本特利3500系统解析
本特利3500系统组态及典型问题浅析
１３ 框 架 接 口模 块 ． 本特利 ３０ ５ ０系统 框 架 接 口模块 （ Ｍ） ３ ０ Ｒｌ 是 ５ ０框 架 的 基 本
打 开 ３ ０ ａ ｋ Ｃ ｎｉｕａｉｎ Ｓ ｆ ａｅ软件 ，首 先 看 到 ５ ０ Ｒ ｃ ｏ ｆ ｒｔ ｏｔ ｒ ｇ ｏ ｗ
的 是 如 图 １所 示 的 画 面 ， 上 往 下依 次 为 ： 标 题 栏 可 以看 到 被 从 打 开 工 程 所 在 硬 盘 的详 细 地 址 ； 菜单 栏 ， ３ ０ ② 将 ５ ０软件 的 所 有 操 作 分类 、 展示 出来 ， 于 管 理 和 操 作 ， 中 “ Ｌ ” 拉 菜 单 里 便 其 ＨＥ Ｐ 下 有个 “ ｔｒ ｌ 目 ， 本 软 件 起 到 了一 个 教 程 的作 用 ； 快捷 按 ｔ ｏｉ ” ｕ ａ 栏 对 ⑧ 钮 和框 架 地 址 ， 当我 们通 过 上 位 机 连 接 ３ ０ ５ ０仪 表 时 ， 要 选 择 需 的框 架 地 址 就 是 这 个地 址 。在 ３ ９ ．Ｏ版本 以上 的 ３ ０ ５ ０设 置 软 件 中， 在快 捷 按 钮 的后 部 增 加 了 一个 框 架 信 息 按 钮 。 按 钮 可以将 此 框 架 的 信 息 文 件 （ ｌｒ ｖ ｎ Ｌ ｔＳ ｓｅ Ｅ ｅ ｔ Ｌｓ ： ｓ ｅ Ａ ａ ｍ Ｅ ｅ ｔ ｉ ； ｙ ｔｍ ｖ ｎ ｉ Ａ ｓ ｔ ｓ ｔ
本特利 ３ ０ ５ ０系统 电 源 模 块 是半 高度 模 块 ， 须 安 装 在 框 架 必 最 左 边 特 殊设 计 的槽 口 内。 ５ ０框 架 可安 装 有 一 个 或 两 个 电 源 ３０ （ 流或 直 流 电 源模 块 任 意 组 合 ） 其 中 任 意 一 个 电 源 都 可 以 给 交 。 整 个 框架 供 电 。 果 安 装 两个 电 源 ， 二个 电源 可 作 为 第 一 个 电 如 第 源 的备 份 ， 要 装 有 一个 电源 ， 除 或 安 装第 二 个 电 源 模 块 将 不 只 拆 影 响 框架 的运 行 。 们 可 以选 择 四种 电源 模 块 之一 ， 且 上 下两 我 并 个 电 源不 必 保 持 一致 ，如 上 部 采 用 ２ ０ Ａ ２ Ｖ Ｃ， 下 部 却 采 用
本特利3500系统介绍及探头安装、调试
本特利3500系统介绍及探头安装、调试摘要：本文介绍本特利3500系统软硬件结构，以及各传感器的测量原理，同事根据笔者多年工作经验对传感器探头的安装与调试进行说明，供大家参考与学习。
关键词：本特利3500；轴振；轴向位移；电涡流传感器随着机组容量的增大,汽轮机安全监视与保护,已成为汽轮机的重要组成部分;同时,对汽轮机的各种安全装置的动作的准确性和可靠性提出了更高的要求。
汽轮机的安全检测系统是对汽机的转速、轴承振动、轴向位移、高低压缸差胀、盖振、偏心、绝对膨胀进行时实监测,并当某一参数越限时,监测系统及时的发出报警或跳机信号,保护汽轮机设备运行安全。
耒阳电厂汽轮机安全监测系统使用了本特利 3500型监测系统,其方便的软件组态形式和可靠硬件质量,将为电厂的安全运行提供了有力保障，本人根据多年工作经验跟大家分享一下本特利3500系统结构以及传感器的安装与调试。
1、系统结构1.1仪表框架部分仪表框架部分包括:电源输入模块1个,框架接口模块模块1个, 两通道键相监测模块1个,四通道电涡流位移传感器或速度加速度传感器监测模块4个、四通道差胀或轴向位移监测模块2个,两通道的转速监测模块1个。
四通道的继电器模块2个。
1.2现场传感器部分传感器部分主要有:各种涡流监测探头和速度式探头、延长电缆和前置器及信号线。
1.3计算机及软件3500软件包包括:框架配置软件;数据采集/服务器软件;操作员显示软件。
