CZ20003380A3 - Způsob a zařízení na ochranu rotačních strojů - Google Patents

Způsob a zařízení na ochranu rotačních strojů Download PDF

Info

Publication number
CZ20003380A3
CZ20003380A3 CZ20003380A CZ20003380A CZ20003380A3 CZ 20003380 A3 CZ20003380 A3 CZ 20003380A3 CZ 20003380 A CZ20003380 A CZ 20003380A CZ 20003380 A CZ20003380 A CZ 20003380A CZ 20003380 A3 CZ20003380 A3 CZ 20003380A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
phase
amplitude
values
vibration
characteristic curve
Prior art date
Application number
CZ20003380A
Other languages
English (en)
Inventor
Arkalgud N. Lakshminarasimha
Richard John Rucigay
Dincer Ozgur
Original Assignee
General Electric Company
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by General Electric Company filed Critical General Electric Company
Publication of CZ20003380A3 publication Critical patent/CZ20003380A3/cs

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D19/00Control of mechanical oscillations, e.g. of amplitude, of frequency, of phase
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/18Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/406Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by monitoring or safety
    • G05B19/4065Monitoring tool breakage, life or condition
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B23/00Testing or monitoring of control systems or parts thereof
    • G05B23/02Electric testing or monitoring
    • G05B23/0205Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults
    • G05B23/0208Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults characterized by the configuration of the monitoring system
    • G05B23/021Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults characterized by the configuration of the monitoring system adopting a different treatment of each operating region or a different mode of the monitored system, e.g. transient modes; different operating configurations of monitored system
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B23/00Testing or monitoring of control systems or parts thereof
    • G05B23/02Electric testing or monitoring
    • G05B23/0205Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults
    • G05B23/0218Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults characterised by the fault detection method dealing with either existing or incipient faults
    • G05B23/0224Process history based detection method, e.g. whereby history implies the availability of large amounts of data
    • G05B23/0227Qualitative history assessment, whereby the type of data acted upon, e.g. waveforms, images or patterns, is not relevant, e.g. rule based assessment; if-then decisions
    • G05B23/0235Qualitative history assessment, whereby the type of data acted upon, e.g. waveforms, images or patterns, is not relevant, e.g. rule based assessment; if-then decisions based on a comparison with predetermined threshold or range, e.g. "classical methods", carried out during normal operation; threshold adaptation or choice; when or how to compare with the threshold
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/37Measurements
    • G05B2219/37435Vibration of machine

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
  • Control Of Electric Motors In General (AREA)
  • Testing And Monitoring For Control Systems (AREA)
  • Control Of Turbines (AREA)

