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本特利3500中文说明书
TSI系统调试基本知识
本内容将围绕大多数电厂中广泛使用的美国本特利（BENTLY）公司生产的振动检测系统3500为模版，全面讲述系统安装、组态、调试过程及调试中常见问题的处理。
第一节TSI系统硬件基本知识
3500系统能提供连续、在线监测功能，适用于机械保护应用，并为早期识别机械故障提供重要的信息。
该系统高度模块化的设计主要包括：
序号
名称
型号
数量
配置要求
1.
仪表框架
3500/05
一套
必须
2.
电源模块
3500/15
一或两块
必须
3.
接口模块
3500/20
一块
必须
4.
键相器模块
3500/25
一或两块
可选
5.
监测器模块
3500/XX（42、45、53、50）
一个或多块
必须
6.
继电器模块
3500/32
一个或多块
可选
7.
三重冗余继电器模块
3500/34
一个或多块
可选
8.
通讯网关模块
3500/92
一个或多块
可选
9.
3500框架组态软件
必须
见下图：
系统的工作流程是：
从现场取得的传感器输入信号提供给3500监测器框架内的监测器和键相位通道，数据被采集后，与报警点比较并从监测器框架送到一个地方或多个地方处理。
3500框架中模件的共同特征是带电插拔和内部、外部接线端子。
任何主模件（安装在3500框架前端）能够在系统供电状态中拆除和更换而不影响不相关模块的工作，如果框架有两个电源，插拔其中一块电源不会影响3500框架的工作。
外部端子使用多芯电缆（每个模块一根线）把输入\输出模块与终端连接起来，这些终端设备使得在紧密空间内把多条线与框架连接起来变的非常容易，内部端子则用于把传感器与输入\输出模块直接连接起来。
外部端子块一般不能与内部端子输入/输出模块一起使用。
1、3500/05系统框架
3500框架用于安装所有的监测器模块和框架电源。
它为3500各个框架之间的互相通讯提供背板通讯，并为每个模块提供所要求的电源。
3500框架有两种尺寸：
1全尺寸框架——19英寸EIA框架，有14个可用模块插槽
2迷你型框架——12英寸框架，有7个可用模块插槽
电源和框架接口模块必须安装于最左边的两个插槽中。
其余14个框架位置（对与迷你型框架来说是其余7个位置）可以安装任何模块。
2、3500/15电源模块
3500电源是半高度模块，必须安装在框架左边特殊设计的槽口内。
3500框架可装有一个或两个电源（交流或直流的任意组合）。
其中任何一个电源都可给整个框架供电。
如果安装两个电源，第二个电源可做为第一个电源的备份。
当安装两个电源时，上边的电源作为主电源，下边的电源作为备用电源，只要装有一个电源，拆除或安装第二个电源模块将不影响框架的运行。
3500电源能接受大范围的输入电压，并可把该输入电压转换成其它3500模块能接受的电压。
对于3500机械保护系统，有以下三种电源：
1.交流电源
2.高压直流电源
3.低压直流电源
输入电源选项:
175到264Vacrms:
（247到373Vac,pk），47到63Hz。
该选项使用交流电源且为高电压（通常220V）交流电源输入模块（PIM）。
安装版本R以前的交流电源输入模块（PIM）和/或版本M以前的电源模块要求电压输入：
175到250Vacrms。
85到132Vacrms:
（120到188Vac,pk）,47到63Hz。
该选项使用交流电源并且是低电压（通
常110V）交流电源输入模块（PIM）。
安装版本R以前的交流电源输入模块（PIM）和/或版本M以前的电源模块要求电压输入：
85到125Vacrms。
88到140Vdc:
该选项使用直流电源，并且是高电压直流电源输入模块（PIM）。
20到30Vdc:
该选项是低压直流供电，是低压直流供电模块（PIM）。
超限保护:
对于所有电源类型，低电压不会损坏电源或PIM。
一个超范围电压将使PIM上的保险丝开路。
满框架电流值:
175到254Vac输入:
2.3Arms（最大）。
85到132Vac输入:
4.5Arms（最大）。
88到140Vdc输入:
2.5A（最大）。
20到30Vdc输入:
10.0A（最大）。
输出：
前面板发光二极管
电源OKLED:
当电源工作正常时，灯亮。
单点接地线连接：
为避免接地回路，系统必须提供一单点接地，电源输入模块为你提供了一个开关，来区别控制系统在哪儿接地。
如果装了两个电源，那么两个开关需要调到同一位置。
