La surveillance des vibrations est de plus en plus importante pour les machines et les installations. Les exigences croissantes exigent des composants de sécurité correspondants. TWK propose une gamme d'appareils SIL certifiés. Ils détectent les angles de rotation, les angles d'inclinaison ainsi que les oscillations et les vibrations - et cela en toute sécurité.
Y a-t-il vraiment une bonne et une mauvaise accélération ? Une question étrange, vous pourriez penser. Mais c'est parfaitement justifié. S'il tremble et tremble, ça pourrait être bon pour un cocktail. Mais pas dans une usine ou une machine.
Il s'agit donc de déterminer si les accélérations dues aux vibrations et aux oscillations peuvent encore être tolérées ou si elles sont déjà si élevées que l'application est endommagée et doit être arrêtée.
C'est pourquoi TWK a développé le capteur de vibrations SIL2 NVA avec interface CANopen Safety et relais de commutation. Il peut mesurer les accélérations dynamiques dans une gamme de fréquences de 0,1 Hz à 60 Hz. La gamme de fréquences peut être divisée en sous-gammes par des filtres de bande de sorte que, par exemple, les petites fréquences inférieures à 5 Hz peuvent être vues de plus près et que les fréquences plus élevées n'interfèrent pas et vice versa.
Prenons un exemple.
Les éoliennes produisent de l'électricité. Mais l'électricité ne provient pas seulement de la prise de courant ou, comme dans le cas présent, de l'éolienne. Il s'agit d'une installation très complexe et, dans l'intervalle, d'une construction sophistiquée de haut niveau en matière d'ingénierie. Les exigences imposées à tous les composants individuels de l'installation sont tout aussi élevées, notamment en ce qui concerne les capteurs utilisés. Mais la technologie des capteurs n'est pas seulement nécessaire pour faire fonctionner une telle éolienne, c'est-à-dire pour remplir sa fonction pure. Il existe également un certain nombre de composants de capteurs qui ont pour tâche de protéger l'installation et de la protéger contre les dommages causés par des influences extérieures ou des composants défectueux de l'installation. De cette façon, des dommages importants peuvent être évités dans de nombreux cas et la valeur de l'installation peut être maintenue. C'est important pour l'opérateur, pour qui l'exploitation doit en fin de compte porter ses fruits sans encourir de coûts inutiles en raison de dommages et de temps d'arrêt évitables.
Un paramètre physique important qui doit être mesuré pour protéger le système est les vibrations et les oscillations qui se produisent pendant le fonctionnement, principalement dans la nacelle et dans le mât. Si les vibrations sont trop fortes, c'est toute l'installation qui sera affectée. Le mât peut se fissurer ou même se briser sous l'effet des forces d'accélération qui en résultent. Quelle que soit la raison pour laquelle des accélérations excessives se produisent, l'installation doit être arrêtée si un danger est imminent.
Quelles sont les causes possibles ? D'une part, il peut s'agir d'événements internes. Si, par exemple, le réducteur ou les roulements sont endommagés, l'arbre principal peut vibrer fortement. Ces oscillations se situent dans une plage de fréquence d'environ 10 Hz à 50 Hz.
D'autre part, des influences extérieures peuvent faire osciller le système. Cela inclut le givrage ou les dommages aux pales du rotor. Celles-ci ne se produisent pas uniformément et provoquent donc un déséquilibre dans le rotor, ce qui peut faire vibrer l'ensemble de la turbine. Ou bien des conditions de vent défavorables entraînent de forts mouvements de la nacelle et donc du mât. Ici, les fréquences se situent généralement entre 0,2 Hz et 3 Hz.
Ces vibrations doivent être déterminées dans le cadre de la surveillance vibratoire d'une éolienne afin de provoquer l'arrêt de la commande de l'éolienne en cas de dépassement des valeurs limites correspondantes.
Ici, le capteur de vibrations NVA115 est utilisé comme composant de sécurité SIL2 ou le NVA65 comme appareil standard. La valeur d'accélération mesurée est constamment comparée aux valeurs limites. En cas de dépassement, les relais de sécurité internes sont désactivés. Les deux contacts de commutation de sécurité, qui se composent chacun de deux relais individuels montés en série, sont raccordés dans la chaîne de sécurité de l'installation et assurent une séparation sûre du circuit grâce au raccordement en série - même dans des conditions défavorables où un relais individuel pourrait coller.
Une particularité du NVA115 est qu'il peut " observer " le comportement vibratoire sur une longue période de temps. Si les vibrations d'une installation ne dépassent pas une valeur d'amplitude admissible, tout est en ordre. Si la valeur est dépassée pendant une courte période, il n'est pas nécessaire de s'arrêter immédiatement. Des valeurs vibratoires plus élevées, modérées et de courte durée, sont admises si l'installation oscille à nouveau par la suite avec des valeurs plus faibles. C'est précisément ce comportement que le NVA115 détecte et évalue avec sa fonction intégrale : la chaîne de sécurité n'est interrompue que si le système oscille "trop longtemps". Cependant, si les accélérations soudaines sont trop importantes, le NVA115 réagit immédiatement (fonction d'arrêt de sécurité).
Une autre particularité est qu'il est possible de régler l'ANV pour arrêter le système pendant une certaine phase d'oscillation. Ceci se fait par le biais d'une temporisation à l'arrêt T et de la capacité du NVA115 à détecter le passage par le zéro de la vibration observée. Le passage par le zéro est le signal de départ du temps réglable T.
Bien entendu, il est également possible d'effectuer des réglages standard tels que l'affectation de l'axe des x ou des y, des valeurs instantanées ou RMS avec de nombreux paramètres réglables. En plus de la sécurité CANopen, deux signaux analogiques sont également disponibles sur demande pour une sortie de valeur supplémentaire.
Avec le capteur de vibrations NVA de TWK, une application est en toutes circonstances entre de bonnes mains afin de minimiser les dommages causés par les accélérations parasites et de garantir un fonctionnement efficace.