BENTLEY 3500/65 145988-02

一、技术参数

1. 采集核心参数：采用24位高精度A/D转换器，单通道采样率25.6kHz，多通道同步采样误差≤50ns；支持轴振动、轴位移、键相、偏心、差胀、转速等多参数采集，振动测量范围0~100mm/s（峰峰值），轴位移测量范围0~50mm，转速测量范围0~60000r/min；振动测量精度±0.2% FS，轴位移测量精度±0.05% FS，转速测量精度±0.01% FS；频率响应范围0.05Hz~10kHz，可覆盖超低速到高速机组的振动频率需求；内置8阶FIR滤波器，支持低通、高通、带通及陷波滤波，滤波截止频率可通过软件精准配置（步长1Hz）。
2. 冗余与通道参数：采用全冗余架构，包含双独立CPU、双信号处理电路、双通信接口及双电源输入；标准配置4个通用监测通道+1个专用键相通道，支持通道功能自定义（振动/位移/差胀等可配置）；每个通道支持独立的传感器输入类型适配，兼容涡流传感器、速度传感器、加速度传感器及RTD温度传感器；支持传感器断线、短路故障自检测，故障检测响应时间≤50ms；模块支持热插拔功能，冗余模块切换时间≤10ms，确保监测无间断。
3. 报警与联锁参数：每个通道支持3级报警（预警、报警、危险）+1级紧急停车联锁，阈值可通过软件独立配置，支持绝对值、相对值、趋势变化率三种报警模式；报警响应时间≤5ms，危险级报警可直接触发机组紧急停车联锁；配备4组冗余继电器输出（2组报警、2组联锁），继电器额定参数AC 250V/10A、DC 24V/15A，支持无源/有源输出切换；支持报警延时（0~30s可调）、报警防抖（0~100ms可调）功能，有效避免误报警；具备报警事件记录功能，记录内容包括事件时间、通道、参数值、报警等级及触发条件，时间戳精度±1ms。
4. 通信与存储参数：支持双重冗余通信接口，原生支持RS485、MODBUS-RTU、PROFIBUS-DP协议，可选配以太网模块支持EtherNet/IP、MODBUS-TCP、OPC UA协议；通信速率1200bps~115200bps可调，冗余通信链路自动切换，数据更新周期≤50ms；内置32MB非易失性存储芯片，可存储100000条报警记录、1000条故障记录及10小时连续波形数据（含频谱数据），数据掉电保存时间≥20年；支持与GE APM Predix平台、3500机架显示器及第三方DCS系统无缝对接，可实现数据远程上传与集中管控；具备波形数据实时上传功能，支持故障时刻波形强制捕获。
5. 环境与可靠性参数：工作温度范围-20℃~70℃，存储温度范围-40℃~85℃；相对湿度5%~95%（允许凝露，内置防凝露加热电路）；抗振动性能符合IEC 60068-2-6标准（10Hz~2000Hz，加速度5g），抗冲击性能符合IEC 60068-2-27标准（25g，11ms半正弦波）；防护等级IP20（机架式安装，适配3500系列标准框架）；平均无故障工作时间（MTBF）≥1000000小时；电源输入支持双路冗余24V DC（18V~32V宽范围适配），电源功耗≤15W（单模块）。

