Виброакселерометр «ВЦ-03»

Диспетчер, Сбор данных. , Аппаратное подключение, Виброакселерометр «ВЦ-03»
Виброакселерометр «ВЦ-03»
Тип пакета монтажа: базовый
Тип оборудования: датчик
Сфера применения: Металлообрабатывающие станки и другое технологическое роторное оборудование

Технические параметры

Вибрация, количество измерительных осей 3
Вибрация, диапазон частот 2….3200 Гц
Виброускорение, диапазон измерения + 16 g
Чувствительность 100 mV/g по каждой оси
Напряжение питания 5 В +/-10 %
Потребляемый ток, не более 100 мА
Внешний интерфейс RS-485
Параметры передачи данных 57600, 8N1
Протоколы передачи данных MODBUS RTU Специальный протокол для подключения к аппаратной части АИС Диспетчер
Выбор протокола передачи данных Автоматически
Материал корпуса датчика Нержавеющая сталь
Крепление датчика В сквозное отверстие в центре датчика болтом М5
Габаритные размеры Диаметр 48 мм, высота 13 мм
Степень защиты IP67
Температура окружающей среды 0…60 оС

Ввод датчика в эксплуатацию

Подключение датчика к сети RS485

Для подключения датчика к сети RS485 необходимо подключить контакты А и В его интерфейса RS485 к соответствующим контактам прибора осуществляющего опрос датчика. 

Установка датчика и подключение напряжения питания

Датчик может закрепляться к месту контроля вибрации при помощи болта М5, проходящего через центральное отверстие в корпусе. Возможны три способа болтового крепления:
 
1. болт вкручивается непосредственно в корпус объекта виброконтроля в имеющееся или специально подготовленное на нём резьбовое отверстие;
 
2. в начале к датчику на болт прикручивается бобышка со встроенным магнитом (Рисунок 2), затем датчик «примагничивается» к месту контроля вибрации;
 
3. металлическая бобышка с резьбовым отверстием М5 предварительно приклеивается клеем (например, двухкомпонентным клеем Henkel Loctite) на корпус объекта виброконтроля к месту контроля вибрации, затем, после высыхания клея, к бобышке болтом крепится датчик. 
 
Корпус датчика должен иметь гальванический контакт с корпусом объекта контроля. При креплении датчика с использованием приклеенной бобышки возможно отсутствие указанного контакта. В этом случае необходимо дополнительно выполнить заземление корпуса датчика, соединив электрическим проводником винт на его корпусе с корпусом объекта.
Питание датчика осуществляется от источника питания 5 В, номинальный ток потребления не более 100 мА. Питание подается через контакты Х1 и Х2 кабеля датчика.
 

Работа датчика в составе АИС Диспетчер

После подачи напряжения питания датчик автоматически производит калибровку своего положения. После калибровки датчик готов выдавать среднеквадратичное и пиковое значение виброускорения за период опроса.
 

Работа датчика совместно с ТВВ-10

Работа датчика совместно с ТВВ-10 производится только посредством регистратора Р-03. Подключение датчика к сети RS485 осуществляется через контакты 4 и 5 межблочной шины. Она расположена снизу Р-03 на дин-рейке.
Подключение датчика к контактам межблочной шины
Подключение датчика к контактам межблочной шины
 
Подача напряжения питания +5 вольт на датчик осуществляется от контактов 19 и 20 группы внешних разъёмов регистратора Р-03. 
Для отображения данных, получаемых от датчика, на сервере АИС Диспетчер выбираются 3 и 4 аналоговые каналы.
Настройка визуализации вибропараметров, получаемых от ВЦ-03 в ТВВ-10 осуществляется из системного меню. После нажатия кнопки «Калибровка регистратора» появляется окно, в котором необходимо нажать кнопку «Контроль», которая, в сою очередь, откроет окно «Настройка отображения».
Меню «Калибровка регистратора»
Меню «Калибровка регистратора»
 
Расположение кнопки «Контроль»
Расположение кнопки «Контроль»
 
Окно настройки отображения вибросигналов в ТВВ-10
Окно настройки отображения вибросигналов в ТВВ-10
 
Для установки связи ТВВ-10 с датчиком ВЦ-03 в окне «Настройка отображения» путём перебора посредством кнопок «+» и «-» нужно выбрать «Вибросигнал – СКЗ, Пик». В этом окне так же нужно установить значения порогов Предупреждения и Аварии для СКЗ и порог пикового значения виброускорения, соответствующий удару по объекту виброконтроля. Если все настройки сделаны и датчик подключен правильно, в верхней строке окна (Рисунок 6) появятся значения СКЗ и Пик, получаемые от датчика.

