9.1.6 3300 시리즈 감시장치

3300 Series Monitoring System

(1) 개요

1989년에 발표되어 현재까지 사용되고 있는 중요 기계류의 온라인 진동 감시 시스템으로 가장 널리 사용되는 Bently Nevada사의 제품이다. 제품 발표이후에 큰 호응을 얻어서 상업적으로 상당히 큰 성공을 거둔 제품으로 현재까지도 많은 신규 프로젝트에서 가장 많이 설치되는 제품이다. 주된 적용 대상 기계는 일반적으로 중요 기계로 분류되는 터빈/발전기, 산업용 공기압축기, 대형 펌프, 왕복동형 기계류 등에 설치되는 경우가 많지만, 필수 기계로 분류되는 중대형 전동기나 중대형 펌프 등에도 이용된다.

3300 모니터링 시스템은 기존의 모니터링 시스템과 비교할 때 다음과 같은 특징을 가지고 있다.

• Microprocessor가 시스템 동작의 근간이 되는 타입으로 자체 진단 기능을 통하여 신뢰성을 향상시켰으며, 기존의 가동 코일형이 아닌 액정(LCD) 방식으로 지시치를 나타낸다.

• 많은 모니터링 옵션 사항을 Plug-in Jumper를 이용하여 현장에서 쉽게 변경, 재 설정할 수 있다. 현장에서 변경 가능한 옵션은 Monitor Full-scale, Transducer Type, Timed OK/Channel Defeat, Recorder Output, First Out, Alarm Time Delay, Danger Voting Logic, Common Relays, Normally Energized/De-Energized Relay Operation, Latching/Nonlatching Monitor Alarm Mode, Latching/Nonlatching OK Function, Upscale Towards/Away from Probe, Filter Options등이 있다. 예를 들면, 제품 구매 당시에 제품의 사양이 명확하지 않아서 Full-scale이 5 mils pp인 제품을 구매한 경우, 어떠한 이유로 Full-scale을 10 mils pp로 (예를 들면 Alarm 설정치가 7 mils pp인 경우) 바꾸어야 하는 상황이 발생한다면, 기존 제품은 신품을 다시 구매하여야만 하였으나, 이 제품은 현장에서 간단하게 Jumper를 조작하는 것으로 변경할 수 있다.

• API (American Petroleum Institute, 미국 석유 화학 협회) 670과 678 기준을 완전히 충족한다.

(2) 3300 모니터링 시스템 구성

3300 모니터링 시스템은 현장에 영구적으로 설치되어있는 각종 변환기 (진동, 위치 정보, 공정 변수 등)와 변환기로부터 전해지는 연속적인 데이터를 해당 모니터에 연결시켜주는 System Cable, 그리고 모니터링 환경을 제공하는 Rack, 전원 공급 장치(Power Supply), System Monitor와 각각의 목적에 적합한 모니터로 구성되어 있다. 아래는 Proximity Probe를 사용하는 경우의 대표적인 구성 형태이다.

그림 6-47 Bently Nevada 3300 Monitoring System

 

① 변환기 (Transducer) : 진동 또는 위치 등 측정하고자 하는 변수를 전기적인 신호로 변환하는 소자를 말한다. 일반적으로 진동의 변환기로는 변위 변환기 (Proximity Probe System), 속도 변환기 (Velocity Seismoprobe), 가속도 변환기 (Accelerometer)의 세 가지가 이용되나, 이외에도 온도 등 다른 변환기나, 변형된 형태의 다양한 변환기가 감시하고자 하는 변수에 따라 적용된다. 그림 6-48은 Turbine Generator에 설치되는 전형적인 구성이다.

② Field Wiring : 변환기 시스템과 모니터링 시스템을 연결하여 주는 케이블로 변환기의 종류에 따라 2 Wire나 3 Wire 케이블이 이용된다. 노이즈 방지를 위하여 차폐(Shield) 선이 있는 종류의 Cable 사용이 권고되며, 400V 이하의 Cable과 함께 포설 되어야 한다. 일반적인 최대 허용 길이는 300m이다.

③ 3300 모니터 시스템 : 3300 모니터 시스템은 전체적인 껍데기인 Rack, 전원 공급 장치 (Power Supply), System Monitor, 해당 감시 모니터로 구성된다. Rack은 4개의 모듈이 설치될 수 있는 것부터 14개의 모듈이 설치될 수 있는 종류가 있다. 전원 장치는 Rack의 가장 왼쪽에 설치되는 모듈이며, 외부 전원을 인가 받아 다른 모니터 모듈과 변환기 시스템에 필요한 전원을 공급한다. System Monitor는 전원 장치 다음 위치(왼쪽에서 두 번째)에 위치하며, 모니터 시스템이 공통적으로 하여야 할 작업을 진행한다. 즉 예를 들면, 시스템 Reset 기능을 제공하며, 전원 장치의 이상 여부를 감지한다. 이외에 경보 값의 조정 및 여러 작업을 진행하며, 공정용 컴퓨터 (DCS 혹은 PLC)에 상태 데이터를 제공할 수 있는 카드(SDI, Serial Data Interface)와 진동 관리 시스템 (예를 들면 DM2000 시스템)에 필요한 데이터를 제공하는 카드 (DDI, Dynamic Data Interface)가 옵션으로 설치될 수 있다. 그 이후의 Monitor는 감시 목적과 환경에 따라 다양하게 구성될 수 있으며, 3300 모니터 시스템의 경우 감시 목적에 따라 약 20 여개의 모듈 종류가 있다.

그림 6-48 터빈 발전기에 설치된 진동 변위 변환기

(3) 시스템의 특징과 기능

상업적으로 큰 성공을 거둔 제품이며, 목적과 시장 상황에 따라 다양한 제품이 존재한다. 대부분의 모니터링 시스템이 제공하는 현재 변수의 값 지시, 설정된 경보 치에 따른 경보 발생, 경보 발생에 따른 릴레이 구동, 레코더 Output 값 출력, 정밀 측정 장비와의 연계를 위한 Buffered Output 출력을 기본적으로 제공한다. 경보 릴레이는 기계를 정지시킬 수 있는 Trip Logic에 연결되어 특정한 기계 문제점의 발생 시에 기계의 파손이 심하지 않은 상태에서 안전하게 정지시킬 수 있도록 대부분 구성되어 진다.

국내에서 가장 많이 사용되고 있는 제품이므로, 신뢰성은 인정을 받았다고 볼 수 있다. 하지만, 제품의 옵션을 바꾸기 위하여 제품 Board를 만질 경우, 정전기에 의한 고장이 발생할 가능성이 있으므로 정전기 방지용 Kit의 착용이 반드시 요구된다. 기계적인 문제가 발생하였을 경우, 문제점의 원인에 대한 파악은 어려우므로, Computer를 근간으로 하는 데이터 수집 및 관리 시스템에 연결되는 것이 근래의 추세이다.

 

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