Description

Způsob a zařízení na ochranu rotačních strojů.
Oblast techniky
Vynález se týká způsobu a zařízení na ochranu turbo strojů před vibracemi a zejména se týká architektury systémů na ochranu strojů, jenž používá vektorové průměrování, vektorovou detekci anomálií a vibrační charakteristické křivky, odhadnuté snímačem vzdálenosti.
Dosavadní stav techniky
Důležitou součástí každého systému na ochranu strojů (MPS) nebo monitorovacího systému (CMS) je detekce chyb. Vnitřní stav zařízení ( statický nebo dynamický) je popsán měřícími snímači, které poskytují informace o teplotě, silách, panujících ve stroji, pohybu, chemických poměrech, optických vlastnostech a jiných podobných veličinách. Špatný chod zařízení nebo vybočení z normálních provozních podmínek jsou potom zjišťována tak, že se určí, který snímač ( nebo které snímače ) naměřil hodnoty, jenž překročily povolené meze. Detekce anomálií v měření snímačů je proto významná z hlediska odhalování chyb a poruch.
Běžné systémy na vibrační ochranu turbo soustrojí, které obsahují snímače vzdálenosti, využívají pouze informaci o amplitudě. Není znám systém, který by používal informaci jak o amplitudě, tak i o fázi. Většina algoritmů systémů na i
ochranu strojů pak obdobným způsobem vykonává pouze kontrolu velikosti amplitudy a kontrolu případného překročení jejích povolených hodnot. Dosud také nejsou známy algoritmy založené na porovnávání charakteristických křivek.
Existují tři druhy vibračních měření - měření posunu, měření rychlosti a měření zrychlení. Ikdyž rychlost a zrychlení jsou vektorové veličiny, je při měření a odhadování poplachových mezí obvykle pracováno pouze s amplitudou těchto veličin. Do měření vibračního posunu by však mělo být zahrnuto i měření jak amplitudy, tak i fáze.
Podstata vynálezu
Zařízení na ochranu rotačního zařízení obsahuje u výhodného příkladu provedení vynálezu kontrolní systém a jednotku vektorového snímače, která komunikuje s kontrolním systém a která měří amplitudu a fázi vibrací. Kontrolní systém kontroluje chod rotačního zařízení podle amplitudy a fáze vibrací. Jednotka vektorového snímače výhodně obsahuje snímač vzdálenosti a snímač úhlové polohy. Kontrolní systém může obsahovat paměť, která uchovává hodnoty vibrační amplitudy a fáze charakteristické křivky v podobě jednotkového kruhu. Kontrolní systém dále může obsahovat porovnávací jednotku, která porovnává naměřené hodnoty vibrační amplitudy a fáze s hodnotami vibrační amplitudy a fáze charakteristické křivky. V tomto případě uchovává paměť pro každý operační režim rotačního zařízení samostatné hodnoty vibrační amplitudy a fáze charakteristické křivky. Porovnávací jednotka dává na svém výstupu k dispozici
:sí?
•f signál, založený na výsledku porovnávání, a centrální výpočetní jednotka kontrolního systému kontroluje chod rotačního zařízení na základě signálu z porovnávací j ednotky.
U jiného příkladu provedení vynálezu obsahuje způsob na ochranu rotačních strojů fázi snímání amplitudy a fáze vibrací rotačního zařízení, dále pak obsahuje fázi kontroly Chodu rotačního zařízení na základě amplitudy a fáze vibrací. Uchované hodnoty vibrační amplitudy a fáze charakteristické křivky mohou být určeny pomocí provozního průměru a odchylky. Způsob na ochranu rotačních strojů podle vynálezu může obsahovat zaznamenávání hodnot vibrační amplitudy a fáze charakteristické křivky za použití charakteristických křivek krátkodobého průměru a dlouhodobého průměru. Krátkodobé průměry jsou s výhodou určovány v časových periodách řádově jedné minuty, přičemž jsou používány hodnoty získané za jednu hodinu. Dlouhodobé průměry jsou s výhodou určovány ve čtvrthodinových intervalech, přičemž jsou používány hodnoty získané za 100 hodin. Nejsou započítávány špičky, které dvojnásobně překračují směrodatnou odchylku. U výhodného uspořádání jsou hodnoty amplitudy a fáze charakteristické křivky zadány manuálním způsobem. Po získání předem daného počtu hodnot jsou v tomto případě manuálně zadané hodnoty amplitudy a fáze charakteristické křivky opraveny podle získaných hodnot v předem daném počtu. Pokud naměřená amplituda a fáze vibrací překročí o aktuální odchylku hodnoty amplitudy a fáze charakteristické křivky, je spuštěn poplach. Fáze spuštění poplachu může dále obsahovat vypnutí rotačního zařízení.