电源输入模块出厂时，开关调到关（CLOSED）；接地系统通过末端（END）引到端子连接器上，如果系统在另一个地方接地，比如用外部安保器，需把开关调到（OPENED）。
下图演示了如何把开关跳到（OPENED）位置。
1．从端子连接器上拆除导线保护罩；
2．拆下边上的十字槽螺钉，该螺钉用来固定电源输入模块的金属罩片；
3．松开固定外壳地线夹子的两个螺钉，该螺钉位于端子连接器下，拆下外壳的地线夹子；
4．拆下金属罩片底部的薄金属片，端子连接器滑过金属罩片。
5．把开关推向开（OPENED）位置；
6．把金属罩片和外壳地线夹子在电源输入模块上复位。
3、3500/20框架接口模块
框架接口模块（RIM）是3500框架的基本接口。
它支持本特利内华达用于框架组态并调出机组中信息的专有协议。
框架接口模块必须放在框架中的第一个槽位（紧靠电源的位置）。
RIM可以与兼容的本特利内华达通讯处理器，如TDXnet、TDIX和DDIX等连接。
虽然RIM为整个框架提供某些通用功能，但它并不是重要监测路径中的一部分，对整个监测系统的正确和正常运行没有影响。
每个框架需要一个框架接口模块。
其前面板上有RS-232串行接口，可以与主机连接进行数据采集和框架组态，波特率最大38.4K，电缆长度要求最长30m。
后面的I/O（输入/输出）模块上有RS-232/RS-422串行接口，同样可以与主机连接进行数据采集和框架组态，最大波特率38.4K，电缆长度：
RS232为最长30m，RS422为最长1200m。
RS422接口还能使使多台3500框架以菊花链连接同3500主机软件进行通讯。
连接下一个框架
连接计算机或上一个框架
前面板上各LED（发光二极管）含义：
OKLED:
当框架接口模块操作正常时闪亮；
TX/RXLED:
当RIM与3500框架中的其它模块相互通讯时闪亮；
TMLED:
当3500框架处于报警倍增状态时闪亮；
CONFIGOKLED:
当3500框架的组态正确时闪亮。
前面板各硬件开关作用：
框架复位按钮:
清除锁定的报警和延时正常通道（TimedOK）失败，同输入/输出模块上的“框架复位”触点有相同的功能。
地址开关:
用来设置框架地址，共有63个可选地址。
组态钥匙锁:
是用来设定3500框架处于"RUN"（“运行”）模式或"PROGRAM"（“编程”）模式。
RUN模式允许框架正常操作并且锁定任何组态变化。
PROGRAM模式允许框架正常运行并且允许对框架进行远程或本地组态。
钥匙键可以在框架中的两个位置之间任意转还，允许开关保持在RUN或PROGRAM位置。
锁定至RUN方式可以防止任何非授权的框架组态。
锁定至PROGRAM方式可以在任何时间对框架进行远程组态。
1）LED:
显示模块运行状态；
2）硬件开关；
3）组态端口：
使用使用RS-232协议，从框架中组态或调出机械数据；
4）框架接口I/O模块:
使用RS-232和RS-422通讯协议以菊花链形式连接或
组态框架；
5）数据管理者系统I/O模块:
连接两个本特利内华通讯处理器到3500框架。
4、3500/22瞬态数据接口
3500瞬态数据接口（TDI）是3500监测系统和本特利内华达System1TM机械管理软件之间的接口。
TDI结合了3500/20框架接口模块（RIM）和通讯处理器，如TDXnet的功能。
TDI运行在3500框架的RIM插槽中，与M系列监测器（3500/40M、3500/42M等）配合使用，连续采集稳态和瞬态波形数据，并通过以太网将数据传送到主计算机软件。
TDI具有标准的静态数据采集，但是采用可选的通道使能磁盘，也可采集瞬态或动态数据。
TDI与以前的通讯处理器相比，除了将通讯处理器的功能集成到3500框架以外，还有其它几方面的改进。
TDI为全部框架提供通用功能，但并不是关键监测通道的组成部分，不影响整个监测系统的正确和常规运行。
每个框架要求一个TDI或RIM。
TDI只占用框架中的一个槽位，必须位于第一个插槽中（紧邻电源模块）。
对于三重模块冗余（TMR）应用，3500系统要求TMR形式的TDI。
除了所有标准TDI的功能，TMRTDI还具有“监测器通道比较功能”。
通过选择监测器选项的安装功能，3500TMR组态执行监测表决功能。
采用这种方式，TMRTDI连续比较三个冗余监测器的输出。
如果TMRTDI检测出其中一个监测器的输出信息与其它两个监测器不相等（在组态的百分比之内），它就会向监测器发出错误指示，并在系统事件列表中加入一个事件。
