4–20 mA trillingssensoren

4–20 mA trillingssensoren voor PLC en machinebewaking

Een 4–20 mA trillingssensor zet het gemeten trillingsniveau direct om naar een industrieel analoog uitgangssignaal. Hierdoor kan de conditie van een machine continu worden bewaakt via een bestaande PLC, DCS, SCADA- of BMS-besturing, zonder dat voor eenvoudige trillingsbewaking een afzonderlijk analysesysteem nodig is.

Dit maakt 4–20 mA trillingssensoren bijzonder geschikt voor machinebouw, retrofit en industriële installaties waarin trillingsbewaking onderdeel moet worden van de bestaande besturing.

Indusen levert verschillende uitvoeringen voor het meten van trillingssnelheid in mm/s, acceleratie in g, gecombineerde trillingssignalen en meerassige trillingen.

Hoe werkt een 4–20 mA trillingssensor?

De sensor meet mechanische trillingen van de machine en zet deze om naar een proportioneel 4–20 mA-signaal.

Een ingesteld meetbereik kan bijvoorbeeld zijn:

• 4 mA = 0 mm/s;

• 20 mA = 25 mm/s.

De PLC kan dit signaal vervolgens omzetten naar de werkelijke trillingswaarde. Zo kunnen bijvoorbeeld:

• actuele trillingswaarden worden weergegeven;

• trends worden opgeslagen;

• waarschuwingsgrenzen worden ingesteld;

• alarmmeldingen worden gegenereerd;

• machines bij een te hoog trillingsniveau worden uitgeschakeld.

Het 4–20 mA-principe wordt veel toegepast binnen industriële procesbesturing en maakt het eenvoudig om trillingsbewaking toe te voegen aan bestaande analoge ingangen.

Velocity of acceleratie: wat wilt u meten?

Binnen 4–20 mA trillingsbewaking kan onder andere worden gekozen tussen trillingssnelheid (velocity) en acceleratie. Beide geven informatie over machinegedrag, maar zijn niet voor iedere toepassing hetzelfde.

4–20 mA velocity sensor – mm/s

Voor algemene bewaking van roterende machines wordt vaak trillingssnelheid in mm/s gebruikt.

Velocity-transmitters zijn bijvoorbeeld geschikt voor:

• elektromotoren;

• pompen;

• ventilatoren en blowers;

• compressoren;

• tandwielkasten;

• transporteurs;

• industriële aandrijvingen.

Hansford Sensors biedt hiervoor loop-powered vibration transmitters die een waarde in mm/s omzetten naar 4–20 mA en rechtstreeks kunnen worden aangesloten op onder andere PLC- en SCADA-systemen.

Binnen het programma zijn verschillende meetbereiken beschikbaar. De keuze hiervan wordt afgestemd op het te verwachten trillingsniveau van de machine.

4–20 mA acceleratiesensor – g

Wanneer hogere trillingsfrequenties belangrijker zijn, kan een 4–20 mA acceleratiesensor worden toegepast.

Hierbij wordt acceleratie in g gemeten en omgezet naar een industrieel 4–20 mA-signaal.

Acceleratiemeting kan bijvoorbeeld interessant zijn voor:

• lagerbewaking;

• tandwielkasten;

• hoogtoerige machines;

• mechanische impacts;

• toepassingen waarbij hogere frequentiecomponenten relevant zijn.

De juiste keuze tussen velocity en acceleratie hangt af van de machine, het toerental, de gewenste diagnose en de manier waarop de meetwaarde wordt gebruikt.

Direct een trillingssensor aansluiten op een PLC

Een belangrijk voordeel van een 4–20 mA trillingssensor is de eenvoudige integratie binnen bestaande machinebesturingen.

In principe bestaat de meetketen uit:

Machine → trillingssensor → 4–20 mA → analoge PLC-ingang

De besturing kan vervolgens het gemeten signaal schalen naar bijvoorbeeld mm/s of g.

Hierdoor kan een machinebouwer trillingsbewaking toevoegen zonder een volledig afzonderlijk condition-monitoringsysteem te installeren.

Dit is onder andere interessant voor:

• nieuwe OEM-machines;

• retrofit van bestaande installaties;

• preventieve machinebewaking;

• bewaking van kritische aandrijvingen;

• automatisering van onderhoudsalarmen.

4–20 mA voor condition monitoring

Een 4–20 mA trillingssensor kan worden gebruikt om veranderingen in het algemene trillingsniveau gedurende langere tijd te volgen.

Een stijgende trillingswaarde kan aanleiding zijn om een machine nader te onderzoeken. Veranderingen in trillingsgedrag kunnen onder andere samenhangen met:

• onbalans;

• uitlijnproblemen;

• lagerslijtage;

• mechanische speling;

• veranderingen in aandrijvingen of tandwielkasten;

• veranderende proces- of machinecondities.

Een 4–20 mA transmitter geeft vooral een continue conditiewaarde aan de besturing door. Wanneer daarnaast uitgebreide frequentieanalyse gewenst is, kan een sensor met dynamisch AC-signaal of een afzonderlijke IEPE accelerometer worden toegepast.