···· ·· 00 ·· 00 • · · 0 00 0 0 0 0 0 • 000 0 0« · 0 00 0
-jí
Přehled obrázků na výkresech
Obr. 1 zobrazuje schéma automatizovaného zaznamenávání vibrační charakteristické křivky a zařízení na ochranu strojů podle předloženého vynálezu.
Obr. 2 zobrazuje tabulku operačních režimů plynové turbíny.
Příklady provedení vynálezu
V následujícím popise je použita plynová turbína pro účely detailnějšího vysvětlení ukázkového příkladu detekce anomálií a způsobu na ochranu rotačních strojů podle předloženého vynálezu. Odborníci se znalostí současného stavu techniky se shodnou na tom, že uvedené obecné vlastnosti a principy lze použít i na jakýkoliv systém na ochranu strojů (MPS) nebo na monitorovací systémy (CMS), jenž monitorují nebo kontrolují rotační zařízení, jakými jsou například pumpy, elektrické motory, parní turbíny, hydraulické turbíny a podobně. Předložený vynález se proto neomezuje pouze na popsaný příklad použití vynálezu.
Operační oblast zařízení v normálním chodu je definována charakteristickými křivkami, které popisují změny v hodnotách snímačů při specifických provozních podmínkách. Charakteristické křivky mohou být statické, přechodové nebo dynamické v závislosti na druhu senzorového signálu. Hodnoty charakteristických křivek proto definují hranice, jenž se využívají při detekci anomálií.
· » · ··· *
i
Anomálie mohou být odhaleny pomoci porovnáni hodnoty proměnné ( diskrétní nebo spojité ) s patřičnou pevnou nebo proměnnou hraniční hodnotou. Proměnné hraniční hodnoty jsou zjišťovány pomocí statických zařízení. Proto mohou být anomálie odhaleny pomocí porovnání současných hodnot ( ze snímačů ) s hodnotou krátkodobého průměru, mohou být odhaleny pomocí porovnání hodnot krátkodobých průměrů s hodnotami dlouhodobých průměrů nebo mohou být zjištěny pomocí porovnání hodnot dlouhodobých průměrů s hodnotou počáteční charakteristické křivky. U různých typů aplikací je pak při porovnávání samozřejmě možné používat i jiné kombinace. Velikost vzorků, doba pro určení velikostí průměrů a prahové hodnoty pro určení anomálií závisí na druhu samotné anomálie, jinými slovy na vibracích, spalování nebo výkonu. Za účelem zjištění kvality signálu snímače jsou vypočítány směrodatné odchylky každého časového rozsahu.
Měření fyzikálních veličin obvykle vyžadují použití většího počtu snímačů. V podobných situacích by mělo být prováděno vektorové průměrování za účelem výpočtu hodnot charakteristické křivky. Odhalování anomálií vibračního posunu je použito jako konkrétní příklad, na němž bude obecně vysvětlen způsob detekce anomálií podle předloženého vynálezu.
Obr. 1 zobrazuje schéma kontrolní smyčky pro provoz plynové turbíny 10. Jednotka 12 vektorového snímače obsahuje jeden nebo více snímačů 14 vzdálenosti a snímač 16 úhlové polohy. U daného příkladu provedení vynálezu snímač 16 úhlové snímá úhlovou polohu rotoru. Kontrolní systém 18, fcfc fcfc » « fc « » fcfc « fc · fc · jakým může být například kontrolní systém typu General Electric Mark V, kontroluje provoz plynové turbíny 10. Procesor 20 a paměť 22 tvoří součást kontrolního systému a přijímají data z jednotky 12 vektorového snímače. Paměť 22 uchovává hodnoty vibrační amplitudy a fáze charakteristické křivky v podobě jednotkového kruhu 24, jenž udává rozsahy odchylek pro spouštění poplachů.
Časově nestálé vibrační posunutí je měřeno jednotkou 12 vektorového snímače a je popsáno amplitudou a fází. Vibrační poplachy jsou popřípadě vyvolány v závislosti na vektorovém porovnání výsledků měření amplitudy a fáze, provedených snímačem vzdálenosti, s řadou hodnot posunutí charakteristické křivky, přičemž tyto hodnoty obsahují informaci o velikosti amplitudy vibrací a fázi vibrací podle charakteristické křivky. Samotné porovnání je provedeno porovnávací jednotkou kontrolního systému 18.
Činí-li hodnota vektorové odchylky více než hodnota první předem definované odchylky, pak je spuštěn žlutý poplach; činí-li hodnota vektorové odchylky více než hodnota druhé odchylky, pak je spuštěn červený poplach, což vyplývá ze zobrazeného jednotkového kruhu 24. V případě červeného poplach může být kontrolní systém JL8 naprogramován tak, aby vypnul plynovou turbínu 10. Podobná porovnávání s hodnotami charakteristických křivek jsou používána při vyhodnocování dat ze seismických snímačů a spouštění případných Avšak seismických poplachů, provádějících vektorová měření, informaci o fázi.