二、功能特点

1. 全冗余架构设计，实现无间断运行：采用“双CPU+双信号处理电路+双电源+双通信”全冗余架构，两个独立的处理单元同步并行工作，实时交换运行状态与数据；当主处理单元检测到CPU故障、信号处理异常或电源故障时，备用单元在10ms内自动无缝切换，切换过程中数据采集与报警功能不中断；双电源输入支持热备切换，单路电源故障时不影响模块运行；冗余通信接口支持链路自动切换，确保与上位系统的数据传输无间断，完全满足大型机组“零停机”监测需求。
2. 多通道高精度同步采集，数据全面精准：采用24位高精度A/D转换器与高速同步采样技术，实现4个监测通道+1个键相通道的25.6kHz同步采样，采样误差≤50ns，可精准捕捉大型机组轴系的微小振动与位移变化（最小可检测0.01μm的位移变化）；通道功能支持自定义配置，可根据机组监测需求灵活设置为振动、位移、差胀、转速等不同参数类型，无需更换模块即可适配多场景；内置高精度信号调理电路与8阶FIR滤波器，可有效抑制工业现场的电磁干扰与低频噪声，确保采集数据的稳定性，振动测量精度达±0.2% FS。
3. 集成高级诊断算法，实现故障精准定位：集成本特利专利的“机组健康指数”算法与多维度故障诊断模型，可自动识别旋转设备的不平衡、不对中、轴弯曲、轴承磨损、油膜涡动、喘振等20余种常见故障，诊断准确率≥95%；通过键相通道采集的转速信号，结合多通道振动数据进行三维频谱分析、瀑布图分析及相位分析，生成详细的故障诊断报告，为运维人员提供精准的故障定位依据；支持趋势分析功能，可记录关键参数的长期趋势（分钟/小时/天/月），通过趋势拐点提前预警潜在故障，预警准确率≥90%。
4. 灵活多级联锁保护，保障机组安全：采用“预警-报警-危险-紧急停车”四级保护机制，每个通道的各级阈值可独立配置，支持根据机组不同运行阶段（启动/稳定/停机）自动切换阈值方案；危险级报警与紧急停车联锁采用硬件直连设计，响应时间≤5ms，可直接触发机组紧急停车系统（ETS），避免故障扩大导致严重设备损坏；支持联锁逻辑自定义配置，可根据机组工艺需求设置“多参数与逻辑”“多参数或逻辑”等联锁条件；具备报警与联锁事件的详细记录功能，时间戳精度±1ms，为故障追溯提供完整数据链。
5. 无缝系统集成与便捷运维，降低使用成本：专为3500系列监测框架设计，可与3500/15电源模块、3500/20框架接口模块等无缝集成，支持模块即插即用与热插拔，更换模块时无需停机，运维时间≤10min；支持与GE APM Predix云端平台、DCS系统（如西门子TIA、罗克韦尔ControlLogix）及PLC系统无缝对接，实现数据集中管理与远程监控；配备专用组态软件（3500 Configuration Software），支持可视化参数配置、模块校准、故障模拟测试等功能，无需编写代码即可完成系统调试；模块面板配备高清LCD显示屏与操作按键，可现场查看实时数据、报警信息及故障代码，运维便捷高效。

三、工作原理

1. 冗余数据采集与信号调理：现场传感器（如330101系列涡流传感器、330180速度传感器）采集的轴振动、位移等模拟信号，经配套前置器处理后分别传输至模块的主、备两个信号处理通道；主、备通道内的信号调理电路同时对输入信号进行滤波、放大、隔离处理，去除电磁干扰与噪声；处理后的模拟信号送入24位A/D转换器，在同步时钟控制下完成多通道同步采样，将模拟信号转换为数字信号，采样数据分别暂存至主、备CPU的缓存区。
2. 冗余数据处理与同步校验：主、备CPU同时从缓存区读取采样数据，进行幅值计算、频率分析、相位计算、转速换算等数据处理，得到振动峰峰值、位移平均值、转速、偏心值等关键运行参数；主、备CPU通过内部同步总线实时交换处理后的数据与运行状态，进行数据一致性校验，若偏差≤0.1%则确认数据有效，若偏差超标则自动启动数据修正算法（取平均值或采用主通道数据）；同时，CPU调用内置的故障诊断算法，结合键相通道的转速信号与多通道数据进行频谱分析与故障识别，生成诊断结果。
3. 报警判断与联锁执行：主CPU将处理后的关键参数与预设的四级阈值（预警、报警、危险、紧急停车）进行对比，判断设备运行状态；若参数达到预警阈值，点亮预警指示灯，记录预警事件；达到报警阈值时，触发报警继电器动作，启动现场报警器；达到危险阈值时，触发危险报警继电器并发送报警信号至上位系统；达到紧急停车阈值时，立即触发紧急停车联锁继电器，向机组ETS系统发送停车信号，同时主、备CPU同步记录联锁事件；报警与联锁动作支持延时与防抖设置，避免瞬时干扰导致误动作。
4. 冗余切换与故障自恢复：模块内置冗余监测单元，实时监测主、备CPU的运行状态、电源电压、信号处理电路工作状态；当监测到主CPU故障、主电源中断或主信号通道异常时，立即发送切换指令，备用CPU在10ms内接管所有工作，同时点亮冗余切换指示灯并记录切换事件；故障排除后，模块自动执行主备切换恢复流程，备用CPU将运行参数与状态同步至主CPU，主CPU恢复工作，备用CPU回归冗余状态，整个过程不影响数据采集与报警功能；对于传感器故障，模块自动检测并屏蔽故障通道，发出传感器故障报警，不影响其他通道正常工作。
5. 数据存储与通信传输：主、备CPU同步将实时参数、报警事件、故障诊断结果、冗余切换记录存储至内置的非易失性存储芯片，确保掉电后数据不丢失；通信模块通过冗余通信接口，将实时数据与状态信息传输至3500框架显示器、DCS系统及GE APM云端平台，数据更新周期≤50ms；支持远程组态与运维，运维人员可通过上位系统远程修改参数、校准模块、读取历史数据；当需要现场分析时，可通过组态软件导出历史波形数据与频谱数据，用于故障深度分析。

