Metrix setpoint CMS presentation.

1. Новые технологии промышленного
виброконтроля и
вибродиагностики.
Система Metrix SETPOINT.
Алексей Вострухов
Менеджер по развитию бизнеса

2. Metrix Instrument Company
• Компания основана в 1965 г. Петером Дж. Сандтом.
• Metrix был пионером в разработке концепции простой и доступной
защиты оборудования с помощью преобразователей с выходом 4-20
мА.
• В 1998 г. Metrix приобрел PMC/BETA, мирового лидера в производстве
электронных вибровыключателей.
• В 2007 г. Metrix приобрел Hardy Instruments (калибровочные
вибростенды)
• В России и СНГ Metrix реализовано более 5000 проектов
• В 2009 г. Metrix разработал и в 2010 начал поставку систем защиты
оборудования в полном соответствии с API 670.
• С 2013 года Metrix поставляет системы вибродиагностики

3. Основные причины изменения
стратегии развития Metrix
• Глобальный тренд перехода от планово-
ремонтного обслуживания на обслуживание по
состоянию.
• Рост количества проектов, где требуются решения
«под ключ» (датчики, системы виброконтроля,
системы диагностики).
• Фактическое отсутствие конкуренции у GE Bently
Nevada по крупным проектам (порядка 70% всего
рынка систем вибромониторинга - $900 Млн/год).

4. Metrix Instrument Company
• Эксперты в разработке систем виброконтроля и вибродиагностики
• Команда разработчиков Metrix имеет более 400 лет общего
накопленного опыта разработки надежных систем Bently Nevada
• Фокус на заказчика
• Обучение
• Консультационные услуги
Steve SabinSteve SabinMatt NelsonMatt NelsonSteve RiggsSteve RiggsRandy
Chitwood
Randy
Chitwood
Scott BreedingScott Breeding

5. Системы Вибродиагностики
Типовая Архитектура Системы Вибродиагностики
ПЛК SETPOINT
АСУ ТП
САУ агрегата Реле
Датчики
Останов
Серверный уровень АСУ ТП (Process Historian) и системы
Вибродиагностики SETPOINT CMS
Клиенты Process Historian Клиенты Системы Мониторинга Состояния
Уровень 1 – Агрегатный
(Датчики)
Уровень 2 – Цеховой
(Контроллеры)
Уровень 3 – Сбор и
отображение данных
(АРМы оператора и
диагноста)
Уровень 4 – Сеть
Предприятия

6. Вихретоковые датчики Metrix

7. SETPOINT DPS
• Новый Цифровой Преобразователь
SETPOINT™ для Вихретоковых Датчиков
– Революционно программируемый
– Поддерживает 2-проводную и 3-проводную схему
– Соответствует API 670
– Универсальный: полностью соответствует
стратегии по ЗИП один-размер-для-всех

8. SETPOINT DPS
• Пользователь может перепрограммировать
для:
– Датчиков других производителей
– Другой диаметр измерительной головки
– Другой длины кабельной системы
– Другого материала вала
– Выбрать чувствительность / коэффициент
преобразования
– Выбрать тип измерения, вибрацию или осевой
сдвиг*
– Изменить полную шкалу измерения*
*применительно только к преобразователю MX2034

9. SETPOINT DPS
• Штатное 3-проводное (питание,
сигнал, общий) подключение
• Совместим со всей линейкой
датчиков Metrix, GE Bently Nevada и
других производителей.
• Работа по штатной схеме по
напряжению.
• Использует барьеры MTL 796- I.S.
(или эквивалентные) или MTL 5531
(или эквивалентные) для
Гальванической Изоляции в при
установке во взрывоопасных
производствах, Зона 1.
• В качестве кабелей от
преобразователей к мониторам
используются экранированные
триады
• Подключается к системе Metrix
SETPOINT используя 2 кабеля (монитор
также поддерживает штатную 3-проводную схему).
• Меньше кабелей, на 33% дешевле,
проще при установке.
• Работа по изменению тока.
• Менее чувствителен к помехам
EMI/RFI
(примерно в 40X раз менее чувствителен).
• Используются менее дорогие, чаще
используемые барьеры, такие как
MTL 7787 (Зинер) или MTL 5541
(гальванические) (или
эквивалентные), как на стандартных
датчиках техпроцесса.
• В качестве кабелей от
преобразователей к мониторам
используется витая пара с попарным
экранированием