na rozdíl od snímačů, seismické snímače udávají
• ·-' to • to to to • to to to
to »·· to to to to to to to to
to to • · to • toto to • to
to to • to to to to to to
• · • to • to
V daném čase úroveň vibrací plynové turbíny závisí na velkém množství faktorů, jakými jsou například návrh turbíny, vyvážení, provozní chování, RPM, zátěž, teplota rotoru, druh startu a podobně. Odhad vibračních charakteristických křivek je proto složitý. Na obr. 2 je parametr operačního režimu plynové turbíny ( GT-OPMODE ) používán k popsání operačního režimu jednotky. Specifické meze vibrací a kritéria pro odchylky mohou být nadefinovány pro každý režim. Průměrovací výpočty jsou prováděny v každém ze samostatných operačních režimů plynové turbíny. Obr. 2 je tabulka 26, která obsahuje seznam operačních režimů plynové turbíny.
Pro účely odhadu a zápisu vibračních charakteristických křivek jsou používány veličiny provozního průměru a odchylky. Předpokládejme, že v časovém rámci nebo rozsahu T vteřin je provedeno N měření parametru M. Pak provozní průměr je vypočítán následujícím způsobem:
M = SUM (Mi, M2, . · · .Mn) / N
kde Mi a Mn jsou změřené hodnoty prvního a posledního
snímání dat. Kdykoliv během snímání je možné odhodit hodnotu
prvního měření a přidat hodnotu posledního měření. Jelikož není známa frekvence snímání, je N proměnná. Všechny výpočty jsou provedeny za předpokladu, že se v uvažované době nemění parametr GT-OPMODE.
Poplachové úrovně jsou s ohledem na vektorové průměrování vibrací a odchylku porovnány s aktuální (změřenou) hodnotou a polohou pracovního bodu na charakteristické křivce.
Pokud aktuální hodnota překročí nastavenu odchylku, je s ohledem na daný operační režim spuštěn poplach. Poplach je spuštěn také v případě, kdy směrodatná odchylka hodinového průměru překročí předem nastavenou mírou. Jelikož jednotka vektorového snímače měří jak amplitudu, tak i fázi, je odchylka určována vektorově.
Odchylka je určována jako rozdíl mezi naměřenou a průměrnou hodnotou. Vektorový rozdíl N změřených vektorových veličin <M > je vypočten následujícím způsobem:
<M avg > = sqrt ( (SMx / N)2 + (SMy / N)2 ) kde N je celkový počet měření, Mx = <M> cos F, My = <M> sin F.
<Favg > = atan (SMy / SMx)
Odchylka měření je získána z následujícího výrazu:
DM = <M> - <Mavg>
DF = <F> - <Favg>
Odchylka / rozptyl amplitudy je získána takto:
SM sqrt = ( S(DM)2 / N )
Odchylka / rozptyl fáze je získána takto:
,· ···· 49 49 ·9 94
4 4 * 9 4 9 9 4 9
4 4 4 4 4 9 9 9 9 9 4
9 4 9 9 49 9 4 4 9 · 4 • 9 9 9 4 9 4 9 9
9 4-449 44 9 4 99 4 9 f
%
SF = sqrt (S(DF)2 / N)
Odchylka / rozptyl je důležitý faktor, který se používá při určování hodnot vibrační charakteristické křivky a také se používá pro účely vyvolávání poplachů v případě, že rozptyl je příliš veliký.
V případě měření snímačem vzdálenosti se hodnoty amplitudy i fáze používají pro výpočty provozního průměru, odchylky a rozptylu. U seismických snímačů by měla být využívána skalární velikost amplitudy.
Při zaznamenávání charakteristických křivek a při detekci anomálií jsou používány dva druhy průměrů - krátkodobá a dlouhodobá charakteristická křivka. Při měnících se teplotních podmínkách ( krátce po nastartování a zatížení jednotky ) je krátkodobý průměr je určován každou minutu a dlouhodobý průměr je určován každých patnáct minut. Při podmínkách, panujících ve stabilním stavu, je krátkodobý průměr určován pomocí dat, jenž byla získána za poslední hodinu. Dlouhodobý průměr pak zahrnuje posledních sto hodin, kdy byla získávána data. Krátkodobé průměry jsou používány k určování dlouhodobého průměru.
Určené a uchované parametry, využívající krátkodobá a dlouhodobá data, obsahují informaci o amplitudě', fázi ( pouze u snímačů vzdálenosti ), odchylce amplitudy a odchylce fáze ( pouze u snímačů vzdálenosti ).
U popisovaného příkladu provedení vynálezu s turbínou jsou hodnoty krátkodobého průměru vibrační charakteristické křivky uchovávány v režimu GT-OPMODE Ί až 11 každou minutu a v režimu GT-OPMODE 14 až 18 jsou uchovávány každou hodinu. Náhodné hodnoty nebo špičky jsou hodnoty, jejichž rozptyl činí více nebo méně než dvojnásobek odchylky, a nejsou proto používány při průměrovacích výpočtech.
