I TSI 學(xué)習總結
- -
陳恒偉
8月24至27日,我參加了山東電力研究院舉辦的汽輪機安全監視系統(TSI)培訓班, 在這次培訓中以3500為例主要學(xué)習了TSI監視系統功能原理及TSI系統安裝、組態(tài)和維護；TSI系統故障診斷和與電廠(chǎng)的其它設備如DCS系統、狀態(tài)檢修系統等接口的工作原理。
汽輪機監視儀表（TSI）是一種可靠的多通道監視儀表，能連續不斷的測量汽輪發(fā)電機組轉子和汽缸的機械運行參數，先是機器的運行狀況;提供輸出信號給記錄儀；并在超過(guò)設定的運行極限時(shí)發(fā)出報警。另外還能提供跳機保護信號以及可用于故障診斷的測量。TSI系統包括3500監視系列儀表框架和帶有導線(xiàn)的傳感器。傳感器包括線(xiàn)性位移變換器（LVDT）和連接于前置器的探頭。前置器安裝在探頭附近，并通過(guò)現場(chǎng)屏蔽電纜連接到相應的框架信號組件。
一、 3500 系統概述
3500系統提供連續、在線(xiàn)監測功能，適用于機械保護應用，并完全符合美國石油協(xié)會(huì )API670標準對該類(lèi)系統的要求。它是本特利內華達采用傳統框架形式的系統中功能最強、最靈活的系統，具有其它系統所不具備的多種性能和先進(jìn)功能。該系統系統高度模塊化的設計包括：
1．3500/05儀表框架：
全尺寸3500框架可采用19”EIA導軌安裝、面板安裝或壁板安裝形式?？蚣茏钭蠖耸菍?zhuān)為兩個(gè)電源模塊和一個(gè)框架接口模塊預留的位置，框架中的其余14個(gè)插槽可以被任意模塊組合所占用。所有模塊插入到框架的底板中，由前面板部分和框架后部相應的I/O模塊組成。
2．一個(gè)或兩個(gè)3500/15電源：
3500/15有交流和直流兩種形式，框架中可使用單電源右當電源不允許中斷時(shí)使用冗余雙電源。每個(gè)電源可以單獨為整個(gè)框架及其模塊供電。此模塊具有自檢功能，可以監測是否所有的輸出電壓符合規范，并通過(guò)模塊前面板上的綠色“Supply OK”發(fā)光二極管顯示出來(lái)。
3．3500/20框架接口模塊：
框架接口模塊（RIM）是3500框架與組態(tài)、顯示和狀態(tài)監測軟件連接的主要接口。每個(gè)框架要求有一個(gè)RIM，安裝在與電源模塊緊鄰的框架插槽中。
4．一或兩個(gè)3500/25鍵相模塊：
3500/25是半高模塊，每個(gè)模塊為最多兩個(gè)鍵相傳感器提供電源和端子。來(lái)處3500/25模塊的鍵相信號可以通過(guò)框架底板輸入到適當的監測器模塊中，用于轉速、相位、跟蹤濾波以及其它測量中。
5．3500框架組態(tài)軟件：
3500的每一種運行方式都可以通過(guò)軟件組態(tài)實(shí)現，一種模塊類(lèi)型通過(guò)組態(tài)可以完成多種功能，非常靈活和方便。
6．一個(gè)或多個(gè)3500/XX監測器模塊：
所有的監測器都是基于微處理器的設計，并且可以對對每個(gè)通道的警告和危險設置點(diǎn)進(jìn)行數字化調節。報警可以組態(tài)為閉鎖或非閉鎖操作。多數監測器都可以通過(guò)I/O模塊為每個(gè)通道輸出4到20,mA的比例值。每個(gè)監測器內的OK檢測路徑連續檢測每個(gè)傳感器及其相應的現場(chǎng)連線(xiàn)的完整性。
7．一個(gè)或多個(gè)3500/32繼電器模塊或3500/34三重冗余繼電器模塊：
3500/32繼電器模塊提供四個(gè)DPDT繼電器，組態(tài)后可以根據3500監測器模塊內的報警狀態(tài)觸發(fā)。組態(tài)軟件允許對各種報警組合編程,范圍從單個(gè)通道的警告或危險狀態(tài)到將兩個(gè)或多個(gè)通道狀態(tài)結合起來(lái)提供特定的AND或OR表決的復雜的布爾邏輯。3500/4TMR繼電器模塊以及三個(gè)監測器模塊共同工作，為輸入信號提供3選2表決。
8．一個(gè)或多個(gè)3500/92通訊網(wǎng)關(guān)模塊：