各种监测模块的内部设置,可以通过连接装有框架组态软件的计算机的RS232接口和框架接口模块的组态专用接口,在计算机上设置好各模块的参数,下装到各模块,及完成对各监测器的量程、报警点、探头类型和继电器输出的设置。
1.4电涡流传感器监测原理电涡流传感器是根据涡流效应原理工作的,涡流传感器的线圈L 与一个电容C并联,构成一个并联谐振电路。
由前置器内的晶体振荡器供给稳定的高频电流来激励,在线圈周围产生高频交变磁场俑,当被测主轴靠近次交流磁场φ用范围时,在被测主轴表面产生电涡流,而此电涡流又产生一个新交变磁场来阻碍主磁场的变化,这一过程将消耗能量,因而使线圈的Q值发生变化。
3500测振监测系统介绍
3500测振监测系统介绍本特利内华达公司所生产的监测保护系统主要应用在大型旋转和往复式机械的本体振动等监测保护方面，我们的空压机和氧压机系统中都应用了BENTLY测振系统，因为超速对透平机组而言是极其危险的情形之一，所以必须安装超速保护系统。
本特利公司为此研制了由涡流传感器及超速保护监测器组成的电子超速监测系统，它是完整的超速保护系统的一部分。
我们的测振系统应用有3300和3500两种测振，这次重点介绍23500制氧机采用的3500测振系统。
3500监测系统是当今最新的机器检测系统，此系统能够通过多种传感器采集数据作为一个系统，提供连续、在线监测功能，适用于机械保护应用，它是本特利内华达采用传统框架形式的系统中功能最强、最灵活的系统，具有其他系统所不具备的多种性能和先进功能。
3500监测系统的设计目的如下：<br>●每个通道的价格比以往的监测系统更低，一表多用（轴振、偏心、轴位移、加速度可以通用），减少了工厂运作成本。
<br>●数字化和集成化程度高，提高了监测系统的质量。
●支持在线插拔，维护时不需断电。
3500监测系统和我们以前使用的3300相比，3500比3300多了软件系统，而且一个软件多样化，且需要计算机进行组态，但组态完成以后就不再需要计算机。
而且也没有3300那样的显示面板，布置更密集。
<br>BENTLY的3500监测保护系统由传感器（探头、延长电缆、前置器）就地电缆和监视器框架，计算机和软件组成。
我们就先从传感器开始介绍。
传感器</font>1．1 传感器的组成及功能</font></b>：<br>系统有三个独立的部分，其中任何单独一部分都不能称为传感器，这三部分分别是：探头，延伸电缆、前置器。
<br>它既能进行静态（位移）测量,又能进行动态（振动）测量，主要用于油膜轴承机械的振动和位移测量，以及键相位和转速测量。
本特利3500系统组态及典型问题分析
电力系统26丨电力系统装备 2019.20Electric System2019年第20期2019 No.20电力系统装备Electric Power System Equipment在机组容量不断增大的同时，自动化程度也得到了不同程度的提升，同时对机组运行的安全性与可靠性提出了更高的要求。
为了使汽轮机的安全可靠运转得到有效保障，需要在汽轮机上安装各种型号的安全保护设备，通过这样可以加强对汽轮机的监管。
汽轮机安全监视系统是保护与监测二者相结合的一种监视系统，在大型旋转设备中发挥着重要的保护作用。
大型高速旋转设备在运行过程中如果出现问题，既会对机械自身造成一定的损伤，同时还会涉及到周围的全部设备，甚至会发生更加严重的后果，如人身伤亡等。
通过运用连续性监测系统，可以在机器受到损坏之前进行提前预警，同时在即将发生事故的时刻关闭系统，进而在一定程度上提升设备使用的安全性。
通过在本厂生产过程中运用TSI 系统能够动态监管和储存汽轮机组在启动或运转过程中的重要参数，其既可以显示汽轮机组的运转情况，实现信号越线预警，记录输出信号等，并且还能够为瞬态数据采集管理系统TDM （Twinkling Data Management System ）提供数据，加强对汽轮机组轴系振动、位移等在线诊断，有利于机组安全运行，因而广泛地应用于各种汽轮发电机组上。