Hodnoty dlouhodobého průměru jsou v režimu GT-OPMODE 7 až 11 uchovávány každých patnáct minut a v režimu GT-OPMODE 14 až 18 jsou uchovávány každých 100 hodin. Náhodné hodnoty nejsou obdobným způsobem zahrnuty v průměrovacích výpočtech.
V některých případech ( například krátce po velké opravě ) nemusí být automatizované zaznamenávání vibračních charakteristických křivek úspěšné. V podobných situacích jsou pak vibrační charakteristické křivky zadávány manuálně ( například pomocí dálkového ovládání nebo jiným podobným způsobem ).
Jednou z možností počáteční inicializace soustrojí je u nových a opravených systémů ruční nastavení řady charakteristických hodnot. Poté, co je zpracován minimální počet hodnot ( například 100 hodnot ), jsou v souladu s operačními informacemi opraveny charakteristické hodnoty, přičemž musí být splněna GT-OPMODE kritéria.
Spuštění poplachu pro daný parametr je provedeno porovnáním aktuálních hodnot nebo hodnot měření v reálném čase s hodnotami charakteristické křivky a posouzením odchylky daného parametru. Za účelem snížení šumu signálu jsou hodnoty z měření v blízkosti reálného času určovány pomocí průměrů získaných ze tří až pěti vzorků. Překročí-li ♦ '4
4' odchylka určitou míru, je spuštěn poplach.
Spouštění poplachu závisí na způsobu měření vibrací. U jednotky vektorového snímače by mělo být provedeno vektorové porovnání aktuální velikosti vibrací s charakteristickými hodnotami. U seismických hodnot ( v tomto případě se jedná o skalární hodnoty ) by mělo být provedeno přímé porovnání mezi okamžitou hodnotou a hodnotami charakteristické křivky.
Odchylka od charakteristické křivky je určována následujícím způsobem:
< DM > = <Msoučasné> - <MLT_charakteristické křivky>
je-li DM větší než první daná odchylka, je spuštěn žlutý poplach;
je-li DM větší než druhá daná odchylka, je spuštěn
červený poplach;
je-li DM větší než třetí daná odchylka, je spuštěn
poplach strojovny.
Podobné řazení úrovní odchylek může být zavedeno i u seismických snímačů.
Aktuální zprůměrované hodnoty ( tři až pět vzorků ) jsou porovnány s předchozími hodnotami krátkodobé charakteristické křivky, hodnoty krátkodobé charakteristické křivky jsou porovnány s hodnotami dlouhodobé charakteristické křivky a hodnoty dlouhodobé
*) fcfc fc fc »*»·’ ·· 99 '· ‘ '» fc • fcfc fc ·· fc • fcfc fc fcfcfc • fcfc fc charakteristické křivky jsou porovnány s hodnotami charakteristické křivky v počátečním stavu, přičemž v každém operačním režimu mají všechny charakteristické křivky hranice pro parametry a odchylky, při jejichž překročení je spuštěn poplach.
Pro účely vyvolávání poplachů je navíc vhodné používat i absolutní hodnoty měření, což žádoucím způsobem doplňuje způsob spouštění poplachů na základě porovnávání s hodnotami charakteristické křivky, jak již bylo detailněji popsáno výše. Spouštět poplach je také možné při překročení
I žádoucích hodnot rozptylů.
V souladu s obr. 1 jsou vibrační data souvisle sbírána procesorem 20 (OSM) a aktuální data ( okamžitý průměr z pěti posledních hodnot ) jsou porovnána s krátkodobou a dlouhodobou charakteristickou křivkou. V případě nalezení anomálie a s ohledem na druh této anomálie je provedena buď dálková výstraha nebo se vytvoří spojení s kontrolním systémem 18 a je vyvolán poplach, vypnut stroj nebo se vykoná jiná odpovídající operace.
Zařízení a způsob podle předloženého vynálezu navrhuje architekturu systému na ochranu strojů, který používá snímače vzdálenosti, přičemž tento systém je schopen vektorově průměrovat a vektorově odhalovat anomálie. Hodnoty vibrační amplitudy a fáze charakteristické křivky jsou navíc automaticky určovány v souladu s operačními režimy soustrojí. Výsledné uspořádání nezanedbatelným způsobem
4·'· i ·
zdokonaluje systémy na ochranu rotačních soustrojí před vibracemi.
Ikdyž byl vynález popsán pomocí příkladů provedení vynálezu, které jsou v současnosti považovány za nejpraktičtější a nejvýhodnější příklady provedení vynálezu, je potřeba říci, že vynález se neomezuje pouze na uvedené příklady provedení vynálezu, ale že je naopak určen k používání u různých aplikacích ve stejném provedení nebo v nejrůznějších obměnách, jenž svojí povahou odpovídají předmětu patentových nároků.