4–20 mA én AC-signaal uit één trillingssensor

Voor toepassingen waarbij zowel continue bewaking als verdere trillingsanalyse gewenst is, bestaan dual-output trillingssensoren.

Een dergelijke sensor kan bijvoorbeeld tegelijkertijd leveren:

• 4–20 mA velocity voor de PLC;

• AC acceleration voor een data collector of vibration analyser.

De PLC kan hiermee continu een grenswaarde bewaken, terwijl het dynamische AC-signaal beschikbaar blijft voor uitgebreidere diagnose.

Binnen het Hansford-programma wordt deze combinatie onder andere toegepast in de HS-421-serie. Er zijn daarnaast uitvoeringen met temperatuurmeting en intrinsiek veilige uitvoeringen beschikbaar.

Trilling en temperatuur combineren

Bij condition monitoring wordt naast trillingen regelmatig ook de temperatuur van een machine of lagerpunt bewaakt.

Binnen het assortiment zijn daarom 4–20 mA trillingssensoren beschikbaar met aanvullende temperatuurmeting, bijvoorbeeld:

• 10 mV/°C temperatuursignaal;

• PT100;

• gecombineerde trillings- en temperatuuruitgangen.

Hierdoor kunnen meerdere conditieparameters vanuit één meetpunt worden verzameld.

Dit kan met name interessant zijn voor motoren, pompen, lagerhuizen, tandwielkasten en andere machines waarbij zowel mechanische trillingen als temperatuurontwikkeling relevant zijn.

Triaxiale 4–20 mA trillingssensoren

Wanneer trillingen in meerdere richtingen moeten worden bewaakt, kan een triaxiale 4–20 mA trillingssensor worden toegepast.

Hiermee worden trillingen in drie assen vanuit één montagepunt gemeten.

Hansford biedt onder andere triaxiale transmitters voor directe koppeling met bestaande PLC- en SCADA-systemen. Binnen de velocity-uitvoeringen zijn verschillende meetbereiken beschikbaar, waaronder 0–10, 0–20, 0–25, 0–50 en 0–100 mm/s.

Bekijk ook onze meerassige trillingssensoren.

Intrinsiek veilige en ATEX trillingssensoren

Voor machines in explosiegevaarlijke omgevingen zijn speciale intrinsiek veilige uitvoeringen beschikbaar.

Binnen verschillende Hansford 4–20 mA-series bestaan uitvoeringen voor toepassingen waarbij aanvullende certificering vereist is. Dit maakt trillingsbewaking ook mogelijk binnen bijvoorbeeld:

• chemische industrie;

• olie- en gasinstallaties;

• procesindustrie;

• opslag en overslag;

• andere explosiegevaarlijke omgevingen.

Bij dergelijke toepassingen moet altijd worden gecontroleerd welke certificering, zone en elektrische aansluiting voor de betreffende installatie vereist zijn.

Welke 4–20 mA trillingssensor heb ik nodig?

Voor een betrouwbare meting is niet alleen het uitgangssignaal belangrijk. Bij de selectie kijken we onder andere naar:

• meetgrootheid: velocity of acceleratie;

• meetbereik: bijvoorbeeld mm/s of g;

• frequentiebereik;

• toerental van de machine;

• één- of meerassige meting;

• montagepositie;

• montagedraad;

• top- of side-exit;

• M12, MS-connector of geïntegreerde kabel;

• omgevingstemperatuur;

• beschermingsgraad;

• temperatuurmeting;

• ATEX / IECEx indien vereist;

• beschikbare analoge ingang van PLC, DCS of SCADA.

Ook de montageplaats is belangrijk. Een trillingssensor wordt bij voorkeur zo gemonteerd dat de trillingen van het relevante lagerpunt of machineonderdeel zo direct mogelijk worden overgebracht naar de sensor.

Hansford Sensors 4–20 mA vibration transmitters

Indusen is Sales Partner van Hansford Sensors in Nederland.

Binnen het Hansford-programma zijn verschillende 4–20 mA sensorfamilies beschikbaar voor industriële machinebewaking, waaronder oplossingen voor:

• velocity in mm/s;

• acceleratie in g;

• dual-output 4–20 mA + AC;

• temperatuurmeting;

• intrinsiek veilige toepassingen;

• triaxiale trillingsmeting;

• vibration trip en machinebeveiliging.

Hansford biedt zowel top- als side-entry uitvoeringen en verschillende connector- en kabelmogelijkheden binnen zijn 4–20 mA-programma.

Wilt u eerst terug naar het volledige assortiment? Bekijk alle trillingssensoren.

Bespreek uw toepassing

Wilt u trillingen van een motor, pomp, ventilator, compressor, tandwielkast of andere machine rechtstreeks in uw PLC of besturing bewaken?

Indusen helpt bij het bepalen van het juiste meetprincipe, meetbereik, uitgangssignaal, montage en de geschikte Hansford-uitvoering.

Bespreek uw toepassing met Indusen