10. Датчики Абсолютной Вибрации
Metrix

11. Вибровыключатели Metrix

12. Переносные устройства Metrix

13. SETPOINT™
SETPOINT™
Система Защиты Агрегатов

14. Что это такое?
• Совершенно новая система защиты агрегатов,
соответствующая стандарту API 670 и состоящая из:
– Шасси 19“/9.5”/4.75”
– Источников Питания
– Сенсорного Экрана
– Конфигурационного ПО
– Модуля Связи Шасси (RCM)
– Системного Модуля Доступа (SAMs)
– Универсальных Модулей Мониторинга (UMMs)
– Температурных Модулей Мониторинга (TMMs)
SETPOINT™

15. Преимущества

16. Почему SETPOINTTM
?
Наилучшее соотношение
цена / качество
Новая надежная
архитектура
Огромный опыт и
современные технологии
Не имеющая аналогов
масштабируемость и
универсальность
Открытость для
интеграции
Простота и удобство
обслуживания

17. Архитектура SETPOINTTM
более
надежная
Переадресация
Сигнала
Другие 3 лидирующих
брэнда копируют такую
архитектуру для
систем защиты по
API670.
Для Защиты
Агрегата это все
должно работать
вместе:
• Модуль I/O
• Плата Мониторинга
• Задняя Стенка
• Плата Реле
• Модуль I/O для
реле
ВходыСигналов
Custom-made
connectors
between
separate cards
Плата Модуля
Вставляется
Спереди
Задняя Стенка с
Сопрягающими
Соединителями
Одтельные
Модули I/O
подключаются к
Задней Стенке
RCM
Межмодульные соединения
устранены:
 Повышение надежности
 Уменьшение переходов сигнала
• Уменьшение точек отказа
• Уменьшение шума
• Уменьшение стоимости
• Уменьшение EMI / RFI
Мониторы автономны
 Независимы
 Могут обеспечивать Защитные
Функции без других плат
Нет отдельных плат реле
 Более надежные, чем другие,
использующие отдельные платы
реле
Нет отдельных модулей I/O:
 Рэк более компактен
 Уменьшена глубина панели
 Используется панель с одной
дверцей
 Возможно настенное крепление
 Уменьшение стоимости ЗИП
 Можно выбрать подключение
спереди или сзади
Защита подключения с
передней панели
 Лицевая панель защищает
провода при закрытой дверце
SAM
Переходы от разъемов в
плату и от платы в разъемы
UMM
TMM
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
Переходы от
Разъема в Плату
или от Платы в
Разъемы

18. SETPOINT предлагает наилучшую плотность каналов
Slot 1 & 2 Slot 3 Slot 4 Slot 5 Slot 6 Slot 7 Slot 8 Slot 9 Slot 10 Slot 11 Slot 12 Slot 13 Slot 14 Slot 15 Slot 16 Slot 17
UpperPower
Supply
Upper
Keyphasorcard
LowerPower
Supply
Lower
Keyphasorcard
RelayCard
DisplayDriverCard
CommGateway
Monitorcard
Monitorcard
Monitorcard
Monitorcard
Monitorcard
RelayCard
RackInterfaceModule
Monitorcard
Monitorcard
Monitorcard
Monitorcard
Slot 1 & 2 Slot 3 Slot 4 Slot 5 Slot 6 Slot 7 Slot 8 Slot 9 Slot 10 Slot 11 Slot 12 Slot 13 Slot 14 Slot 15 Slot 16 Slot 17
UpperPower
Supply
Upper
Keyphasorcard
LowerPower
Supply
Lower
Keyphasorcard
RelayCard
DisplayDriverCard
CommGateway
Monitorcard
Monitorcard
Monitorcard
Monitorcard
Monitorcard
RelayCard
RackInterfaceModule
Monitorcard
Monitorcard
Monitorcard
Monitorcard
The other leading brand
Другой лидирующий
брэнд
• Минимум 8 типов карт
• Максимум 9 x 4 = 36
Каналов Вибрации
• 9-слотовая система
− Просто НЕ конкурентна.
• Внешний дисплей –
дополнительная функция
(Стоимость? Место?)
Metrix SETPOINT
• Только 4 типа карт
• До 56 каналов вибрации
или 84 каналов температур
• Пол-рэка SETPOINT может
принять до 24
динамических или 36
статических измерений