Claims (15)

  1. JUDr. Otakar Švorčík
    JUDr. Otakar Švorčík advokát 120 00 Praha 2, Hálkova 2 • 49 9 9 ·· 4- • · » 9 • · · 9 « ···«·· . **uí..A* - ·*** ·· '·. 'W 9“ 9‘ 9-9 • 9 9 9 9 9 9 ·’> • · 9; a 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 99, 9‘9, 99 PATENT O V É NÁROKY 1. Zařízení na ochranu rotačních strojů, přičemž toto zařízení zahrnuje: kontrolní systém a jednotku vektorového snímače, která komunikuje s kontrolním systém a snímá amplitudu a fázi vibrací,
    vyznačující se tím, že kontrolní systém kontroluje chod rotačního zařízení na základě amplitudy a fáze vibrací.
  2. 2. Zařízení na ochranu rotačních strojů podle nároku 1, vyznačující se tím, že jednotka vektorového snímače obsahuje snímač vzdálenosti a snímač úhlové polohy.
  3. 3. Zařízení pro ochranu rotačních strojů podle nároku 1, vyznačující se tím, že kontrolní systém zahrnuje:
    paměť, která uchovává hodnoty vibrační amplitudy a fáze charakteristické křivky v podobě jednotkového kruhu, a
    porovnávací jednotku, která porovnává naměřenou hodnoty amplitudy a fáze vibrací s hodnotami vibrační amplitudy a fáze charakteristické křivky.
  4. 4. Zařízení,pro ochranu rotačních strojů podle nároku 3, vyznačující se tím, že paměť uchovává pro každý operační φ
    φ φ
    - 15 'φ φ φφφ
    Φ Φ' ·
    ϊ.ϊ φφ ·· ·» φφ φ·- 'ΦΦ' i
    Φ' Φ'Φ 1
    Φ Φ Φ Φ 4 • Φ Φ ϊ
    ΦΦ φφ režim rotačního zařízení samostatné hodnoty vibrační amplitudy a fáze charakteristické křivky; a že na výstupu porovnávací jednotky je k dispozici signál, jehož charakter je založen na výsledku porovnávání, přičemž kontrolní systém dále obsahuje centrální výpočetní jednotku, která kontroluje chod rotačního zařízení na základě signálu z porovnávací j ednotky.
  5. 5. Způsob na ochranu rotačních strojů, přičemž způsob zahrnuj e:
    (a) snímání amplitudy a fáze vibrací rotačního zařízení a (b) kontrolu chodu rotačního zařízení na základě amplitudy a fáze vibrací.
  6. 6. Způsob na ochranu rotačních strojů podle nároku 5, dále zahrnující (cj uchování hodnot vibrační amplitudy a fáze charakteristické křivky v podobě jednotkového kruhu a (d) porovnání naměřených hodnot amplitudy a fáze vibrací s hodnotami vibrační amplitudy a fáze charakteristické křivky.
  7. 7. Způsob na ochranu rotačních strojů podle nároku 6, vyznačující se tím, že fáze (c) samostatných hodnot vibrační charakteristické křivky je provedena uložením amplitudy a fáze s operačním režimem v souladu rotačního zařízení; a že fáze (d) zahrnuje vyslání signálu, založeném na výsledku porovnání, přičemž fáze (b), spočívající v kontrole chodu rotačního zařízení, je
    9 9 »99 9·
    9· ···' •991999 »9 9»
    9·' »9 « · · · 9 • · 9 999 • 9 9
    99; 99 provedena na základě výstupního signálu z fáze (d).
  8. 8. Způsob na ochranu rotačních strojů podle nároku 7, dále před fází (c) obsahující fázi určení hodnot amplitudy a fáze charakteristické křivky za použití provozního průměru a odchylky.
  9. 9. Způsob na ochranu rotačních strojů podle nároku 7, dále obsahující zaznamenání hodnot amplitudy a fáze charakteristické křivky za použití charakteristických křivek krátkodobého průměru a dlouhodobého průměru.
  10. 10. Způsob na ochranu rotačních strojů podle nároku 9, dále obsahující určení krátkodobého průměru v časových periodách řádově jedné minuty, přičemž jsou používány hodnoty získané za jednu hodinu, a dále obsahující určení dlouhodobého průměru ve čtvrthodinových intervalech, přičemž jsou používány hodnoty získané za 100 hodin.
  11. 11. Způsob na ochranu rotačních strojů podle nároku 10, vyznačující se tím, že nejsou započítávány špičky, které dvojnásobně překračují směrodatnou odchylku.
  12. 12. Způsob na ochranu rotačních strojů podle nároku 7, vyznačující se tím, že fáze (c) je provedena manuálním zadáním hodnot amplitudy a fáze charakteristické křivky.
  13. 13. Způsob na ochranu rotačních strojů podle nároku 12, vyznačující se tím, že po získání předem daného počtu hodnot jsou manuálně zadané hodnoty amplitudy a fáze .9 9''
    ·.··· 99 99 • 9 9 to'9 9 5®' to ·** to *{· * e tito
    9 9 9 · toto· to · toj· _ _ A * · * to · tol· ··· ·· toto- toto « charakteristické křivky opraveny podle získaných hodnot v předem daném počtu.
  14. 14. Způsob na ochranu rotačních strojů podle nároku 6, vyznačující se tím, že je spuštěn poplach v případě, kdy naměřená vibrační amplituda a fáze vibrací překročí o danou odchylku hodnoty vibrační amplitudy a fáze charakteristické křivky.
  15. 15. Způsob na ochranu rotačních strojů podle nároku 14, vyznačující se tím, že fáze spuštění poplachu dále obsahuje vypnutí rotačního zařízení.
CZ20003380A 2000-01-20 2000-09-15 Způsob a zařízení na ochranu rotačních strojů CZ20003380A3 (cs)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US09/488,033 US6505143B1 (en) 2000-01-20 2000-01-20 Machine protection system for rotating equipment and method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CZ20003380A3 true CZ20003380A3 (cs) 2002-02-13