模件前面板的LED发光二极管的用途和各硬件转换开关与3500/20的相同，只是它的地址选择开关有127个地址可选。
背面板的接口如下图所示：
1）主模块
2）10/100BaseT以太网输入/输出模块，RJ-45（电话插座类型）用于10Base-T/100Base-TX以太网电缆，电缆长度最大100m；
3）100BaseFX以太网输入/输出模块，MT-RJ光纤接头，100Base-FX电缆，最大400米（1312英尺）多模光纤电缆；
4）发光二极管：
指示模块的运行状态
5）硬件转换开关
6）组态端口：
采用RS-232协议组态或检索机器数据
7）OK继电器：
指示框架的OK状态
8）光纤以太网端口：
用于组态和数据采集
9）RJ45以太网端口：
用于组态和数据采集
10）系统触点
5、3500/25键相器模块
3500/25改进的键相器模块是一个半高度，2通道模块，用来为3500框架中的监视器模块提供键相位信号。
此模块接收来自电涡流传感器或电磁式传感器的输入信号，并转换此信号为数字键相位信号，该数字信号可指示何时转轴上的键相位标记通过键相位探头。
每个键相模块有2个输入通道，3500机械保护系统可安装2个键相器模块，接收4个键相位信号。
注:
键相位信号是来自旋转轴或齿轮的每转一次或每转多次的脉冲信号，提供精确的时间测量。
允许3500监测器模块和外部故障诊断设备用来测量诸如1X幅值和相位等向量参数。
每个键相器模块可接收2个来自涡流传感器或电磁传感器的信号。
输入信号范围为-0.8V到-21.0V（非绝缘I/O模块）和+5V到-11V（绝缘I/O模块）。
模块内可限幅，使信号不得超过此范围。
无源电磁传感器要求轴转速大于200rpm（3.3Hz）。
在框架前面板上，通过同轴接头，有2个缓冲键相位输出信号。
2个缓冲键相位输出同样可在框架背面，通过欧式接头得到。
前面板发光二极管OK指示灯:
可指示在键相器模块内检测到一个故障。
TX/RX指示灯:
当键相器模块与框架接口模块（RIM）进行通讯时，发出指示。
下图所示为键相模块前视图和几种不同类型I/O模块的后视图。
1）缓冲的传感器输出
2）I/O模块，绝缘内部端子
3）I/O模块，绝缘外部端子
4）I/O模块，非绝缘内部端子
5）I/O模块，非绝缘外部端子
6）带安全栅的I/O模块，内部端子
6、3500/40M位移监测器
3500/40MProximitor.是4通道位移监测器，接收本特利内华达位移传感器的输入，对信号进行处理后生成各种振动和位移测量量，并将处理后的信号与用户可编程的报警设置点进行比较。
可以使用3500框架组态软件对3500/40M的每个通道进行组态，使其具有如下功能：
•径向振动
•轴向位移
•差胀
•轴偏心
•REBAM
滚动轴承振动
注:
该监测器通道成对组态，一次最多可执行上述功能中的2个。
通道1和通道2执行一个功能，通道3和通道4执行另一个功能或同一功能。
3500/40M监测器的主要功能为:
1）通过连续不断地将机器振动当前值与组态中的报警值进行比较，并驱动报警系统，从而达到保护机器的目的；
2）为操作人员和维护人员提供关键设备的振动信息。
通过组态，每一通道通常将输入信号处理成“静态值”。
每一静态值都有组态好的警告报警值，每两个静态值都可组态一个危险报警值。
报警的延迟时间可通过软件设定。
前面板LED（发光二极管）OKLED:
指示3500/40M正常运行
TX/RXLED:
指示3500/40M正与3500框架内其它模块通讯
BypassLED:
指示3500/40M处于旁路模式
传感器缓冲输出:
前面板对应每一通道均有同轴接头，每一同轴接头都有短路保护
1.主模块前视图
2.状态发光二极管
3.缓冲传感器输出
4.I/O模块
5.安全栅I/O模块，
内部端子
6.I/O模块，内部端子
7.I/O模块，外部端子
8.I/O模块，外部端子
我们还可以根据前面板上各个LED（发光二极管）的状态来判断模块的故障状态，如下表所示，其他模块与其类似。
7、3500/42M位移、速度加速度监测器
3500/42M位移/速度加速度监测器和3500/40M功能相似，只是功能更强一些，它也是一个4通道
监测器，它可以接受来自位移、速度、加速度传感器的信号，通过对这些信号的处理，它可以完成各种不同的振动和位置测量，并将处理的信号与用户编程的报警值进行比较。
3500/42M的每个通道均可以使用3500框架组态软件进行编程，完成下列各种功能：
•径向振动
•轴向位移
•差胀
•偏心
•REBAM.