19. Размеры SETPOINT™
Дисплей может располагаться
как перед передней панелью,
так и в любом другом месте.
Опциональный
Удаленный Дисплей
¼ слота, четверть рэка, 8
каналов вибрации или 12
каналов температуры
Полный рэк без дисплея
Пол-рэка, без дисплея
24 канала вибрации или 36
каналов температуры
Пол-рэка, с дисплеем
24 канала вибрации или 36
каналов температуры
Полный Рэк с дисплеем и 14
мониторами, до 56 каналов
вибрации или 84 канала
температуры

20. Компоненты SETPOINT™
Основы:
– Размещение: Слот №1
– Максимальное количество RCM в шасси: 1
– Требуемый модуль: Да
RCM
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
Модуль Связи Шасси (RCM)

21. Компоненты SETPOINT™
Модуль Связи Шасси (RCM)
Backup Power
Функции:
– Принимает питание 24 В постоянного тока и распределяет по
модулям через заднюю соединительную панель
– Определяет соответствие входящего напряжения допустимому
диапазону (18–36 В DC) и сообщает посредством
светодиодного индикатора LED
– Возможно подключение резервированного источника питания
24 В DC
Primary Power
24
24
Каждый модуль обнаруживает «лучшее»
напряжение на задней панели и генерирует
все остальные необходимые регулируемые
напряжения (нет отказа, вызванного
неисправностью одного элемента шасси)

22. Компоненты SETPOINT™
Модуль Системного Доступа (SAM)
Основы:
– Размещение: слот №2 и (опционально) №3
– Максимальное количество SAM в шасси: 2
– Требуемый модуль: Нет (но сильно рекомендуется)
– Две версии:
• Основная (поддерживает связь с АСУ ТП, без отображения и
передачи динамических данных)
• Расширенная (имеется дополнительный процессор для
поддержки отображения и передачи динамических данных)
RCM
SAM
3SAM#2
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16

23. Компоненты SETPOINT™
Модуль Системного Доступа (SAM)
Функции:
1. Имеет “бортовой самописец” в виде Карты Памяти SDHC
(до 32 ГБ) на случай прерывания связи с модулем
2. Обеспечивает связь по 10/100 Base-T Ethernet с
АСУ ТП (РСУ, SCADA, ПЛК, и пр.)
• MODBUS® через TCP/IP
• Возможно подключение MODBUS RS-485
3. Обеспечивает связь по 10/100/1000 Base-T (Гигабит) Ethernet
с локальным или удаленным компьютером для
конфигурирования и/или сбора диагностических данных
4. Имеется светодиодная сигнализации, сообщающая о
состояниях “SAM OK” “Trip Multiply” and “Display
Communications OK”
5. Обеспечивает связь с сенсорным дисплеем
5
4
3
2
1

24. Компоненты SETPOINT™
Универсальный Модуль Мониторинга (UMM)
Основы:
– Размещение: слоты шасси 3-16
Максимальное количество модулей UMMs в шасси:
14 (один модуль SAM)
13 (два модуля SAM)
– Требуемый модуль: Да
(если только не требуется только мониторинг
температуры)
– Число каналов: 4
RCM
SAM
UMM
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16

25. Компоненты SETPOINT™
Функции:
1. Принимает 1-4 датчиков любого типа: виброперемещения,
виброскорости, виброускорения, техпроцесса 4-20 мА,
реле
• Мониторинг вибрации, положения и скорости
• Осевой сдвиг, радиальная (относительная) вибрация, корпусная
(абсолютная) вибрация
• Встроенная обработка сигнала (фильтрация, интегрирование,
огибающая и пр. )
• Питание датчиков
• 2 уровня уставок
• Релейные выходы и релейная логика
2. Имеет буфферизированные выходы на все 4 канала
посредством кабеля RJ-45
3. Имеет вход mini USB для конфигурирования модуля либо
всего шасси (SAM требуется для конфигурации всего шасси)
1
2
3
Универсальный Модуль Мониторинга (UMM)