Значение СКЗ виброускорения является индикатором энергии вибронагрузки на объект виброконтроля и отображается в виде цветовой полосы в нижней части экрана, меняющей свою длину в зависимости от значения СКЗ и цвет с зелёного на жёлтый или красный в зависимости от превышения соответствующего порога. Удар (превышение порога пиковым значением виброускорения) индицируется красным круглым индикатором удара справа от полосы СКЗ виброускорения. Правее индикатора удара показано количество ударов, зафиксированных за смену. Такие же цветовая полоса и индикатор удара выводится на главный экран ТВВ-10 для постоянного оперативного информирования персонала о вибронагрузке на объект и зафиксированных ударах.
 

Работа датчика совместно с терминалом - регистратором ТР-06

При совместной работе с ТР-06 подключение датчика к сети RS485 осуществляется также, как и при работе с Р-03, через контакты 4 и 5 межблочной шины (Рисунок 3).
В ТР-06 стандартного исполнения подача напряжения питания на датчик осуществляется от контактов 1 и 2 межблочной шины. Контакт 1-общий, контакт 2  +24 вольта. Чтобы понизить напряжение 24 В до уровня напряжения питания датчика 5 В, нужно использовать дополнительный внешний преобразователь 24В в 5В, например, AM-1-2405. Для работы с датчиком ВЦ-03 начат выпуск специального исполнения терминала ТР-06. Терминал в таком исполнении называется ТР-06В. В нём напряжение питания датчика выведено на контакты 6 и 7 группы внешних разъёмов терминала. 
ТР-06 при передаче информации на сервер АИС Диспетчер выставляет данные, полученные от датчика вибрации в 3 и 4 аналоговые каналы, что приводит к блокировке 2 и 3 аналоговых каналов блока расширения БР-03, если он подключен. На сервере для измеряемых параметров вибрации источником выбираются 9 и 10 каналы для среднеквадратичного и пикового значения виброускорения соответственно.
 

Работа датчика со сторонними устройствами по протоколу Modbus RTU

Датчик снабжен интерфейсом RS485 для связи с внешними устройствами. Он поддерживает как внутренний протокол АИС Диспетчер, так и универсальный протокол Modbus RTU. Адрес датчика в сети Modbus 0х80. Параметры работы интерфейса RS485: 56700 бод/с, 8N1. 

Считываемые параметры

Название параметра Адрес Modbus Функция Modbus чтение Размер данных
Среднеквадратичное значение виброускорения 0х0000 0х04 2 байта
Максимальное значение виброускорения 0х0001 0х04 2 байта
 

Так же датчик позволяет задействовать ряд настроек обработки сигнала вибрации. Настраиваемыми параметрами являются частота опроса датчика (от 3200 раз в секунду до 0,1 раз в секунду), уровень гашения сигнала, а также зона нечувствительности для среднеквадратического значения виброускорения. Настраиваемые параметры представлены в таблице 2.

Настраиваемые параметры

Название параметра Адрес Modbus Функция Modbus запись/чтение Размер данных Размер данных
Частота опроса и гашение сигнала 0х0000 0х10/0х03 2 байта Старший байт – частота опроса в соответствии с таблицей 4.3
Младший байт - уровень гашения сигнала (100% - отсутствие гашения, 0% – полное гашение)
Уставка зоны нечувствительности 0х0001 0х10/0х03 2 байта Младший байт – уставка зоны нечувствительности

Кодирование частоты опроса

3200 1111
1600 1110
800 1101
400 1100
200 1011
100 1010
50 1001
25 1000
12.5 0111
6.25 0110
3.13 0101
1.56 0100

Применение датчика

Варианты применения датчика и решаемые с его помощью задачи ниже будут рассмотрены применительно к металлорежущему оборудованию, подключенному к АИС Диспетчер, хотя характеристики датчика и наличие протокола MODBUS RTU позволяют использовать его на любом роторном оборудовании. 


