MMS6110轴振监测模块用户手册

1、第一章第一章mms 6110 轴振监测模块轴振监测模块 一一. 模块工作原理及功能模块工作原理及功能 mms6110 是双通道轴振动测量模块，其工作原理见图 1，接线图见图 3。 1. 信号输入信号输入 mms6110 有两路独立的涡流传感器信号输入: sens 1h（z8）/sens 1l（z10）和 sens 2h（d8）/sens 2l（d10）。与之匹配的传感器为德国 epro 公司生产的 pr642x 系列涡流传感器和配套的前置器。也可使用其它厂家生产的同类型传感器。 输入电压范围为-1-22 v dc 。 模块为传感器提供两路-26.75 v 直流电源： sens 1+（z6）/s

2、ens 1-（b6）和 sens 2+（d6）/sens 2-（b8）。 传感器信号可以在模块前面板上 smb 接口处测到。 此外模块还备有键相信号输入（必须大于 13v），该信号是速度控制方式及频谱分析 所必需的。 2. 信号输出信号输出 a.特征值输出 模块有两路代表特征值的电流输出：i1+（z18）/ i1-（b18）和 i2+（z20）/ i2- （b20），可设定为 020ma 或 420ma。在 smax 和 sppmax 模式下，两个通道 的输出是相同的。 模块有两路代表特征值的 010 v 电压输出 eo 1（d14）/ eo 2（d16）。 b.动态信号输出 模块提供两路 0

3、20 vpp 动态信号输出 ac1（z14）/ ac2（z16）用于频谱分析。 020 vpp 相当于特征值的量程。 c.模块提供两路 010 v dc 电压输出 ngl1（z12）/ ngl2（d12）。 该输出与传感器和被测面的距离成正比。 3. 限值监测限值监测 a.报警值 在双通道模式，每个通道可以分别设置报警值和危险值。在 smax 和 sppmax 模式， 两个通道共有一个报警值和一个危险值。报警开关特性为测量值上升时超限触发。为 避免测量值在限值附近的变化反复触发报警，可设定报警滞后值，在满量程的 110%之 间选择，开关特性为下降触发。 b.限值倍增器及倍增系数 x 在特殊情况

4、下，如过临界转速时，振动幅值会超限，但机组运行状态正常。为避免不 必要的报警或跳机，可在软件中激活限值倍增器功能，并设置倍增系数 x（1.005.00）。使用此功能时，d18 应为低电平。倍增系数 x 同时影响报警值和危 险值。 c.报警输出 模块给出四个报警输出： 通道 1：危险 d1-c，d1-e（d26，d28），报警 a1-c，a1-e（b26，b28） 通道 2：危险 d2-c，d2-e（d30，d32），报警 a2-c，a2-e（b30，b32） d.报警保持功能 使用此功能，报警状态将被保持。只有通过软件中复位命令（reset latch channel 1/2）才能在报警条件消

5、失后取消报警。 e.报警输出方式 使用 sc-a（报警 d24）和 sc-d（危险 z24）时可以选择报警输出方式： -当 sc- 为断路或为高电位（+24 v）时，报警输出为常开。 -当 sc- 为低电位（0 v）时，报警继电器为常闭。 为避免掉电引起报警，便于带电插拔，建议选用报警输出为常开。 f.禁止报警 在下述情况，报警输出将被禁止： -模块故障（供电或软件故障）。 -通电后的延时期，断电和设置后的 78 秒延时期。 -模块温度超过危险值。 -启动外部报警禁止，es（z22）置于 0 v。 -在限值抑制功能激活时，输入电平低于量程下限 0.5v 或高于量程上限 0.5v。 4. 状态监

6、测状态监测 模块不间断地检查测量回路，在发现故障时给予指示，并在必要时闭锁报警输出。 状态指示有三种途径： -通过前面板“通道正常”指示灯； -通过“通道正常”输出 1 / 2； -通过计算机及组态软件在 device status 显示。 a.通道监测 模块检查输入信号的直流电压值。当输入信号超过设定上限 0.5v 或低于设定下限 0.5v 时，给出通道错误指示（传感器短路或断路）。 b.过载监测 当动态信号的幅值超过设定量程时，模块给出过载信息。 c.通道正常指示灯 通道正常时，指示灯为绿色。 指示灯变化如下： 指示灯熄灭（off） 故障 慢速闪烁（fs）0.8hz通道状态 快速闪烁（fq