在珠海金湾电厂2×600 MW 机组主汽轮机及给水泵汽轮机中运用的是本特利内华达公司的3500系统。
该系统实际上是本特利企业采取以往框架的方式强化系统中的功能、具有较高的灵活程度，能够为设备提供在线监测功能，适合在机械保护过程中运用3500系统，同时还可以为前期机械设备故障的识别提供可靠的数据信息。
1 3500硬件组态1.1 框架在本特利3500系统的各框架之间进行相互通讯时，框架能够为其提供稳定的背板通讯，同时还按照相关规定为各个模板提供相应的电源。
1.2 电源模块本特利3500系统电源模块通常情况下都需要在框架最左边的特殊槽口中安装，其实际上属于半高度模块。
仪表本特利3500系统
延伸电缆和探头的长度总和必须等于前置器上标明的总电气长度
4、振动、位移变送器
3500监测系统的组成
5、电涡流 电感线圈产生的磁力线经过金属导体时，金属导体就会产生感应电流，且呈闭合回路，类似于水涡流形状，故称之 为电涡流也叫做电涡流效应.
3500监测系统的组成
3500监测系统的作用
4、键相传感器 电涡流传感器可以用来有效得提供基准相位信息。键相传感器的典型安装是将其探头呈放射状安装在转子周围，当转轴每次旋转时，就可以感知轴上设计特征信息（键槽等）。键相传感器可以创建一个基准信号用于测量绝对相位信息及确定机器的转速。 前置器系统被安装好之后，将观测到大轴上的“凹槽”或“突出”的地方会比正常的振动或距离测量产生明显的电压变化。这种明显的差别使得3500监测系统将每转一周产生的有用的信号与背景的噪音信号或振动信号区分开来。键相位信号在机组故障诊断中非常有用。
3500监测系统的作用
0
+
-
从驱动器向轴的驱动端看去。是垂直或Y探头始都在水平或X探头向左或逆时针90方位上。方向一般为左45度和右45度。振动探头的基准电压一般在-8~-12V之间，一般为-9.75V，距离单位为UM PP（PP为峰峰值）。
3500监测系统的组成
2、延长导线（1）延长导线的结构：导体芯、内屏蔽层、外屏蔽层、绝缘层。 1）内屏蔽层和导体芯提供了顶部线圈到探头电缆微型连接器末端的连接。 2）外屏蔽层是没有连接到线圈或连接器，所以它不是系统的电气性能的一部分。这个外屏蔽层提供了内屏蔽层的 机械保护。如果电缆的外层聚四氟乙烯涂层损坏，这可以防止不必要的线圈接地。内屏蔽接前置器COM端，如 果在正常生产中外屏蔽遭到破坏建议及时更换。不同型号、类型接头塑封的颜色不同，如蓝色、紫色、灰色。（2） 延长导线标签含义例如：330130-080-00-00 080 = 8.0米的总长度 00 =没有防护型外壳 00 =危险区域，不需认证 3300 XL电涡流传感器系统， 可用扩展电缆长度为3.0，3.5， 4.0，4.5，7.5，8.0和8.5米。
本特利3500系统组态及典型问题浅析
本特利3500系统组态及典型问题浅析摘要：美国BENTLY公司生产的3500系统，利用本特利系列仪表,用来监视压缩机本体的转速、振动、串轴、胀差、偏心、键相等重要参数。
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。
本文主要从本特利3500系统组成出发，分析该系统在故障检测中的应用。
关键词：BENTLY3500；系统组态；问题；对策汽轮机安全监视系统（Turbine Supervisory Instrumenta-tion 简称 TSI）是汽轮机最重要的监测保护系统之一。
本特利3500系统应用于连续、永久性检测，适用于多种行业的旋转或往复机械，尤其适用于要求极高可靠性和可用性的自动停机机械保护。
它提供连续、在线监测功能，是本特利内华达采用传统框架形式的系统中功能最强、最灵活的系统，具有其它系统所不具备的多种性能和先进功能。