Контроль вибронагрузки на шпиндель

Контроль вибронагрузки на шпиндель станка при помощи датчика ВЦ-03 производится по параметру СКЗ виброускорения. Датчик устанавливается на шпиндель максимально близко к зоне резания. Превышение допустимых уровней вибрации свидетельствует, что шпиндель станка работает на режимах, которые снижают его расчётный ресурс, приведут к преждевременным поломкам, либо в станке уже имеется развившаяся неисправность. Пороговые значения назначаются исходя из рекомендаций ГОСТ 10816 и ISO 17243. 

График изменения СКЗ можно видеть в измеряемых параметрах станка в АИС Диспетчер и, оперативно, в виде цветовой шкалы на экране ТВВ-10, установленного в непосредственной близости от пульта управления станком. Цветовая шкала информирует оператора станка о величине вибронагрузки на шпиндель и позволяет ему оперативно отреагировать на превышение её пороговых значений.

По значениям СКЗ, отображаемых в измеряемых параметрах станка в АИС Диспетчер, можно настроить оповещение сотрудников предприятия о превышении пороговых значений вибронагрузки на шпиндель и выводить информацию о вибронагрузке в виде отчётов за определённый период времени.


Фиксация ударных воздействий на шпиндель

Фиксация ударных воздействий на шпиндель станка осуществляется по пиковым значениям виброускорения, получаемым датчиком ВЦ-03. Для этого датчик устанавливается на шпиндель максимально близко к зоне резания. 

График изменения пиковых значений виброускорения можно видеть в измеряемых параметрах станка в АИС Диспетчер. По пиковым значениям, отображаемым в виде измеряемых параметров, можно настроить оповещение сотрудников предприятия о зафиксированном ударном воздействии на шпиндель и выводить информацию об ударах в отчётах за определённый период времени.

Индикатор удара на экране ТВВ-10 и счётчик ударов, расположенный рядом с индикатором, оперативно фиксируют и показывают оператору станка об обнаружении ударной пиковой нагрузки, выражающиеся в превышении пиковым значением виброускорения установленной аварийной границы.
Информацию на экране ТВВ-10 и в измеряемых параметрах АИС Диспетчер можно использовать для корректировки технологических и производственных процессов, принятия управленческих и организационных решений по устранению ударных нагрузок на шпиндель станка.


Формирование состояний «Работа под нагрузкой» и «Работа по программе»

Состояние станка «Работа под нагрузкой», формируемое в АИС Диспетчер, отражает процесс резания металла станком. Оно необходимо для учёта наработки режущего инструмента и контроля технологии обработки детали. Для формирования этого состояния можно использовать параметр СКЗ виброускорения вычисленный датчиком ВЦ-03. 

Состояние «Работа под нагрузкой» даёт возможность вести учёт наработки инструмента по фактическому выполнению им процесса резания, исключая этапы позиционирования и холостого хода, что позволит более точно определять наработку инструмента для пассивного мониторинга его остаточной стойкости.

Состояние станка «Работа по программе» в АИС Диспетчер является главным индикатором хода выполнения процесса обработки детали. На некоторых типах станков, к которым в первую очередь относятся универсальные станки без УЧПУ, формирование данного состояния представляет большую сложность. Для таких станков установка датчика ВЦ-03 вблизи его зоны резания, часто помогает решить проблему. Этому способствует то обстоятельство, что настройкой пороговых значений вибросигналов, полученных от датчика в АИС Диспетчер можно разделить вращение шпинделя на холостом ходу и процесс резания металла. Точное выделение хода процесса резания из общего времени работы станка позволяет правильно сформировать состояние станка «Работа по программе».


Указания мер безопасности

Использование датчика требует выполнения правил ПЭЭП и ПТБ электрических потребителей. 
К проведению монтажных работ при установке датчика на станочное оборудование, а также к его эксплуатации должны допускаться лица, изучившие настоящее руководство и имеющие группу электробезопасности не ниже III.
Все подключения требуется выполнять с отключенным напряжением 220/380 В.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Узнать подробнее о «Диспетчер»

Оставьте контакты, и мы расскажем о системе мониторинга и повышении эффективности предприятия подробнее

Стоимость рассчитывается индивидуально

© «Цифра» 2020  

продукт компании