FICHE PRODUIT CSI 6500 Machinery Health TM Monitor

Transcription

1 ? TM Suite FICHE PRODUIT CSI 6500 Machinery Health TM Monitor Protection et surveillance vibratoire des machines tournantes critiques de l usine Information de surveillance vibratoire temps réel des machines intégré au système de contrôle commande Etend l architecture Plantweb à la protection API 670 et à la surveillance vibratoire des machines critiques Intégration de la protection et de la surveillance vibratoire des machines critiques avec DeltaV et Ovation en trois étapes simples Confirmation des décisions grâce à l analyse transitoire des turbines dans AMS Suite Bilan de surveillance des machines de l usine incluant la technologie PeakVue pour l analyse des paliers à roulement et des boîtes d engrènement Les informations de surveillance vibratoire temps réel des machines intégré au système de contrôle commande vous permettent d exploiter votre usine en temps réel Présentation générale Cinq pour cent des machines tournantes dans chaque usine peuvent potentiellement stopper progressivement la production. Bien que ces machines soient équipées de système de protection vibratoire avec arrêt de la machine avant qu une défaillance catastrophique ne survienne, votre usine est-elle réellement protégée? Que dire des coûts de réparation exorbitants, des couts de perte de production, des objectifs de production non atteints et du nonrespect des engagements client associés à un arrêt de machine non planifié? Pas moins de 50 % des dysfonctionnements des machines conduisant à un arrêt machine sont induits par le procédé, et 90 % d entre eux peuvent être prédits, voire contrôlés. Le système CSI 6500 Machinery Health Monitor associe les fonctions de protection API 670 et de prédiction vibratoire, offrant ainsi une solution complète de surveillance en ligne des machines. Emerson Process Management est le leader mondial des technologies intégrées pour l automatisation des procédés et de technologie prédictive pour les actifs fixes et tournants des usines de process.

2 Protéger vos machines critiques par la protection vibratoire API 670, la prédiction vibratoire, la surveillance des performances temps réel et PlantWeb Le CSI 6500 est totalement conforme au standard API 670 et intègre la protection, la prédiction, la surveillance des performances en temps réel l intégration dans les systèmes numériques de contrôle commande. Le CSI 6500 fait partie de l architecture numérique PlantWeb d Emerson Process Management, qui fournit des informations nécessaires à l échelle de l entreprise pour la prise de décision en temps réel. Flexible pour les rénovations Votre projet peut consister en une rénovation majeure, avec mise à jour du système numérique de contrôle commande et du système de protection vibratoire, ou en des améliorations sur plusieurs phases. Si la phase 1 consiste uniquement en un remplacement du système de protection, la conception unique du CSI 6500 permet d assurer uniquement la fonction protection en remplacement du système obsolète. Le CSI 6500 peut même être déployé dans une fonction de prédiction vibratoire uniquement, associé au système de protection existant. Vous souhaitez utiliser votre instrumentation existante? Le CSI 6500 fonctionne avec toutes les sondes de déplacement et les convertisseurs associés à alimentation 24 V CC négative. Dans la phase 2 de votre projet, la configuration protection vibratoire uniquement ou prédiction uniquement peut évoluée à tout moment en une configuration combinée protection et prédiction par simple ajout de quelques modules de surveillance. Le CSI 6500 représente la solution la plus souple et la plus puissante pour les applications de rénovation. Système de protection fiable Le CSI 6500 a fait ses preuves sur le terrain, assurant une protection vibratoire conforme à l API 670 des équipements les plus critiques de l industrie : turbine à vapeur, turbines à gaz, alternateurs, compresseurs, pompes d alimentation de chaudière, turbocompresseurs pour pipeline, compresseurs pour l industrie chimique, turbo exhausters, soufflantes, surpresseurs, Les arrêts machines manqués, les arrêts non justifiés ou le fonctionnement sans protection vibratoire fiable ne sont pas acceptables dans votre usine. Le CSI 6500 permet d éviter les arrêts machines manqués en utilisant le module de vérification automatique des performances, la surveillance des performances d instrumentation et l alimentation redondante externe et remplaçable à chaud. L alimentation externe élimine une source de chaleur potentiellement dangereuse, et l utilisateur effectue des manipulations à distance du rack. Tous les systèmes de contrôle commande Emerson et SIS utilisent la même architecture. Les arrêts machines manqués sont traités par des caractéristiques telles que la logique majoritaire 2003 pour une précision de décision accrue. Les modules de mesures possèdent chacun deux canaux, permettant que le changement d un module de protection n affecte pas plus de deux canaux, une exigence du standard API 670.