7、）1.6hz模块状态 在通电后： 正常启动期两个指示灯同步闪烁 15 秒。 模块未组态两个指示灯交替闪烁。 模块未标定*所有指示灯交替闪烁。 * 此种现象出现时，应送工 厂处理。 下表给出各种错误对指示的影响： 现象描述 i out is 420ma chan. clear led out alarms lsu leds da out al out 模块故障（系统供电故障， 软件故障，重新组态） 0x 10 0bl 0 bl x 0 bl bl x 0 bl bl 温度危险0x 10 0bl 0 bl x 0 bl bl x 0 bl bl 温度报警（alert）x xfq xx x x x

8、0x 10 fq bl fq bl x x x x x x x x产生模块故障后的延时时间 （015 秒）x x x x fq bl fq bl 0 x x x 1 0 bl bl 0x 10 0bl 0 bl x x x x x x x x通道故障 （输入信号超限， 测量回路故障） x x x x 0bl 0 bl 0 x x x 1 0 bl bl 0x 10 fs bl fs bl x x x x x x x x产生通道故障后的延时时间 x x x x fs bl fs bl 0 x x x 1 0 bl bl 通道过载x x0 blx x x x 产生过载故障后的延时时间x xfs b

9、lx x x x 其中 is：电流抑制 lsu：限值抑制 da out：危险输出 al out：报警输出 bl： 闭锁 x：无影响。对于可设定项目如 is 和 lsu 代表不考虑其影响。 1： on 0： off d.“通道正常”输出 模块有两路“通道正常”输出： 通道 1：c1-c, c1-e (z26,z28)；通道 2：c2-c, c2-e (z30,z32) 其工作方式为常闭。 如果要把几个通道正常输出串联起来，应考虑在每个输出上会产生最大 1.5v 的电 压降。所以使用 rel 020 时，只能串联 4 个输出；使用 rel 010 时可以串联 8 个 输出；而 rel 054 可以

10、串联 12 个输出。 二二. 组态参数设置组态参数设置 1. mms6110 的工作模式有如下三种：的工作模式有如下三种： a. 双通道模式 两个通道相互独立，每个通道的参数（量程范围，传感器类型，限值等）单独设置。 每个通道计算各自的特征值并监测其是否超限。 b. smax 模式 在一个测点以 x，y 方式测量轴振动时，分别得到振动幅值 s1（通道 1）和 s2（通 道 2）， 其矢量和。在一个采样周期中，其最大值 smax 做为特征值) t (2s) t (1s) t (s 22 m 输出。 c. sppmax 模式 在一个测点以 x，y 方式测量轴振动时，分别得到振动幅值 s1（通道 1

11、）和 s2（通 道 2）， 两个值中的最大值 sppmax 做为特征值输出。 2. 成功登录组态软件后会进入程序运行主界面，如下图所示：成功登录组态软件后会进入程序运行主界面，如下图所示： 在组态程序主界面中，下拉 file 菜单，如图： 用户有两种途径进行组态：选用新组态（new）或预设组态（predefined）。 对于使用 epro 公司 tsi 系统的用户，选用预设组态（predefined）更为便利。 进入预设组态 predefined 界面后，用户应选择与实际运行状况最接近的工作模式， 然后点击 ok 键确认，程序会进入组态编辑界面（edit）。 由于双通道独立测量工作模式应用最广

12、泛，我们在此将其做为范例介绍 mms6110 的 组态设置。以下为组态各菜单中需要设置的参数： a. 在管理菜单（administration）中需填入电厂名称（factory）和机组编号 （block）。 例如： 电厂名称： jianbi 机组编号： #3 b. 在基本参数菜单（basis）中包含多个选项： 报警倍增功能（limit increase on）的默认选项为不启用。用户可在起 / 停机时激活 此项功能，提高报警值。 报警倍增系数（limit multiplier value）的默认值为 1.2 ，用户可以根据需要改变设定 值。 报警抑制功能（limit suppression o