通過(guò)在框架中安裝適當的通訊網(wǎng)關(guān)模塊，選定的狀態(tài)和電流值數據能以數字化方式傳輸到過(guò)程控制系統、歷史數據系統、工廠(chǎng)計算機以及其它相關(guān)系統中，通訊網(wǎng)關(guān)支持以太網(wǎng)和串行通訊方式，允許多種有線(xiàn)和無(wú)線(xiàn)拓撲結構。
9．3500/93、3500/94、或3500/95顯示裝置或運行于兼容PC機上的3500操作者顯示軟件：
3500系統提供的顯示選項在本特利內華達所提供的系統中是最靈活的，多種顯示方式可以互相組合。3500/93 LCD顯示裝置：將3500框架中所有被監測參數的狀態(tài)和指示通過(guò)專(zhuān)用LED和1/2VGA單色顯示
裝置顯示出來(lái)，根據組態(tài)方式，可提供棒狀圖、文本以及其它顯示形式。3500/94VGA顯示裝置：VGA模塊占據一個(gè)框架插槽，可以驅動(dòng)任何兼容的觸摸屏VGA顯示裝置，而不需要特殊的組態(tài)。提供棒狀圖、文本以及其它顯示形式。3500/95用戶(hù)接口工作站：這種顯示裝置是一臺運行3500操作者顯示來(lái)自多個(gè)3500框架的信息。
10：內部或外部本質(zhì)安全柵，或用于危險地區安裝的電絕緣裝置：
當傳感器安裝于危險地區時(shí)，3500系統可以與內部或外部本質(zhì)安全柵一起使用。但是，3500內部安全柵選項通常比外部安全柵更可取，因為不但節省成本，而且安全性更高。
二
、
電渦流傳感器
3300REBAM傳感器系統的設計結合了現場(chǎng)使用的豐富經(jīng)驗以及成功的3300電渦流傳感器系統的先進(jìn)性能。它由電渦流探頭、延伸電纜和稱(chēng)作MicroPROX的高增益前置器組成。
渦流傳感器的工作原理是通過(guò)記錄電量損失的多少來(lái)測量物體的位移量。系統為渦流探頭提供穩定的-24Vdc電壓，在探頭處產(chǎn)生一個(gè)大于100mil的電渦流，由于被測物體是金屬導電材料，探頭與導電體的間隙與電量的損失是對應的，當間隙小時(shí)，電量損失的就多，從而輸出的交流信號也就??；當間隙越大時(shí)，電量損失的就少，從而輸出的交流信號也就大。當間隙發(fā)生變化時(shí)，輸出信號通過(guò)解調器而得到一個(gè)波形圖，從而測的物體的位移。如圖1、圖2：
變 變
化
的
間
隙
圖
1 1
調 調
節
器
的
操
作
＋
解調器
的輸入
0
?。?/p>
＋
前置器
0 輸出
－
圖
2 2 靈敏度的計算 ：
間隙電壓的變化
平均的靈敏度
= =
間隙的變化
RF 信號
+ —
3300 XL電渦流傳感器系統：系統輸出正比于探頭端部與被測導體表面之間的距離的電壓信號。它既能進(jìn)行靜態(tài)（位移）測量又能進(jìn)行動(dòng)態(tài)（振動(dòng)）測量，主要用于油膜軸承機械的振動(dòng)和位移測量，以及鍵相位和轉速測量。3300 XL前置器既可以采用緊湊的導軌安裝，也可以采用傳統的面板安裝。兩種形式的安裝基板均具有電絕緣性，不需要獨立的絕緣板。
1． 3300 XL 8mm傳感器系統可輸出7.87V/mm,線(xiàn)性范圍為2mm； 每一個(gè)組件都是向后兼容的，并且和其它的非XL 3300系列5mm和8mm傳感器系統組件可互換。
2． 3300 XL 11mm電渦流傳感器系統可輸出3.94V/mm,線(xiàn)性范圍為4mm,這種傳感器比3300 XL 8mm傳感器的線(xiàn)性范圍更大。
3． 3300 XL 25mm 傳感器系統由獨產(chǎn)的25mm探頭、延伸電纜和3300 XL 25mm前置器組成。0.787V/mm的輸出使系統的線(xiàn)性范圍達12.7mm。此傳感器系統適用于測量中到大型蒸汽透平發(fā)電機上由于透平轉子和機器定子膨脹率不同所引起的差脹。
三
、
安
裝
1、框架安裝：
3500框架安裝有3種種形式:
a.盤(pán)式安裝—直接安入操作控制面板； b.框架式安裝—以19inch或400mm框架系統進(jìn)行安裝； c、直立隔板安裝—直接安裝于一個(gè)平板表面，不從背后接線(xiàn)。在安裝框架時(shí)，要檢查該框架是否安裝接地以及主模塊面板前部件接通情況，預留出
輸入/輸出模塊的維修通路。對于高電磁噪聲環(huán)境或CE安裝，系統框架EMI保護及電纜必須接地良好以釋放電磁能。隔板框架及外部端子塊必須安裝在電磁干擾（EMI）屏蔽區域內。