Family

ID=23938071

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ20003380A CZ20003380A3 (cs) 2000-01-20 2000-09-15 Způsob a zařízení na ochranu rotačních strojů

Country Status (7)

Country Link
US (1) US6505143B1 (cs)
EP (1) EP1118920B1 (cs)
JP (1) JP2001201433A (cs)
KR (1) KR100723105B1 (cs)
AT (1) ATE316665T1 (cs)
CZ (1) CZ20003380A3 (cs)
DE (1) DE60025680T2 (cs)

Families Citing this family (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2002103177A1 (ja) * 2001-06-18 2004-09-30 株式会社日立製作所 ガスタービンの状態診断方法及び診断システム
US6701258B2 (en) * 2002-05-13 2004-03-02 Entek Ird International Corporation Modular monitoring and protection system with distributed voting logic
US6714880B2 (en) * 2002-05-13 2004-03-30 Entek Ird International Corporation Multi-alarm monitoring and protection system
FR2840358B1 (fr) 2002-05-28 2006-09-15 Snecma Moteurs Procede et systeme de detection d'endommagement de rotor d'un moteur d'aeronef
US7097351B2 (en) * 2002-09-30 2006-08-29 Flowserve Management Company System of monitoring operating conditions of rotating equipment
US6741919B1 (en) * 2003-02-26 2004-05-25 General Electric Company Methods and apparatus for detecting impending sensor failure
EP1510656A1 (de) * 2003-09-01 2005-03-02 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zum Erkennen eines Betriebszustandes einer Turbine
US7627441B2 (en) * 2003-09-30 2009-12-01 Rosemount Inc. Process device with vibration based diagnostics
US7243042B2 (en) * 2004-11-30 2007-07-10 Siemens Power Generation, Inc. Engine component life monitoring system and method for determining remaining useful component life
US20070136028A1 (en) * 2005-12-12 2007-06-14 General Electric Company Monitoring system for machine operable in a plurality of operating modes
US8610541B2 (en) * 2006-12-31 2013-12-17 At&T Intellectual Property Ii, L.P. Method and apparatus for monitoring a radio frequency identification network
US7762153B2 (en) * 2007-05-31 2010-07-27 General Electric Company Method and systems for measuring blade deformation in turbines
US7742881B2 (en) * 2007-08-02 2010-06-22 General Electric Company System and method for detection of rotor eccentricity baseline shift
US20090040227A1 (en) * 2007-08-06 2009-02-12 Vrba Joseph A Indicators for Interactive Analysis of Virtual Three-Dimensional Machine Data
US8648860B2 (en) * 2007-08-06 2014-02-11 Csi Technology, Inc. Graphics tools for interactive analysis of three-dimensional machine data
US20090082999A1 (en) * 2007-09-20 2009-03-26 General Electric Company Method and system for automatically determining an operating mode of a generator
FR2932850B1 (fr) * 2008-06-23 2010-08-13 Snecma Procede et systeme de determination de la position angulaire d'un rotor de turboreacteur.
DE102008057556A1 (de) * 2008-11-15 2010-05-20 Mtu Aero Engines Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Risserkennung an Verdichterlaufschaufeln
US8135568B2 (en) * 2010-06-25 2012-03-13 General Electric Company Turbomachine airfoil life management system and method
US8665104B2 (en) 2011-04-29 2014-03-04 General Electric Company Systems and methods for protecting rotating machines
US9587512B1 (en) * 2012-05-08 2017-03-07 The Boeing Company Method for balancing a turbofan engine or other rotating system
JP6197347B2 (ja) * 2013-04-24 2017-09-20 セイコーエプソン株式会社 電子機器及び物理量検出装置
US10459418B2 (en) * 2013-09-04 2019-10-29 Fisher-Rosemount Systems, Inc. Technology for assessing and presenting field device commissioning information associated with a process plant
US10908014B2 (en) * 2014-08-21 2021-02-02 Baker Hughes, A Ge Company, Llc Detecting rotor anomalies during transient speed operations
CN104727866B (zh) * 2015-01-31 2016-07-06 浙江浙能中煤舟山煤电有限责任公司 预防汽轮机汽流激振引起的跳机事故的控制方法
US10191479B2 (en) * 2015-09-29 2019-01-29 General Electric Company Methods and systems for network-based detection of component wear
US10981675B2 (en) * 2016-03-23 2021-04-20 Pratt & Whitney Canada Corp. Propeller balancing using inflight data
US20190301300A1 (en) * 2018-03-28 2019-10-03 Pratt & Whitney Canada Corp. Systems and methods for engine vibration monitoring
US11714394B2 (en) 2018-09-28 2023-08-01 Fisher-Rosemount Systems, Inc Bulk commissioning of field devices within a process plant
US11334414B2 (en) 2019-03-04 2022-05-17 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Abnormality detecting apparatus, rotating machine, abnormality detection method, and non- transitory computer readable medium
US11560850B2 (en) * 2019-03-29 2023-01-24 Pratt & Whitney Canada Corp. Detection of abnormal engine starts
CA3109968A1 (en) 2020-02-28 2021-08-28 Pratt & Whitney Canada Corp. Propeller balancing using inflight data
US11697512B2 (en) * 2020-10-19 2023-07-11 Pratt & Whitney Canada Corp. System and method for data recording and transmission for propeller balancing