但是在使用中，还存在一些问题，本文对组态中出现的典型问题进行分析，并提出了改进的建议，供使用同类系统的同行检修维护中参考。
一、本特利3500系统本特利3500监视系统是本特利公司研发的监视系统,它采用积木式模块方式,可在其框架内安装不同种类及数量的插件,完成各种测量。
其组态主要由以下几个方面组成。
首先在选用模件上，根据要求测量的参数本套监视系统选用了两个本特利3500框架。
框架第0槽和第1槽分别装有电源模件和通信模件,第15槽装有通信网关模件。
第1框架测量键相、偏心、绝对振动和相对振动第2框架测量瓦振、轴位移、胀差、缸胀和转速、零转速。
其次在3500监视系统软件中一是框架配置软件，主要包括框架配置、机架接口模件与主机端口测试实用程序、通信网关测试实用程序、框架配置教程、框架配置帮助等。
数据采集DDE服务器软件，二包括数据采集DDE动态数据交换服务器、软件配置实用程序、编辑元件实用程序、RIM框架接口模件主机接口测试实用程序、数据采集显示教程。
三是操作员显示软件，主要包括监视器通道值的条形显示、机器链图和对应的数据值、趋势图、系统事件列表、现用的报警信号列表、报警信号列表。
本特利3500系统简介解读
本特利3500系统简介解读
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。
本特利3500中文说明书解析
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：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。
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3500监测系统传感器介绍
线圈是探头的核心部分，它是整个传感器系统 的敏感元件，线圈的电气参数和物理几何尺寸决 定传感器系统的线性量程及传感器的稳定性。常 用的3300XL系列趋近式传感器，探头外径有 11mm和8mm之分。不同外径的探头线性量程不 一样，8mm探头的线性量程是2mm; 11mm探头 的线性量程是4mm.探头长度有0.5米和1米之分。 对于0.5米长探头，从中心导体到外部导体的阻 抗为7.45±0.5欧（8mm） 对于1.0米长探头，从中心导体到外部导体的阻抗 为7.59±0.5欧（8mm） 5.9 ±0.5欧（11mm）
3500监测系统组成
作为一个系统，3500监测系统包括以下部分：
传感器（探头、延伸电缆、前置放大器）
3500监测器框架（电源卡、接口卡、I\O卡 件、通讯卡件等组成） 软件
一台计算机
3500监测系统传感器介绍
传感器系统由探头、延伸电缆和前置器组成。 探头的主要测量方式有电涡流式、趋近式传感器。 电涡流传感器原理：根据法拉第电磁感应原理，块 状金属导体置于变化的磁场中或在磁场中作切割磁力 线运动时，导体内将产生呈涡旋状的感应电流，此电 流叫电涡流，以上现象叫电涡流效应。 线圈中通入高频电流信号，线圈周围产生高频磁场， 该磁场穿过靠近它的转轴金属表面时，会在其中产生 一个电涡流。这个变化的电涡流又会在它周围产生一 个电涡流磁场，其方向和线圈的方向相同，这两个磁 场相叠加，将改变线圈的阻抗。线圈阻抗在磁导率、 激励电流强度、频率等参数不变时，可把阻抗看成是 探头到金属表面间隙的单值函延伸电缆：采用延伸电缆的的目的是为了缩短探头 所带电缆的长度。选择延伸电缆的长度应该使延伸 电缆长度加探头长度与配置的前置器所要求的长度 一致。延伸电缆的两端接头不同，带阳螺纹的接头 （转接头）与探头连接，带阴螺纹的接头与前置器 连接。延伸电缆中心是中心和两个屏蔽层。内屏蔽 层和中心导体连接起前端部线圈到探头电缆末端的 微型接头。外屏蔽层既没有连接到线圈，也没有连 接到电缆接头，因此他不是系统电气性能的组成部 分，外屏蔽层纯粹是对内屏蔽层的机械保护作用。 如果电缆的外层（聚四氟乙烯涂层）损坏，外屏蔽 层可以防止不必要的线圈接地。