2. 模塊安裝：
3500系統對于3300系統有一個(gè)很大特點(diǎn)就是主模塊可以帶電拔插，而3300就允許。安裝時(shí)推動(dòng)模塊使之一直處于框架之中，若模塊不易滑動(dòng)，檢查其是否被置于正確的河道中；安裝輸入/輸出模塊時(shí)，模塊插入已后，必須上緊輸入/輸出模塊背面的螺釘，使模塊到位。
3． 接線(xiàn)：
在接線(xiàn)時(shí)，我們必須處理好電纜接地，TSI機柜端電纜屏蔽直接在對應通道的屏蔽端子上，就地必須隔絕包扎好，保證電纜單端接地。在電纜敷設時(shí)，嚴禁與動(dòng)力電纜一同敷設，盡量避開(kāi)控制電纜。這樣才能保證TSI系統安全可靠的工作。
4．探頭安裝：
本特利對振動(dòng)傳感器方向約定：觀(guān)測點(diǎn)總是從驅動(dòng)端看向非驅動(dòng)端，垂直向上的位置為0°，其它位置叫左N°、右N°。下面以8mm探頭為例,簡(jiǎn)析安裝的基本要求，如圖：
a.當測量圓柱體時(shí)，圓柱的直徑應大于76.2mm,測量平面時(shí),平面直徑應大于15.2mm；
b. 當兩支互為90°探頭測量圓柱體時(shí),圓柱的直徑應大于50.8mm； c.探頭露出支架的距離應大于6.4mm,以探頭中心為圓心半徑為
8.9mm內不能有物體； d.兩支或兩支以上的探頭成排安裝時(shí)，探頭之間的間距應大于40.6mm。
四 、 框架組態(tài)
一個(gè)3500框架可以包括可被設定用于多種不同用途的模塊。我們把建立一個(gè)系統、模塊和通道的選項以便使它們可以在一個(gè)3500框架中工作的過(guò)程叫作組態(tài)。如果沒(méi)有一個(gè)有效的組態(tài)，3500監測器框架將不能運行。
組態(tài)一個(gè)3500框架，首先利用組態(tài)軟件來(lái)設置各種選項，然后，把所有這些設置下載到框架中去?？梢酝ㄟ^(guò)以下兩種方式來(lái)完成，第一種：在任一個(gè)方便的地方運行這個(gè)組態(tài)程序，并且把這個(gè)設置存放在一個(gè)組態(tài)文件中，然后下載這個(gè)組態(tài)到框架中。第二種方法，首先把計算機與框架連接起來(lái)，然后根據需要可以上載或者下載組態(tài)。我們常用的是第二種方法，當我們已經(jīng)安裝好框架，完成各種開(kāi)頭及跨接塊的設置，聯(lián)接好傳感器后即可進(jìn)行組態(tài)步驟：
1． 計算機與框架連接：
我們通常使用的是直接連接方法，就是通過(guò)框架中的RS-232或RS-422通訊口與計算機連接起來(lái)。另外還有遠程通訊和網(wǎng)絡(luò )方式連接。
2． 通訊初始化：
當你完成了計算機與框架的連接并且啟動(dòng)了框架組態(tài)軟件后，便要使框架與計算機的通訊初始化。
3． 從框架中上載缺省的組態(tài)； 所謂上載就是從框架到計算機；當計算機與框架連接好并通訊初 始化已后，我們需要把框架上的缺省組態(tài)上載到計算機上。
4． 修改缺省組態(tài)：
當框架上的缺省組態(tài)上載到計算機上后，我們就可以在計算機上 根據實(shí)際情況對缺省組態(tài)進(jìn)行修改；設置框架中所有模塊以及各通道我們需要的運行參數。
5． 下載這個(gè)組態(tài)到框架：
就把設置好運行參數從計算機上下載到框架上。在下載前先把框架輸入模塊的前面板上一個(gè)組態(tài)鎖用鑰匙把開(kāi)關(guān)位置從“運行”狀態(tài)擰到“編程”狀態(tài)，下載完后再擰回“運行”狀態(tài)。
6． 中斷通訊：
為了可以斷開(kāi)計算機與框架的連接電纜且不致引起損害，我們先 需中斷通訊。
7． 斷開(kāi)計算機與框架連線(xiàn)：
對框架的組態(tài)完成后，最后確認計算機與框架的通訊中斷已斷開(kāi)， 再斷開(kāi)兩者間的連線(xiàn)。
通過(guò)這次學(xué)習，使我對汽輪機安全監視系統（TSI）有了更深一步的了解，從原理到安裝到調試，都與我們的工作有著(zhù)最直接的聯(lián)系，我將把我學(xué)到的知識應用到實(shí)際工作中去，把工作更扎實(shí)、更出色。