3 La redondance des communications garantit que l opérateur n ignore jamais les informations relatives aux performances des machines. D autres caractéristiques démontrant la flexibilité du CSI 6500 incluent les éléments suivants : Surveillance poussée axiale double canal complémentaires, position d arbre min/max ou absolue, double de gamme de mesure, inversion de gamme de mesure Dilatation différentielle flexibilité pour tout type de configuration de rampe Excentricité max., min., pic à pic, ou distance par rapport à la référence. La protection et la prédiction vibratoire des machines avec le CSI 6500 offrent une intégration directe, complète et sans erreur des informations relatives aux machines dans le système numérique de contrôle commande DeltaV ou Ovation, permettant une économie des centaines d heures de travail. Les systèmes de protection typiques peuvent exiger étapes pour 24 canaux de vibration, afin de visualiser les informations relatives aux machines dans le système numérique de contrôle commande. Jusqu à cinq jours sont typiquement nécessaires pour mener cette intégration. Ces nombreuses étapes peuvent générer des erreurs, des problèmes de réseau, une durée de test additionnelle et des désagréments liés aux alarmes. Trop souvent, les usines ne disposent pas de suffisamment de temps ou de personnel pour finaliser cette intégration, laissant les opérateurs de l usine dépourvus des outils de diagnostics et des informations de performance des machines. Le CSI 6500 élimine ce risque en fournissant facilement aux opérateurs un diagnostic sur les performances des machines par une intégration simple en trois étapes dans leur système numérique de contrôle commande. Opérations Management Assets Management Protection Prédiction Performance Le CSI 6500 peut être intégré avec les systèmes numériques de contrôle commande Ovation et DeltaV et fournit les informations associées aux actifs, en salle de contrôle pour les opérations et dans le logiciel AMS Machinery Manager. Cette intégration est réalisée simplement en 3 étapes permettant de réduire la durée d intégration de plusieurs semaines à quelques minutes.