26. Компоненты SETPOINT™
Универсальный Модуль Мониторинга (UMM)
Функции:
4. Имеет светодиодное LED оповещение реле, OK, и байпас
5. Имеет индивидуальные выходы 4-20мА для каждого канала
6. Имеет 4 конфигурируемые электромеханические SPDT
(однополюсные двухпозиционные) реле
5
1
2
3
4
6
OK LED BYP LED R1 LED R2 LED R3 LED R4 LED
● Нет ошибок в
каналах
● NOT OK по одному
из каналов
● Неустранимая
ошибка
Один или более
каналов в BYP
Сработало
реле 1
Сработало
реле 2
Сработало
реле 3
Сработало
реле 4
● Отсутствует
питание модуля
Нет каналов в
BYP
Реле 1 не
сработало
Реле 2 не
сработало
Реле 3 не
сработало
Реле 4 не
сработало

27. Компоненты SETPOINT™
Универсальный Модуль Мониторинга (UMM)
Опции для разъемов буферизированных выходов
RJ45BNC
Опция B
Кабель перехода с RJ45
на BNC
Опция A
Конвертер
(allows long CAT5 runs)
4X BNC
OUT
RJ45
INRJ45
IN
4X BNC
OUT

28. Компоненты SETPOINT™
Опции для разъемов буферизированных выходов
Опция C
Специализированная комутационная
панель
Специализированный кабель
Универсальный Модуль Мониторинга (UMM)

29. Компоненты SETPOINT™
Опции для разъемов буферизированных выходов
Опция D
Сенсорный экран с выходами BNC на
выбор
Универсальный Модуль Мониторинга (UMM)

30. Компоненты SETPOINT™
Температурный Модуль Мониторинга (TMM)
Основы:
– Размещение: Слоты шасси 3-16
– Максимальное количество TMM в шасси:
14 (один модуль SAM)
13 (два модуля SAM)
– Требуемый модуль: Да
(если не требуются только модули мониторинга
вибрации)
– Количество каналов: 6
RCM
SAM
TMM
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
A
B
C
D
Shld
A
B
C
D
Shld
A
B
C
D
Shld
Rec
Com
Rec
Com
Rec
Com
OK R1 R2
BYP R3 R4
USB Config
NC
ARM
NO
NC
ARM
NO
NC
ARM
NO
NC
ARM
NO

31. Компоненты SETPOINT™
Температурный Модуль Мониторинга (TMM)
A
B
C
D
Shld
A
B
C
D
Shld
A
B
C
D
Shld
Rec
Com
Rec
Com
Rec
Com
OK R1 R2
BYP R3 R4
USB Config
NC
ARM
NO
NC
ARM
NO
NC
ARM
NO
NC
ARM
NO
Функции:
1. Принимает 1-6 датчиков RTD, TC или 4-20 мА
2. Имеет вход mini USB для конфигурирования модуля либо
всего шасси (SAM требуется для конфигурации всего шасси)
3. Имеет светодиодное LED оповещение реле, OK, и байпас
4. Имеет индивидуальные выходы 4-20мА для каждого канала
5. Имеет 4 конфигурируемые электромеханические SPDT
(однополюсные двухпозиционные) реле
1
2
3
5
4
OK LED BYP LED R1 LED R2 LED R3 LED R4 LED
● No faults present
in any channel
● NOT OK on one or
more channels
● Fatal HW error
One or more
channels BYP
Relay 1
in alarm
Relay 2
in alarm
Relay 3
in alarm
Relay 4
in alarm
● Module has lost
power
No channels
in bypass
Relay 1
no alarm
Relay 2
no alarm
Relay 3
no alarm
Relay 4
no alarm