13、n）：激活此项功能后如果模块出现通道故障，该 通道的报警输出将被抑制。 模块温度报警值（temperature alert）和危险值（temperature danger）两项的默 认值为经验值，建议用户不要修改。 防爆模式（switch on ex-mode）：只在有防爆要求时才需要激活此项功能。功能激 活后用户可以在后面通道设定菜单中填入安全栅的种类和阻抗。 c. 通道设定菜单（channel 1/2）： 首先是激活通道选项（channel active），缺省选择为激活。 在通道命名条目（kks）中用户可对通道命名，例如：sv3#1，表示第 3 轴的轴振测 量通道 1，此项为必填项。 在

14、描述条目（description）中用户可对通道的种类功能进行描述，例如：shaft vibration position3# channel1 表示第 3 轴的轴振测量通道 1，此项为必填项。 在前置器类型选项（con-type）中点击选择键（select），会弹出列表： 用户可在列表中选择合适的前置器类型后，点击 键将其选入左边的条目中，然 后点击 ok 键确认。 在传感器类型选项（sensor-type）中点击选择键（select），弹出列表： 用户可在列表中选择合适的传感器类型后，点击 键将其选入左边的条目中，然 后点击 ok 键确认，传感器类型会自动填入选项中。未在列表中给出的传感器

15、类型可 由用户自行输入到传感器类型选项中。 如果用户使用 epro 公司生产的传感器，灵敏度条目（sensitivity）中的数据会随着传 感器的选择而自动调整，不需要设置。如果用户使用别家公司的传感器，可在此条目 中自行输入传感器的灵敏度，单位为 mv / m 。 测量范围条目（measuring range）中的默认值为 250 m ，用户可根据现场要求更 改设定值。 传感器最高电压输出由前置器决定，通常为 -20 v。 传感器最大测量间距：由传感器类型和传感器最小测量间距（气隙）决定，不能更改。 传感器最低电压输出由前置器决定，通常为 -4 v。 传感器最小测量间距（气隙）：默认值由传感

16、器类型的选择决定。 一般情况下不需要填写防爆选项（ex-variant）和安全栅阻值（ex-series resistance）。 如果在基本参数（basis）菜单中激活了防爆选项，可通过 select 查询列表选择安全 栅的型号，与之相应的阻抗值会自动填入 ex-series resistance 条目中。 通道 1 的传感器安装角度的默认值为 0，通道 2 的传感器安装角度默认值为 90 度， 符合轴振 x-y 测量方式，用户不需要对其修改。 赋值条目（evaluation）中用户可选择峰-峰值（peak- peak）或零-峰值（zero- peak）输出。 d. 数据采集菜单（data

17、acquisition） 本菜单中的参数只有经过专门培训的工程师可以更改。 有关参数公释如下： 上截止频率（upper cut-off frequency）： 此频率确定低通滤波器的-3db 点，可在 50hz 到 2000hz 之间设置，步长为 0.01hz。 下截止频率（lower cut-off frequency）： 此频率确定高通滤波器的-1db 点，可选 1hz 或 5hz。 采样控制方式（control）有两种： 时间控制方式（time）或速度控制方式（speed）。 时间控制方式由时钟控制采样，采样速度取决于最低工作频率。 速度控制方式由键相信号控制采样，采样速度由软件决定。

18、选择速度控制方式后，模块在不同转速下的采样控制方式如下图。 如果没有键相信号，即使选择了速度控制方式，采样仍以时间控制方式进行。 sub- speed nom. speed + tol. over-. speed. - tol. time control time control speed instationary * speed instationary * speed stationary* speed stationary* * only if speed controlled mode is selected, otherwise time controlled mode 采样速度设

19、置： 每个采样周期的转数（revolutions per circle）：为配合分析诊断系统 mms6851， 对大型汽轮机此值应设为 8。 每转采样点数（measurements per revolution）：为配合分析诊断系统 mms6851， 对大型汽轮机此值应设为 32。 汽轮机最大转速与每转采样点数和上截止频率的关系如图所示。 0 250 500 750 1000 1250 1500 1750 2000 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 5500 6000 6500 7000 7500 8000 8500 9000