四、常见故障及解决办法

1. 故障1：冗余切换频繁，模块频繁切换主备状态可能原因：主备电源电压不稳定、主备CPU同步总线故障、主通道信号干扰过大、模块固件版本过低、温度过高导致CPU异常。
2. 解决办法：① 测量主备电源输入电压，确保在18V~32V范围内，电压波动≤±5%，若波动过大加装稳压电源；② 检查模块与框架的连接，重新插拔模块确保接触良好，清理模块底部触点灰尘，若仍异常则更换模块；③ 检查主通道传感器线路，远离动力电缆，屏蔽层单端接地（接地电阻≤4Ω），加装信号隔离器抑制干扰；④ 通过组态软件升级模块固件至最新版本，修复同步算法漏洞；⑤ 检查控制柜通风散热情况，确保环境温度≤70℃，加装散热风扇或更换散热性能更好的控制柜。
3. 故障2：某通道数据异常，显示值波动大或无数据可能原因：传感器或前置器故障、通道接线松动或短路、通道信号调理电路故障、传感器与轴体间隙异常、模块校准过期。
4. 解决办法：① 更换同型号传感器或前置器测试，若数据恢复则为原部件故障；② 检查通道接线端子，重新插拔并紧固，用万用表测量线路通断与绝缘电阻（≥100MΩ），更换故障电缆；③ 将正常通道与故障通道的传感器线路互换，若故障跟随线路转移则为线路问题，否则为模块通道故障，需更换模块；④ 检查传感器与轴体间隙，调整至标准值（如涡流传感器标准间隙1.0mm±0.1mm），确保无摩擦或间隙过大；⑤ 用本特利专用校准工具（如7200校准器）对故障通道重新校准，更新校准数据至模块。
5. 故障3：通信中断，上位系统无法读取数据或数据丢包可能原因：通信线路松动或断裂、通信参数配置错误（地址、波特率、协议）、冗余通信接口故障、上位系统通信卡故障、电磁干扰严重。
6. 解决办法：① 检查通信线路接线，重新插拔并紧固，用万用表测量线路通断，更换破损的屏蔽通信电缆；② 通过组态软件检查模块通信参数，确保与上位系统的地址、波特率、奇偶校验一致，无地址冲突；③ 切换至备用通信接口测试，若通信恢复则为主通信接口故障，需更换模块；④ 更换上位系统通信卡或重启上位系统，排除上位系统故障；⑤ 在通信线路两端加装信号隔离器，将模块与上位系统的接地端连接至同一接地网（接地电阻≤4Ω），抑制电磁干扰。
7. 故障4：报警误动作，无实际故障却触发报警或联锁可能原因：报警阈值设置过低、报警延时与防抖时间过短、传感器安装松动导致信号波动、电磁干扰导致数据失真、诊断算法参数配置不当。
8. 解决办法：① 结合机组正常运行参数，通过组态软件调高报警阈值，确保阈值高于正常运行最大值的20%以上；② 延长报警延时时间（建议3~5s）与防抖时间（建议50~100ms），过滤瞬时干扰信号；③ 检查传感器安装紧固性，重新紧固并锁定，确保运行时无松动，若轴体跳动过大需先修复轴体；④ 优化传感器线路布线，远离变频器、电机等强干扰源，电缆采用双屏蔽层设计；⑤ 通过组态软件调整诊断算法参数，或升级固件至最新版本，优化故障识别逻辑。
9. 故障5：模块无法被框架识别，显示“模块未连接”可能原因：模块与框架接触不良、模块电源故障、框架总线故障、模块固件损坏、模块型号不匹配。
10. 解决办法：① 拔出模块，清理模块底部的金手指触点与框架插槽内的灰尘，重新插入并确保卡紧，检查模块固定卡扣是否到位；② 测量框架给模块的供电电压（应为24V DC），若无电压则检查3500/15电源模块或框架总线；③ 更换模块至框架的其他插槽测试，若仍无法识别则为框架总线故障，需维修框架；④ 对模块进行固件重刷（需使用本特利专用工具），修复损坏的固件；⑤ 确认模块型号为145988-02，与3500框架版本兼容，若型号不匹配则更换对应型号模块。