4 Instrumentation Si le CSI 6500 fait preuve d une intelligence de terrain, la précision des informations passe d abord par une instrumentation de qualité. Les sondes de déplacement à courant de Foucault constituent l instrumentation la plus adaptée pour les machines à paliers lisses. Ces sondes de déplacement sont installées dans le casing de la machine, et surveillent directement le mouvement et la position de l arbre sans entrer en contact avec la surface de l arbre. Les accéléromètres permettent de surveiller les machines équipées de paliers à roulement et les boîtes d engrènement. Bien que les capteurs de température soient parfois utilisés pour mesurer les performances, l information de température ne permet pas à elle seule de détecter un défaut mécanique naissant, uniquement les défauts évolués. Lorsqu un arbre commence à frotter contre le palier en raison d un défaut d alignement, une sonde de déplacement peut suivre directement le comportement de défaut d alignement. Lorsque le frottement est suffisamment important pour déclencher une alarme de température, les dégradations seront alors déjà avancées. L emplacement de montage et la conception du support d instrumentation constituent deux éléments critiques pour mesurer des données de qualité. Une gamme complète de capteurs, d adaptateurs, de câbles, de connecteurs, de convertisseurs et de raccords est disponible pour de nouvelles installations, des rénovations complètes ou des remplacements de capteurs lors d un projet de remise en état. Types de mesure Surveillance poussée axiale (thrust) Vibrations radiales de l arbre relatives / absolues Vibration du casing Dilatation différentielle rotor / bâti Dilatation du casing (LVDT) Excentricité Position de vannes (LVDT) Mesures de phase et vitesse Voir les fiches de spécification d instrument pour les spécifications complètes concernant les mesures dynamiques et statiques. Conformité ATEX pour les produits sélectionnés en conformité avec l EN et l EN , certifiée par le PTB Réseau et service Emerson dispose d experts qui s assurent de concevoir et d exécuter de manière appropriée la mise en œuvre du CSI 6500 dans l usine. De l évaluation sur site, en passant par la configuration et la gestion de projet jusqu'à la mise en service et l analyse des données vibratoires, Emerson met à votre service une équipe de professionnels reconnus et un réseau d assistance pour garantir votre réussite : Des ingénieurs de projet conçoivent votre système Des chefs de projet sur site sont votre point de contact durant toute la durée du projet Du personnel d analyse à distance expérimenté dans le diagnostic Un réseau d assistance mondiale assure une couverture internationale localement. AMS Suite : une famille intégrée d outils logiciels AMS Suite est une famille d applications logicielles pour le diagnostic et l analyse au travers de différentes technologies, qui permet une gestion des actifs à l échelle de l usine. Les bénéfices de l application d AMS Suite pour votre équipement critique sont les suivants : surveillance prédictive à la fois pour les actifs fixes et les actifs tournants outils puissants d analyse prédictive (représentation graphique, établissement des tendances, analyse transitoire spectrale, technologie PeakVue, auto corrélation, analyse statistique, ) application Web de visualisation historique application Web de hiérarchisation des actifs et de planification de maintenance performances des machines en temps réel interface utilisateur graphique importation de paramètres process.

5 Analyse prédictive Le système CSI 6500 présente les caractéristiques suivantes : lignes de résolution en régime fixe et pour les données temps réel : cette caractéristique est essentielle et conditionne la qualité de l analyse prédictive, donc des bénéfices que vous en retirerez. 40kHz de bande d analyse utile en régime fixe 24 paramètres par point de mesure associés à des défauts caractéristiques de la machine à surveiller (niveaux globaux, bandes de fréquences larges / fines, raies discrètes, énergie synchrone / non synchrone, valeur crête ou crête à crête de la forme d onde, détection haute fréquence, Kurtosis, facteur de crête ), avec plusieurs alarmes dédiées Tendances sur les 24 paramètres définis : le nombre de paramètres permet une analyse multicritères, qui est primordiale pour anticiper au mieux les défauts mécaniques. Technologie PeakVue, pour la détection de défauts hautes fréquences pour les engrènements et les roulements. Technologie SST, pour les mesures de machines tournantes à faible vitesse de rotation Suivi d ordre pour les machines à vitesse variable Mémoire interne Protocole de communication Ethernet Paramètres suivis Le système CSI 6500 enregistre indépendamment l ensemble des paramètres, des spectres et des temporels A partir du système de suivi vibratoire on-line CSI 6500 et des enregistrements réalisés, il sera possible de : - Tracer les courbes de tendance évolution au cours du temps : Energie totale du signal (niveau global en accélération, vitesse ou déplacement) Energie sur une bande de fréquence (balourd, lignage, engrènement ) Somme des énergies sur des bandes de fréquences synchrones ou non synchrones (défauts typologiques + leurs harmoniques, ) Phase synchrone, pour la détection d une éventuelle fissuration d arbre (évolution de la phase du balourd et de ses harmoniques) Valeurs Temporelles (crête ou crête-crête, Facteur de crête, Kurtosis ) Valeur de Smax (orbite mesure sur paliers lisses) Valeur de la vitesse - Réaliser des analyses spectrales et temporelles pour déterminer l origine des phénomènes vibratoires, et afin de suivre l évolution de ces phénomènes particuliers. La visualisation des paramètres et de l état des alarmes en live, ainsi que la mesure de spectres et de temporels sur demande est possible grâce au module Online watch (o-watch), sur tout poste où le client Online Watch sera installé, en utilisant le standard Ethernet. Le module Online Watch est fourni avec une licence «entreprise», et peut être installé sur 250 postes