20、 9500 10000 nominal speed + tolerance (rpm) f max (hz) fmax mpt=4 fmax mpt=8 fmax mpt=16 fmax mpt=32 fmax mpu=64 fmax mpu=128 max. frequency range at nominal speed + tolerance (with speed control mode) mpt=measuring/turn 下限速度（subspeed）：当转速很低时，用速度控制方式采样其周期可能很长而影 响正常监测。所以速度控制方式必须设下限速度，一般为 300rpm。当转速低于

21、此值， 模块采样自动转入时间控制方式。 速度上限（overspeed）：在速度控制方式，当转速高于此值时，模块采样自动转入 时间控制方式。 支持分析诊断功能（support diagnosis system）：要想进行频谱分析，必须激活此 功能。此时模块会自动转入速度采样控制方式。 倍频输出（nane）：每个通道最多可以选择 5 个倍频值供分析与显示。使用 mms6851 时要求依次选 1/2，1，2，3，4 倍频。 e. 通道输出菜单（output channel 1/2） 通道 1 和通道 2 的输出组态界面完全相同。 限值监测功能（limit watching active）的默认选择为

22、激活。如果取消限值监测功能， 就无法设置报警值报警迟滞等功能。 报警值（alert）和危险值（danger）由用户设置，单位为 m。 报警迟滞（alarm hysteresis）的默认值为 5% ，用户可调整迟滞量。 报警保持（latching active）的默认选项为不激活。如果激活此项功能，产生报警后 报警状态会一直保持下去，只能通过软件解除。 报警延时（alarm delay）时间可在 0 至 5 秒之间选择。 电流输出时间平滑常数（time constant current output）用于消除瞬间干扰对波形的 影响。可在 0 至 10 秒之间选择，建议用户设置为 3 至 5 秒。

23、 电流输出（current output）有 4 20 ma 和 0 - 20 ma 两种，默认选项为 4 20 ma。 电流抑制功能（current suppression）只有当电流输出为 4 20 ma 时才有作用： 故障时电流输出会变为 0 ma。 三三. 显示显示 mms6110 轴振测量模块可显示多种实时数据。用户既可以点击 display 菜单中的命 令，也可以在组态软件工具栏中点击相应的快捷方式调出显示画面。调出实时显示前 必须先建立模块和计算机之间的通讯。 以下介绍一下各种显示： 1. 转速显示（转速显示（speed） 要想显示转速有两个先决条件： a. mms6110 模块

24、从转速/键相模块接收到键相信号输入； b. 将采样控制方式（control mode）设置为速度控制模式 speed control，或 在数据采集界面 data acquisition 中激活分析功能 support diagnosis system 2. 模块状态指示（模块状态指示（monitor leds） 模块状态指示可显示模块的通道是否正常，以及当前报警输出的状态。 如果通道正常，channel clear 指示呈绿色；否则 channel clear 指示呈灰色。 当通道处于正常工作状态时，报警指示呈灰色； 在报警状态下（alert），mms6110 模块前面板上的报警指示灯闪烁，

25、组态软件中的 报警指示呈黄色； 在危险（danger）时，mms6110 模块前面板报警指示灯长亮，组态软件中的报警指 示呈红色。 3. 特征值显示（特征值显示（char. variables） 用鼠标点击 键会使棒状图出现，点击 标志会隐藏棒状图。 在棒状图中分别用黄色和红色标明报警值 alert 和危险值 danger 。 如果激活了报警值倍增功能 ，报警值 alert 和危险值 danger 也相应倍增。 在棒状图中的颜色反映了测量数据的一些状况： 绿色代表测量值正常，没有超限； 黄色代表测量值超过报警值； 红色代表测量值超过危险值； 蓝色意味着通道正常自检回路有问题（通道故障，超载或处

26、于延时状态）。 4. 测量数据显示（测量数据显示（ meas. data） 测量数据显示适用于动态量的测量。 共有三幅图，有波形显示，以及 fft 运算的振幅和相位。 5. 频谱分析显示（频谱分析显示（order analysis） 频谱分析显示只适用于动态量测量，可提供任一通道五组不同倍频下的振幅和相位。 6. 起起 / 停机显示停机显示（run-up/ down） 这里可以显示最近一次起机或停机的状况。 对起机和停机的定义在数据采集界面中完成。 7. 设备状态显示设备状态显示 （device status） 在此界面中列出了可能影响通道正常或报警的各种因素，分别包括： 模块状态；外部禁止报