•加速度
•速度
•轴绝对振动
•圆形可接受区
注:
监测器通道成对编程，可以同时完成最多以上两个功能。
通道1和2可以完成一个功能，而通道3和4完成另一个（或相同的）功能。
3500/42M前面板LED（发光二极管）的含义及通过其进行的故障诊断与前面的3500/40M模件相似。
下图所示为其前后面板示意图：
1.状态发光二极管
2.传感器缓冲输出
3.位移/速度加速度带内部端子的I/O模块
4.位移/速度加速度带外部端子的I/O模块
5.带外部端子的三重冗余I/O模块
8、3500/45差胀∕轴向位置监测器
3500/45差胀/轴向位置监测器是一个可接收趋近式涡流传感器、旋转位置传感器（RPT）、DC线性可变微分变换器（DCLVDT）、AC线性可变微分变换器（ACLVDT）和旋转电位计输入信号的4通道监测器。
测量类型和相关的传感器输入将决定需要哪种输入/输出（I/O）模块。
它对输入信号进行处理，并将处理后的信号和用户可编程的报警设置进行比较。
应用3500框架组态软件，3500/45可被编程去完成如下功能：
•轴向（侧向）位置
•差胀
•标准单斜面差胀
•非标准单斜面差胀
•双斜面差胀
•补偿式差胀
•壳胀
•阀门位置
注:
监测器通道成对编程，每次最多能完成上述的两个功能。
通道1和2能完成一个功能，而通道3和4能实现另外一个（或同一个）功能。
但是，只有通道3和4能实现壳胀监测。
3500/45监测器的主要功能是：
1）通过将所监测参数与设定的报警点进行连续比较并驱动报警，以提供机械保护功能
2）为运行人员和维护人员提供基本的机器信息。
根据组态，每一通道可将输入信号处理为称作“比例值”的多种参数。
每一个有效比例值可组态为报警设置点，而任意两个有效比例值可组态为危险设置点。
前面板LED（发光二极管）：
OKLED指示3500/45运行正常
TX/RXLED：
指示3500/45正在与3500框架内其它模块通讯
旁路LED：
指示3500/45正处于旁路关态
通过LED进行故障诊断时，3500/45与前面提到的3500/40M相似。
传感器缓冲输出：
在监测器前面板上每个通道对应有一个同轴接头。
各同轴接头带有短路保护。
当使用DCLVDT时，通道3和通道4是-10Vdc的电平转换。
当使用ACLVDT时，所有通道均为由LVDT返回的交流信号的直流显示。
左图为差胀/轴向位置监测器的前视图和用于电涡流传感器、旋转位置传感器和DCLVDT的I/O的后视图
1）监测器前视图
2）状态LED
3）传感器缓冲输出:
为四个传感器提供未滤波输出。
所有输出均为短路保护。
当使用DCLVDT时，通道3和通道4具有–10V的电平转换。
当使用ACLVDT时，所有通道为基于ACLVDT二级输出经信号处理后的直流表示。
4）用于电涡流传感器、旋转位置传感器或DCLVDT的各种I/O模块的后视图。
5）位置I/O模块，内部端子，用于电涡流传感器、旋转位置传感器或DCLVDT
6）位置I/O模块，外部端子，用于电涡流传感器、旋转位置传感器或DCLVDT
7）位置I/O模块，TMR分散式，外部端子，用于电涡流传感器DCLVDT
8）位移/速度加速度I/O模块，TMR分散式，外部端子，用于电涡流传感器
左图为用于ACLVDT和旋转电位计的I/O的后视图
9）用于ACLVDT的各种I/O模块的后视图
10）位置I/O模块，内部端子，用于ACLVDT
11）位置I/O模块，外部端子，用于ACLVDT
12）用于旋转电位计的各种I/O模块的后视图
13）位置I/O模块，内部端子，用于旋转电位计
14）位置I/O模块，外部端子，用于旋转电位计
9、3500/50转速模块
3500/50转速表模块是一个两通道模块，它可接收来自涡流传感器或磁传感器（除非另外注明）的信号，可确定轴的转速、转子的加速度或转子的方向。
它将这些测量量与用户可编程的报警点进行比较，当超过报警点时发出报警。
3500/50转速表模块可使用3500框架组态软件进行编程，可将它组态成下列四种不同类型：
1.转速监测，设置点报警和速度带报警
2.转速监测，设置点报警和零转速指示
3.转速监测，设置点报警和转子加速度报警