32. Компоненты SETPOINT™
Температурный Модуль Мониторинга (TMM)
Особенности:
– Полностью замкнутый 6-канальный монитор температуры
• Простой / Надежный (всего 3 соединения на критическом пути)
• Очень высокая плотность (не нужны отд. модули реле, модули скорости и пр.)
– Гибкость в назначении каналов (нет ограничений по парам
каналов)
– Различные типы уставок
• Температура (выше и/или ниже)
• Средняя температура по сконфигурированной группе
• Разность температур между каналами или средними значениями групп
– Упрощение требований по ЗИП
– Возможно подключение широкого спектра датчиков температуры
• Тип J, K, T, и E термопар (заземленный* и незаземленный наконечник)
*ЗАМЕЧАНИЕ: All tips within a single TMM must share the same ground (400 Vrms isolation)
• 3- и 4-проводные RTD (385 и 392 платина, медь, никель)
– Полностью соответствует требованиям стандарта АPI 670

33. SETPOINT MPS
Удобный конфигурационный интерфейс

34. SETPOINT MPS
Конфигурирование собственных частот подшипников качения

35. SETPOINT MPS
Удобный дисплей оператора

36. SETPOINT MPS
Удобный дисплей оператора

37. Референции SETPOINT™

38. Референции SETPOINT™

39. Референции SETPOINT™

40. SETPOINT CMS
Новая онлайн система
мониторинга состояния
SETPOINT CMS

41. Зачем нужно внедрять системы
мониторинга состояния?

42. Мониторинг Состояния
Основные цели перехода на обслуживание по состоянию:

43. Мониторинг Состояния
• Уменьшение стоимости техобслуживания и ремонтов
• Увеличение межремонтных интервалов
• Усовершенствованная защита от катастрофических отказов
• Улучшение надежности / коэффициента доступности
агрегатов
• Меньшее количество прерываний технологического
процесса
• Уменьшение страховых платежей
Основные цели перехода на обслуживание по состоянию:

44. Чем отличается Metrix?

45. …и не хватает пропускной способности!
Техпроцесс ПАЗТурбина Мотор ВибрацияПомпажРазгон
Сервер
Historian
АСУ ТП
…и еще данных так много!
…система не может отображать нужные нам графики!
…и, кроме того, эти данные - ОСОБЕННЫЕ!
…и все это так медленно работает!
CMS
CMS

46. T-Диаграмма
Два основных пользователя, у каждого свои потребности…
Данные
Оператора
• Статусы
• Тревоги / Уставки
• События
• Текущие Значения
• Тренды
• Корелляция
Техпроцесса
Данные Инженера-
Диагноста
• Данные Оператора
ПЛЮС
• Осциллограммы
• Спектры
• Орбиты
• …
Система
Виброзащиты

47. Обычный Способ …
Типовое Распределение Потоков Данных
ПАЗ
АСУ ТП
САУ агрегата Реле
Датчики
Останов
Статические данные
(т.е. Modbus)
Динамические
(Пропраетарные)
Сервер(а) АСУ ТП
(Process Historian)
Клиенты Process Historian
Сервер Системы
Мониторинга Состояния
Клиенты Системы Мониторинга Состояния
ДВУХ-серверная
структура
ЗАКРЫТЫЕ
данные
Часто несовместимы с firewall,
усложняя или препятствуя
удаленному доступу
???

48. Способ Metrix
Типовое Распределение Потоков Данных
ПАЗ
АСУ ТП
САУ агрегата Реле
Датчики
Останов
Статические данные
(т.е. Modbus)
Динамические данные
(Открыты)
Серверный уровень АСУ ТП (Process Historian
Server Infrastructure)
Клиенты Process Historian Клиенты Системы Мониторинга Состояния
Возможно хранение
данных на сервере
АСУ ТП
ОТКРЫТЫЕ
данные
Совместимость с Firewall,
упрощенный удаленный доступ

49. Что такое SETPOINT CMS?
• Condition Monitoring System – Система
Мониторинга Состояния
• Передает статические и динамические данные
из рэка SETPOINT с CM-модулями
• Использует базы данных PI® System
• Отображает данные посредством двух
интегрированных приложений:
– PI ProcessBook
• Статические данные (Тренды/Гистограммы)
• Списки Тревог/Событий
• Диаграммы Агрегатов
• Иерархию Активов Предприятия
– SETPOINT CMS
• Статически данные (Тренды/Боде/SCL)
• Динамические Данные (Орбиты/Осциллограммы/
Спектры)

50. Как она работает?
• Модули UMMcm и TMMcm постоянно собирают
данные и отсылают их в модуль eSAM
• eSAM отсылает эти данные в компьютер,
на котором установлено ПО OSIsoft’s PI Server
• Небольшое приложение “SETPOINT-to-PI
Adapter” используется между рэком и
PI Server для конвертации нашего протокола
обмена данных в формат PI Server
• В PI Server данные сохраняются и отображаются
следующими совместимыми приложениями:
– CMS Display
– PI ProcessBook
– Microsoft® Excel
– И т.д.

