazywało nieprawidłowe wartości. Po sprawdzeniu dziennika systemu Bently Nevada znaleziono komunikat o błędzie na zasilaniu 24 V, liniach zasilania 5 V i liniach zasilania 12 V. W rezultacie sygnały wyjściowe zostały zakłócone, powodując awarię kart zabezpieczających przed nadmierną prędkością i karty prędkości zerowej.

Ponieważ karty ochronne Bently Nevada 3500 (BN3500) zostały uznane za przestarzałe przez producenta OEM, zamienniki kart nie są już dostępne. AVR zdecydował się zastąpić system Bently Nevada nowoczesnym systemem wykrywania nadmiernej prędkości: Istec SpeedSys 200.

Wyzwanie

Czas miał kluczowe znaczenie dla tego projektu, ponieważ przestój maszyny był kosztowny dla AVR. Dlatego też Istec musiał dostarczyć, zaprojektować, wdrożyć i uruchomić nowy system w krótkim czasie. Naszym inżynierom udało się to zrobić w ciągu kilku dni.

Drugim wyzwaniem był brak odpowiedniej dokumentacji funkcji logicznych i filozofii wyzwalania systemu wykrywania nadmiernej prędkości, oprócz rysunków pętli. Aby móc zastąpić poprzedni system i zdecydować, które (podstawowe) funkcje przejąć, Istec musiał zaprojektować konfigurację SpeedSys 200 na miejscu.

Wreszcie AVR chciał nadal korzystać z istniejących 3-przewodowych sond eddy current, które były wcześniej używane do wysyłania sygnałów prędkości do systemu BN3500. Wiązało się to z dwoma kwestiami, które wymagały od Istec pewnych niestandardowych rozwiązań technicznych:

  • SpeedSys 200 nie jest przeznaczony do przyjmowania sygnałów z 3-przewodowych czujników napięcia eddy current (tylko 2-przewodowe czujniki prądu).
  • Sondy Bently Nevada eddy current wymagają ujemnego napięcia zasilania, podczas gdy moduły SpeedSys oczekują sygnału dodatniego.

Rozwiązanie

Istec przejął wszystkie podstawowe funkcje systemu BN3500 w konfiguracji SpeedSys 200.

Stary system

Przestarzały system Bently Nevada 3500 został skonfigurowany z następującymi 19-calowymi kartami:

  • Jeden moduł tachometru 3500/50M do monitorowania prędkości zerowej
  • Trzy elektroniczne karty wykrywania nadmiernej prędkości 3500/53M
Rysunek 1. System Bently Nevada 3500 w AVR. Moduł tachometru (1) do monitorowania prędkości zerowej i trzy moduły nadmiernej prędkości (2) zostały zastąpione przez SpeedSys 200. Pozostałe karty pozostają w użyciu.

Nowy system

Dodając trzy izolatory galwaniczne GSI 127 (po jednym dla każdego modułu SpeedSys), można było nadal korzystać z istniejących czujników prędkości. GSI 127 może odwrócić sygnał sond eddy current, aby był użyteczny dla modułów SpeedSys, zapewniając jednocześnie monitorowanie czujników. Co więcej, jednostki GSI 127 zasilają proximitor, który jest potrzebny do generowania sygnałów wyjściowych dla istniejących sond eddy current.

Jeden z przekaźników jednostki SpeedSys 200 został skonfigurowany do monitorowania prędkości zerowej, która była funkcją wcześniej obsługiwaną przez stary moduł tachometru BN3500.

BN3500 został zastąpiony konfiguracją 2oo3 SpeedSys 200. Zespół szyny DIN został zaprojektowany na miejscu i składa się z następujących elementów:

  • Dwa zasilacze 24 V
  • Trzy izolatory galwaniczne GSI 127
  • Trzy moduły SpeedSys 200, podłączone na stałe w celu utworzenia struktury głosowania 2oo3
Rysunek 2. Nowy system dostarczony, zaprojektowany i wdrożony przez Istec. Każda z jednostek SpeedSys 200 w konfiguracji 2oo3 jest podłączona do GSI 127, aby odbierać prawidłowy sygnał z 3-przewodowych sond eddy current.
Rysunek 3. Istec zainstalował redundantny zasilacz, aby zapewnić jednostkom SpeedSys 200 oddzielne zasilanie 24 V, aby odfiltrować efekt niepożądanych skoków napięcia wokół przekaźników dużej mocy.

Rezultaty

  • Inżynieria niestandardowa na miejscu w celu dopasowania nowego systemu do istniejącej infrastruktury przy minimalnych wymaganych dostosowaniach
  • Pełny zakres dostaw i wsparcia w zakresie szybkiego sprzętu i instalacji
  • Rozwiązanie zastępcze SpeedSys obejmuje wszystkie podstawowe funkcje poprzedniej instalacji
  • Szybkie rozwiązywanie problemów, dostawa, instalacja i uruchomienie
  • Instalacja o niskim wpływie na środowisko jest certyfikowana SIL 2, co pozwala na dłuższe okresy między testami kontrolnymi niż poprzedni system

Wpływ

Mimo że inżynieria nowego systemu musiała zostać przeprowadzona na miejscu, Istec opracował szybkie rozwiązanie umożliwiające zastąpienie kart BN3500 kartami SpeedSys 200 bez konieczności wprowadzania większych zmian w infrastrukturze. Instalacja SpeedSys 200 obejmuje wszystkie podstawowe funkcje poprzedniego systemu. Wszelkie drobne problemy, które wystąpiły, zostały szybko rozwiązane przez nasz zespół. Z pomocą Istec, AVR był w stanie uruchomić turbinę z nową konfiguracją SpeedSys 200 zaledwie kilka dni po ustaleniu nieprawidłowego działania kart nadmiernej prędkości Bently Nevada.