27、警；参考电压；软件；温度报警；报警值倍增；通道 1 和 2 之 间差异；传感器监测；超载监测；报警抑制；电流抑制。 8. 模块资料显示（模块资料显示（monitor data） 在此显示中给出了有关模块的各种资料，包括：系列号；软件版本；工作天数；周围 环境最高温度；冷启动次数；热启动次数；被组态次数；进行组态的人员；最后一次 组态的时间；通道故障次数；通道故障次数等。 9. 传感器静态位置显示（传感器静态位置显示（ngl） 此显示用 0 10 v 帮助现场工作人员判断传感器相对于轴的静态位置： 如图所示传感器电压输出为13.41v ，对应于4 -20 v 的 58.8%，位于量程的中间 位置

28、。 h ph pl p s & h u u & a d a d =1 =1 =1 =1 r s 4 8 5 r s 2 3 2 & & & & & & clo ckw d a d u u s y s te m v o ltage s en s o r s u pply lim it m u ltiplie r s c - a s c -d g n d m o du le s u pe rv is io n u n + u - u b + e s s c -a s c -d s en s 1 + s en s 1 - s en s 1 -h s en s 1 -l s en s -c a c 1

29、 a c 2 a b c 1 -c c 1 -e c 2 -c c 2 -e s c -d s c -a s c -d s c -a d 1 -c d 1 -e a 1 -c a 1 -e d 2 -c d 2 -e a 2 -c a 2 -e i 1 + i 1 - n g l 1 i 2 + i 2 - n g l 2 g n d m o du le s u per v is ion ch an n e l cle ar 1 ch an n e l cle ar 2 lim it dan ger 1 lim it dan ger 2 lim it aler t 1 lim it aler

30、t 2 ch. clear 1 ch. clear 2 0 ,1 2 h z 6 db /o k t s /h l p h p s p a n ch an n el 1 s u pe r v is io n n ot u s e d + 15v -15v -5v + 5v a /d ii i i o o o o o o o o oo o o o o o i /o o o o o o i /o a /d a /d a /da /d s a b 8 0 c 1 6 6 o o bu ffer bu ffer a c 1 -1 a c 2 -1 s afe ty log ic f actor x b

31、2 d2 z 2 2 d1 8 d2 4 d2 0 z 2 4 z 6 b6 z 8 z 1 0 b1 0 z 1 4 z 1 6 d4 z 4 z 2 6 z 2 8 z 3 0 z 3 2 d2 6 d2 8 b2 6 b2 8 d3 0 d3 2 b3 0 b3 2 z 1 8 b1 8 z 1 2 z 2 0 b2 0 d1 2 b1 2 b2 2 l p d a a d e i 2 e i 1 e o 1 e o 2 b1 6 b1 4 d1 4 d1 6 d6 b8 s en s 2 + s en s 2 - u u u u s en s o r s u pply 0 ,1 h z

32、 1 2 db /o k t h ph pl p s & h k e y s en s 2 -h s en s 2 -l 0 ,1 2 h z 6 db /o k t s panh pl ps /h ch an n el 2 s u pe r v is io nd2 2 d8 d1 0 l p a /d a /d a /d a /d s en s o r s u pply te m p . s en s o r - s ign al 1 z 2 alert/danger 1 alert/danger 2 s pan v =1 .2 0 s pan v =1 .2 0 a c 1 -1 a c

33、2 -1 s en s o r - s ign al 2 do n t u s e 1 /5 h z 1 2 db /o k t 5 0 h z .1 ,5 k h z 2 4 d b /o k t 1 /5 h z 1 2 db /o k t 5 0 h z .1 ,5 k h z 2 4 d b /o k t r s 2 3 2 f r o n t s ock e t g n d g n db1 2 m m s 6 1 1 0 f ig . 1 b lo c k d ia g ra m b lo c k s c h a ltb ild 6 1 4 0 -0 0 0 0 2 9 7 1 2 0 1 w s c a d m m s 6 1 1 0