Entrée des données du système de contrôle
La plupart des systèmes de réfrigération et de refroidissement sont contrôlés par un système de commande de processus, tel qu'un automate programmable industriel (API). Ces systèmes disposent généralement de canaux d'entrée analogiques 4-20 mA ou d'autres canaux d'entrée courants, auxquels il est facile de connecter des transmetteurs de vibrations externes en technique 4-20 mA à deux fils pour la surveillance des vibrations.
Les accéléromètres standard habituels fournissent des données de vibration dynamiques si complexes qu'une entrée directe dans le système de commande du processus n'est pas possible. Il existe cependant deux méthodes pour rendre un signal de vibration exploitable par un système PLC.
Dans la première méthode, on utilise directement des capteurs avec traitement de signal intégré, dans lesquels le signal d'accélération enregistré par un élément piézoélectrique du capteur est converti en valeur efficace ou en valeur de crête de la vitesse ou de l'accélération des vibrations en technique bifilaire 4-20 mA. Dans cette variante, les capteurs, par exemple de la série Wilcoxon PCC420, sont directement connectés à l'API qui se charge à la fois de l'alimentation et du traitement du signal.
Dans la deuxième variante, des capteurs de vibrations traditionnels (Integrated Electronic Piezoelectric Sensors / capteurs IEPE) avec électronique intégrée sont connectés à un module transmetteur de traitement des signaux. Ce module convertit le signal de vibration complexe et dynamique en un signal de 4-20 mA qui peut ensuite être traité par l'API du système.
Surveillance des ventilateurs à plus / moins de 300 tr/min.
Les ventilateurs des petites chambres froides et de nombreux systèmes de climatisation fonctionnent à des vitesses supérieures à 300 tr/min. Les capteurs de la série PCC420 fonctionnent bien à des vitesses supérieures à cet ordre de grandeur. Les données de vibrations dynamiques sont converties dans le capteur en un signal de 4 à 20 mA et transmises directement au système de commande. Aucun équipement supplémentaire n'est nécessaire. Les modèles Wilcoxon PCC420VR-10-R6 ou PCC420VP-10-R6 sont parfaitement adaptés à ce type de surveillance.
Les ventilateurs des grands entrepôts frigorifiques, des tours de refroidissement et des groupes frigorifiques fonctionnent à des vitesses de rotation plus faibles, généralement inférieures à 300 tr/min. À des vitesses aussi basses, le signal de vibration serait très faible. Les petits signaux des vitesses inférieures doivent faire l'objet d'une attention particulière afin de détecter avec précision les déséquilibres et l'usure.
Les accéléromètres basse fréquence 799LF et 786LF-500 de Wilcoxon sont parfaitement adaptés à la surveillance des basses vitesses. Cependant, ce sont des accéléromètres IEPE et ils ne génèrent pas directement de signal 4-20 mA. Les capteurs de vibrations iT150, iT300 ou iT301 de Wilcoxon, lorsqu'ils sont utilisés avec un accéléromètre IEPE, fournissent un signal 4-20 mA pour le système API. En outre, les données brutes sont disponibles pour d'autres analyses vibratoires. La combinaison du 799LF et de l'iT150, illustrée dans la figure 1, peut surveiller avec une bonne précision des ventilateurs dont la vitesse de rotation n'est que de 60 tr/min.
Emplacements de montage des capteurs
L'intégration du ventilateur est l'un des principaux problèmes des installations de refroidissement. Des erreurs d'intégration/de montage pourraient entraîner de graves dommages au ventilateur lui-même, ainsi que des dommages importants aux objets proches ou des blessures aux personnes se trouvant autour de l'unité de refroidissement. Que l'on utilise un capteur 4-20 mA ou un accéléromètre IEPE avec capteur de vibrations, il est recommandé de monter le capteur sur le côté de la boîte d'engrenages (voir illustration). Cela permet au capteur de surveiller le ventilateur et de détecter un début de déséquilibre ; de même, il est possible de détecter des connexions desserrées dans la boîte à engrenages ou sur la structure porteuse.
Connecteurs et câbles
Les installations frigorifiques et les systèmes de refroidissement sont exposés aux intempéries à l'extérieur. C'est pourquoi seuls des câbles et des connecteurs appropriés doivent être utilisés. Le connecteur Wilcoxon 6Q a été testé pour une utilisation sous l'eau et est donc le connecteur approprié pour une utilisation dans les tours de refroidissement, les systèmes de réfrigération et de climatisation. La connexion du blindage au capteur est généralement isolée, tandis que le blindage est connecté à l'extrémité API du câble. Les câbles isolés en Téflon®, comme le Wilcoxon J9T2A, sont particulièrement adaptés à ce type d'applications en raison de leur excellente résistance chimique. Ce câble est également particulièrement adapté aux mesures de vibrations industrielles en raison de sa résistance à la température et de sa faible capacité.
Raccordement électrique
Les schémas montrent le raccordement électrique typique pour l'installation des deux variantes de mesure. La figure 1 montre le raccordement direct du 799LF au transmetteur de vibrations iT150. Les affectations des raccordements de l'entrée, du raccordement au réseau et de la sortie sont représentées. La sortie 4-20 mA du transmetteur iT est directement connectée à l'entrée du système API. Un câble J9T2A peut être utilisé pour relier le 799LF au iT150. La figure 2 montre comment la série PCC420V ou un capteur similaire est directement connecté au système API via un câble J9T2A.
Résumé: Les tours de refroidissement, les refroidisseurs de processus et les climatiseurs peuvent être surveillés pour les changements de vibrations via les canaux d'entrée analogiques 4-20 mA des unités PLC existantes. Les ventilateurs tournant à moins de 300 tr/min sont mieux surveillés avec un accéléromètre basse fréquence et un transmetteur Wilcoxon iT. Cette combinaison offre la meilleure sensibilité et la meilleure réponse en fréquence. Les ventilateurs tournant à une vitesse supérieure à 300 tr/min peuvent être surveillés sans problème avec des capteurs de vibrations 4-20 mA. Les PCC420VR-10-R6 et PCC420VP-10-R6 de Wilcoxon sont idéaux pour ces applications.
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