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3562477A (en) 1968-02-05 1971-02-09 Nat Res Dev Machine tools
US5258923A (en) 1987-07-22 1993-11-02 General Electric Company System and method for detecting the occurrence, location and depth of cracks in turbine-generator rotors
US5277063A (en) * 1991-10-01 1994-01-11 General Electric Company Single plane trim balancing
JP3278452B2 (ja) 1992-04-01 2002-04-30 株式会社東芝 回転体連結部の調整支援装置
JP3415288B2 (ja) 1993-11-09 2003-06-09 株式会社東芝 情報記録再生装置
US5544073A (en) * 1994-06-02 1996-08-06 Computational Systems, Inc. Rotor balancing calculator
US5922963A (en) * 1997-06-13 1999-07-13 Csi Technology, Inc. Determining narrowband envelope alarm limit based on machine vibration spectra
US6098022A (en) * 1997-10-17 2000-08-01 Test Devices, Inc. Detecting anomalies in rotating components
US6263738B1 (en) * 1999-08-25 2001-07-24 General Electric Company Vibration phasor monitoring system for rotating members
US6321602B1 (en) * 1999-09-28 2001-11-27 Rockwell Science Center, Llc Condition based monitoring by vibrational analysis

Also Published As

Publication number Publication date
US6505143B1 (en) 2003-01-07
EP1118920B1 (en) 2006-01-25
KR100723105B1 (ko) 2007-05-30
DE60025680D1 (de) 2006-04-13
JP2001201433A (ja) 2001-07-27
EP1118920A1 (en) 2001-07-25
ATE316665T1 (de) 2006-02-15
DE60025680T2 (de) 2006-10-19
KR20010076198A (ko) 2001-08-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CZ20003380A3 (cs) Způsob a zařízení na ochranu rotačních strojů
US10509075B2 (en) Diagnostic method for an engine-generator set
CZ297026B6 (cs) Zpusob detekce selhání ve spalovacím motoru, zarízení k provádení tohoto zpusobu a vozidlo obsahující toto zarízení
JP4490913B2 (ja) 内燃機関の範囲内の測定変数を検出する、少なくとも3つのセンサの検査方法
US20030040878A1 (en) Automatic machinery fault diagnostic method and apparatus
US20040124870A1 (en) Method and apparatus for testing a motor
JP2008544131A (ja) 外部のマイクロホンによるエンジン状態の検知
JP2009036204A (ja) ロータ偏心のベースライン移動の検出システム及び方法
JP2000513097A (ja) 電気モータ用のモデル・ベースの故障検出システム
US6885923B1 (en) Speed signal variance detection fault system and method
US20140174185A1 (en) Method and device for monitoring vibrations of the winding overhang in a generator
US11555757B2 (en) Monitoring device, monitoring method, method of creating shaft vibration determination model, and program
US7249287B2 (en) Methods and apparatus for providing alarm notification
JP2008032454A (ja) 振動位相検出装置及び方法
JP2002073156A (ja) ガスタービン運転状態診断方法および診断装置
DK179590B1 (en) DRIVE BELT DETECTOR
Patton et al. Fault diagnosis of a simulated model of an industrial gas turbine prototype using identification techniques
Alekseev et al. Data measurement system of compressor units defect diagnosis by vibration value
JP4517259B2 (ja) ガスタービンに設けられた熱電対の断線検出方法
JP3444248B2 (ja) 動釣合試験機
JP2004156516A (ja) エンジン故障診断装置およびエンジン故障診断プログラム
CN215766875U (zh) 一种传感器芯片位置间接检查装置
CN120141684A (zh) 一种粮食输送机旋转部件的温度监测方法和相关设备
JPH0716037Y2 (ja) 原動機停止時異常検出装置
JP2006170886A (ja) エンジン評価方法及びエンジン評価装置