4.转速监测，设置点报警和反转指示
3500/50可被组态成向3500框架背板提供键相位信号，供其它监测器使用，因此不必再在框架内安装键相位模块。
3500/50还有一个峰值保持功能；它可以存储机器曾达到的最高转速、最高反转速度或反转的数量（取决于所选择的通道类型）。
这些峰值可由使用者复位。
应用说明
•本特利内华达转速表模块不单独使用或作为某一部件用于转速控制或超速保护系统。
•本特利内华达转速表模块不为转速控制或超速保护系统提供保护冗余和响应转速。
•模拟量比例输出只用于数据收集、图表记录或显示。
另外，转速的警告设置点只是用于通知目的。
•磁传感器不使用反转选项，因为这些传感器在低转速时不能为检测电路提供清晰边沿，这将引起
错误的反转指示。
•磁传感器不推荐使用零转速选项，因为这些传感器在低转速时不能为检测电路提供清晰边沿。
每个转速表模块接收一或两个涡流传感器或磁传感器信号，信号范围是+10.0V到-24.0V，信号超出此范围在模块内部受限。
报警点设置:
一级报警可由转速表为每一测量值设置。
除此之外，二级报警可由转速表测量值中的任意两个值设置。
所有报警点由软件组态。
报警点可调，通常可在满量程的
0～100%范围内设置。
报警延迟可由软件编程，并设置如下：
报警1:
从1到60秒，调节间隔为1秒；
报警2:
从1到60秒，调节间隔为0.1秒。
前面板LED灯的含义与前面提到的模件相似，
下图为转速模件前视图和几种I/O模件的后视图
1.状态LED
2.缓冲传感器输出
3.I/O模块，带内部端子
4.I/O模块，带外部端子
5.I/O模块，TMR，带外部端子
6.I/O模块，带内部安全栅和内部端子
10、3500/53超速检测模块
本特利内华达的3500系列机械检测系统的电子超速检测系统是高度可靠、快速响应的冗余转速表系统，专门用于机械的超速保护。
3500/53模块可用于组成2选2或3选2（推荐）表决系统。
安装超速检测系统的3500框架要求配备冗余电源。
每一个超速检测模块接收一个涡流传感器或磁传感器的信号，输入信号的范围是＋10.0V至-24.0V。
信号超出此范围，在模块内受限。
适用于本特利内华达33008mm涡流传感器，330016mm高温涡流传感器（HTPS），72005mm、8mm、11mm和14mm涡流传感器，3300RAM涡流传感器，或磁传感器。
前面板LED（发光二极管）含义：
OKLED:
指示3500/53模块工作正常
TX/RX（传送/接收）LED:
指示3500/53模块正在与3500框架内其它模块进行通讯
Bypass（旁路）LED:
指示3500/53模块处于旁路状态
TestMode（测试模式）LED:
指示3500/53模块处于测试状态
Alarm（报警）LED:
指示一个报警条件已发生，与之联系的继电器已动作传感器缓冲
输出:
每一模块前部都有一个用于缓冲输出的同轴接头，每一接头均有短路和静电保护
对于转速，可以设置低于或高于报警水平（设置点）。
另外，对转速可设置危险（超速）设置点。
所有报警设置点均由软件组态来设置。
报警点可调，并通常在0～100%的满量程范围内调整。
报警时间延迟:
在频率高于300Hz时少于30ms。
其他功能详见3500/53超速保护系统操作与维护手册。
1）主模块，前视图
2）状态LED
3）缓冲传感器输出，为传感器提供未滤波的输出，输出具有短路保护
4）I/O模块，后视图
根据3500/53超速检测模块前面板LED状态同样可以判断模件的故障，如下表所示：
11、3500/324通道继电器模块
4通道继电器模块是一个全高度的模块，它可提供四个继电器的输出量。
任何数量的4通道继电器模块，都可放置在框架接口模块右边的任一个槽位里。
4通道继电器模块的每个输出都可以独立编程，以执行所需要的表决逻辑。
每个应用在4通道继电器模块上的继电器，都具有“报警驱动逻辑”。
该报警驱动逻辑可用“与门”和“或门”逻辑编程，并可利用框架中的任何监测器通道或任何监测器通道的组合所提供的报警输入（警告或危险）
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