6 Fonction Transient Le CSI 6500T Transient ajoute les fonctionnalités temps réel au CSI Le système CSI 6500T avec option Transient permet l enregistrement de fichiers «temporels» sur l ensemble des voies de mesures en temps réel, pour des phénomènes aléatoires ou en régime de fonctionnement transitoire de la machine comme la descente et la monté en vitesse. Grâce à son disque dur, le CSI 6500 Transient permet d enregistrer en continu les voies de mesures et de remonter 100 heures en arrière (fonction buffer). Il pourra aussi vous afficher les orbites de vos machines en temps réel et enregistrer la totalité de la mise en route de vos turbines pour analyser la position des vitesses critiques. Scénario Lorsque la turbine s arrête Vous passez une soirée confortable à la maison lorsque le téléphone sonne et vous apprenez que la turbine vient de s arrêter. La décision de redémarrer l équipement vous appartient. Malgré la pression, vous êtes confiant car vous disposez de deux outils puissants et fiables l enregistrement continu des données pour revoir et analyser l événement et un mode en direct pour fournir un retour d informations au cours du démarrage. Des heures de données enregistrées en direct avant, pendant et après l arrêt de la turbine sont à votre disposition. En vous rendant sur site, vous vous repassez les faits. 1. Vous disposez de votre propre installation pour enregistrer les données relatives à l événement. Vous êtes assuré de l enregistrement des données appropriées et des événements ayant entraînés l arrêt. 2. Votre système de surveillance en ligne des machines vous fournit un enregistrement de la forme d onde continu en temps réel pour chacune des voies de mesure, pour garantir qu aucun événement ne sera manqué. Avec AMS Suite, un historique d exploitation est toujours disponible. Le système CSI 6500T avec option Transient permet d enregistrer jusqu à 100 heures de formes d onde temporelles continues simultanément pour tous les paliers. 3. La vue en direct de la turbine constituera une assistance à la prise de décisions en temps réel au cours du démarrage. À votre arrivée sur le site, vous apprenez qu il s agit d un arrêt initié par le système CSI L opérateur a reçu des données de vibration en temps réel du CSI 6500 et un diagnostic de température et de pression d huile en temps réel du système numérique de contrôle commande. En fait, l équipe de maintenance a déjà trouvé la conduite d huile obstruée menant au palier. À présent, certaines questions demeurent : «Quels sont les dommages infligés? Et peut-on redémarrer?». Grâce à l enregistrement de données continu multicanaux, vous jetez un œil aux rapides aperçus et extrayez les données correspondantes à l apparition du défaut pour une analyse plus approfondie. Vous revoyez les données et confirmez que les vibrations sont limitées à un palier. L analyse des orbites et de la position du centre de l arbre (shaft centerline) indique que le mouvement de l arbre dans son palier n a pas dépassé la valeur maximale admissible. Une fois le problème d écoulement d huile réglé, vous redémarrez la turbine. Vous observez le démarrage avec AMS Suite pour un aperçu «à l intérieur de la turbine» en temps réel. La solution de surveillance en ligne des machines intégrée de prédiction, protection, surveillance des performances et PlantWeb vous a permis d accéder facilement à des informations critiques pour prendre une décision en toute confiance. Autres systèmes Le CSI 6500 peut être configuré pour la protection exclusivement et fourni dans un rack 3U en cas de manque d espace (6U pour le rack standard). Les capacités de surveillance prédictives peuvent être configurées dans un petit rack pour assurer des capacités puissantes tout en nécessitant un espace minimal.