51. Чем отличается SETPOINT CMS?
• Простота Использования
• Интеграция с PI System
• Безопасность
• Скорость обработки
• Интеграция Данных Техпроцесса

52. И еще одно…

53. SETPOINT CMS
Пример Мнемосхемы и Диалогового Окна:

54. i-значение
i0
0 5 10 15 20 25 30 35
i0 +3%
i0 -3%
i5
i5 +3%
i5 -3%
i25
+3%
i25 -
3%
i25
i30
i30
+3%
i30 -
3%
0
Время (секунды)
Осциллограмма
сохранена
Перезназначение исходной
отметки i-value (i-значение)
i-value
ОБОЗНАЧЕНИЯ
Полоса нечувствительности

55. i-значение
i0
0 5 60
5
1205
Время (секунды)
i0 +3%
i0 -3%
i5
i5 +3%
i5 -3%
0
1200610
10 Минут10 Минут
I600
+3%
i600 -3%
19 мин. 54
сек.
2 120210 60
0
i60
0
8

56. Ключевые Особенности
• СТАТИЧЕСКИЕ (Тренды)
– UMM: Каждые 80мс по изменению на х% (конфигурируемо)
– TMM: Каждые 500мс по изменению на х% (конфигурируемо)
• Динамические (Осциллограммы)
– “Умный” сбор осциллограмм, основанный на их “интересности”
(алгоритм i-value)
– Минимальное время между сбором осциллограмм: одна
осциллограмма каждые 5 секунд (интервал может быть от 40 мсек до
10 сек)
• SCADA инженера-диагноста
– Может быть полностью идентична SCADA оператора АСУ ТП
• Цена

57. Демонстрация SETPOINT CMS

58. SETPOINT CMS
Пример Мнемосхемы и Диалогового Окна:

59. SETPOINT CMS
Пример Мнемосхемы и Диалогового Окна:

60. SETPOINT CMS
Пример Мнемосхемы и Диалогового Окна:

61. SETPOINT CMS
Пример Мнемосхемы и Диалогового Окна:

62. SETPOINT CMS
Пример Мнемосхемы и Диалогового Окна:

63. SETPOINT CMS
Инструменты анализа вибрационного состояния агрегатов:
1. Тренды
2. Гистограммы
3. Осциллограммы / Спектры (синхронные и асинхронные)
4. Орбиты (Общая, 1Х, 2Х, nX)
5. Диаграммы Боде и Найквиста (1Х, 2Х, nX)
6. Диаграммы всплытия вала
7. Каскадные и Водопадные диаграммы
8. Огибающая / Спектр огибающей
9. Положение штока

64. SETPOINT CMS
Инструменты анализа вибрационного состояния поршневиков:

65. SETPOINT CMS
Инструменты анализа вибрационного состояния поршневиков:

66. SETPOINT CMS
Диагностика неисправностей:
1. Дисбаланс
2. Несоосность роторов
3. Задевания вала о неподвижные части агрегата (уплотнения,
подшипники)
4. Автоколебания
5. Аномальная нагрузка / жесткость
6. Трещина вала
7. Неисправности деталей подшипников качения
8. Неисправности поршневых компрессоров
9. Неисправности электрических машин (электромагнитный
небаланс, межвитковые замыкания)

67. Размеры SETPOINT™

68. Размеры SETPOINT™

69. Примеры Проектов

70. Примеры Проектов

71. SETPOINT CMS
Преимущества
• Максимальная универсализация / унификация
оборудования.
• Увеличенная Надежность.
• Лучшее соотношение цена / качество на рынке
• Новое ПО SETPOINT CMS, не имеющее аналогов по
эффективности, простоте использования, возможностям
доступа и интеграции
• Возможности автоматизированной идентификации
неисправностей