3500监测系统传感器介绍
• 探头的顶部组装了一套部件，是一种聚 亚苯基硫化物材料，外面有不锈钢外壳 （PPS）。探头顶部的组装部件直径为 8mm,其内部含有一个线圈，这个线圈与 75Ω阻抗的带有不锈钢外套（即铠装） 的三层同轴电缆相连。三层同轴电缆中 心是导体芯还有两个屏蔽层。内屏蔽层 和线圈连接，外屏蔽层不和线圈相连。 这样可以避免电缆损坏时线圈侧不必要 的接地。
3500监测系统综述 3500 系统提供连续、在线监测功能，适用 于机械保护应用，并完全符合美国石油协 会API670 标准对该类系统的要求。它是本 特利内华达采用传统框架形式的系统中功 能最强、最灵活的系统，具有其它系统所 不具备的多种性能和先进功能。此系统能 够通过多种传感器采集和显示数据,它还能 将设备运行状态和预先设定的报警值进行 比较，从而提供保护。当超出报警值时， 系统可以发出信号使设备状态转变为安全 运行模式，甚至停机保护设备。
3500系统前置器介绍
3500监测系统综述
系统综述
传感器介绍 系统硬件组态
系统软件组态
DCS
只需使用 3500/22M机架接 口模块上的以太网 接口以及一根网线 ，就可以与我们的 System1*软件实现 通信
加与 装工 一厂 个控 通制 信和 网自 关动 模化 块系 即统 可的 连 接 也 只 需 要 ,
机 组 状 态 管 理
3500监测系统传感器介绍
设置一测量变换电路，将阻抗的变化转换成电压或 电流，通过显示仪器反映出间隙的变化，从而测得 轴振动和轴位移。 探头间隙的影响 大间隙，导电材料吸收少，返回信号大 传感器探头是系统的一个必要组成部分，它是采集、 感受被测信号的重要部位，它能精确的探测出被测 体表面相对于探头端面间隙的变化。通常探头由线 圈、头部保护罩、不锈钢壳体、高频电缆、高频接 头组成。
Ethernet
资产管理系统 System1 传感器系统
3500 监测保护系统 机械设备
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3500监测系统综述
3500监测系统的设计目的如下： ●每个通道的价格比以往的监测系 统更低，一表多用（轴振、偏心、轴位 移、加速度，可以通过42M卡软件设置 实现），减少了工厂运作成本。 ●数字化和集成化程度高，提高了 监测系统的质量。 ●支持在线插拔，维护时不需断电。 （电源卡、键相卡等）
本特利3500监测系统介绍
2014年4月
3500监测系统综述
大型旋转机械在各个企业中的作用非常 明显，造价昂贵，运转速度高，如何保护 显得很重要。超速、振动大、位移大对透 平机组而言是极其危险的情况，所以必须 安装轴系检测系统。本特利公司为此研制 了由涡流传感器及超速保护监测器组成的 电子超速监测系统，它是完整的超速保护 系统的一部分。我厂空分、合成的压缩机 系统中都应用了3500监测系统。我们这 次重点学习目前的主流配置3500系统。
3500系统探头安装
比例系数是被测对象与传感器距离（单位是千分之一英寸 或微米）与测量输出电压之间的比值。整个量程范围内 的比例系数的平均值是评价前置器和探头性能的重要工 具。探头的响应值应该与线性响应曲线偏离很小。 线性范围是10mile（米耳）到90mile之间的80mile的间隙变 化。即α=2mm 平均比例系数（ASF）= 间隙电压的变化/间隙的变化 =[18VDC-2VDC)] /（0.09英寸-0.01英寸） =200VDC /英寸=200MV /mile 相关的换算：1英寸=0.0254米=25400um 1mil=1 /1000英寸=25.4um 平均比例系数（ASF）=200 /25.4=7.874mv /um 线性的中间电压是9.75V，这就是我们安装时调10V的原因