Система контроля вибрации машин и механизмов на базе датчиков ZET 139

В статье представлены функциональные особенности, состав и характеристики системы контроля вибрационных характеристик на базе вибродатчиков ZET 139, разработанной специалистами зеленоградской группы компаний ZETLAB. Рассмотрены варианты использования вибродатчиков с различными интерфейсами передачи данных – USB Type-A/С и RS-485 Modbus.

ООО «ЭТМС», г. Зеленоград

скачать pdf >>

Вибромониторинг, позволяющий выявить механическую неисправность по уровню вибрации, – один из самых распространенных способов контроля на производстве. Раннее выявление неисправности дает возможность предотвратить аварию, способную не только привести к финансовым потерям, но и создать угрозу безопасности. Для вибрационного контроля используют системы разного ти­па. Так, в соответствии с ГОСТ Р ИСО 20816-3-2023, если авария механизма может вызвать тяжелые последствия, в процессе эксплуатации виброконтроль должен осуществляться непрерывно с помощью встроенных датчиков. Для менее мощных механизмов применяются установленные или переносные датчики.

Системы данного ти­па разрабатывает и производит группа компаний ZETLAB. Это предприятие работает на рынке измерительного оборудования для промышленных предприятий с 1992 го­да. В состав группы входят две компании: ООО «ЭТМС», ведущее разработку и производство средств измерений, тестирования, и ООО «ЗЭТЛАБ», которое разрабатывает программное обеспечение для выпускаемых приборов и систем. Собственные измерительные приборы и ПО позволяют строить многоканальные измерительные комплексы и системы управления – в частности, системы вибромониторинга для контроля состояния промышленного оборудования в режиме онлайн.

Одним из таких решений является система контроля вибрации на ба­зе трехкомпонентных преобразователей (вибродатчиков) ZET 139. Ее особенность заключается не только в обнаружении дефектов оборудования непосредственно на стадии их развития (изменения дисбаланса, характеристик подшипника, несоосность и др.), но и в возможности оценки причин их возникновения и определения критических зон, требующих более полной диагностики.

Ключевым элементом измерительной системы является преобразователь ZET 139, который оборудован встроенным трехосевым сенсорным устройством, позволяющим измерять мгновенные значения виброхарактеристик по трем взаимно перпендикулярным осям (X, Y, Z). Общий вид системы контроля вибрации показан на рис. 1, примеры установки датчика – на рис. 2.

Рис. 1. Система контроля вибрации на базе трехкомпонентных преобразователей ZET 139

Рис. 2. Примеры установки вибродатчика ZET 139

ZET 139 – устройство менее 3 см (табл. 1). Благодаря компактности его можно установить в самых труднодоступных точках механизмов, объединив несколько датчиков в измерительную линию по интерфейсу RS-485.

Таблица 1. Характеристики системы контроля вибрации на базе трехкомпонентных вибродатчиков ZET 139

Перед монтажом вибродатчика ZET 139 на объекте выполняется предварительное конфигурирование его интерфейсной и измерительной частей. Для этого устройство подключают к персональному компьютеру (ПК) через преобразователь интерфейса (ZET 7070 ли­бо ZET 7076). Са­мо конфигурирование выполняется с помощью ПО ZETLAB (программа «Диспетчер устройств», расположенная в каталоге «Сервисные»).

Вибродатчик устанавливается на специальную магнитную площадку (плоскую или трубную) ти­па ПМП-139, монтируемую на объекте испытаний, или с помощью винта на соответствующую монтажную площадку. При монтаже следует учитывать, что на корпусе вибродатчика показана маркировка осей и устройство рекомендуется устанавливать на месте измерения так, чтобы ось X (или Y) бы­ла расположена на одной линии с валом двигателя (допускается установка в осевом направлении), а ось Z бы­ла перпендикулярна оси двигателя. Для получения наиболее объективной информации датчик следует монтировать как можно ближе к подшипнику механизма или, если это невозможно, то на поверхность, находящуюся в жесткой связи с двигателем. Технические, эксплуатационные и метрологические характеристики системы контроля вибрации на ба­зе трехкомпонентных преобразователей ZET 139 приведены в табл. 1.

Вибродатчик ZET 139 преобразует полученные от трехосевого сенсорного устройства значения в цифровые сигналы, по которым вычисляются величины виброперемещения, виброскорости и виброускорения (пример отображения результатов, полученных в ПО ZETLAB, приведен на рис. 3). Анализ полученной информации и сравнение результатов измерений с заданными пороговыми значениями выполняются во внутреннем процессоре. В случае превышения установленных порогов в устройстве формируется соответствующий сигнал, активирующий силовое ре­ле. В зависимости от предварительно заданных настроек ре­ле продуцирует дискретный аварийный сигнал ли­бо останавливает производственный процесс.

Рис. 3. Экранные формы ПО ZETLAB

Для задач виброконтроля могут применяться вибропреобразователи с различными интерфейсами передачи данных: USB Type-A, USB Type-C или RS-485 (Modbus) (рис. 4). Интерфейсом USB оснащены датчики, использующиеся для портативного измерения локальной вибрации ручным методом: USB Type-A – для прямого подключения к ПК, USB Type-C – для подключения к мобильным устройствам на платформе Android. Датчики с RS-485 (Modbus) позволяют строить системы виброконтроля.

Рис. 4. Трехкомпонентные вибропреобразователи с различными типами интерфейсов передачи информации: а – USB Type-A/С; б – RS-485 Modbus с плоскими магнитными площадками ПМП-139

Например, на базе вибродатчика ZET 139 может быть построен портативный виброанализатор ZETLAB­Vib­ro­Metr mod. 139. Это комплект, который включает в свой состав ZET 139 с интерфейсом USB-C Type-C Slim Multiport с Ethernet-адаптером, а также смартфон или планшет, программное обеспечение и защитный чехол. На экране мобильного устройства отображаются не просто общие показатели вибрации, а полные формы сигналов вибрации в частотной области (при переключении в режим узкополосного спектра), то есть ZETLABVibroMetr mod. 139 является анализатором спектра. Правда, в приложении смартфона полный анализ не выполняется, для этого данные необходимо загрузить в компьютер, на котором установлено специализированное ПО ZETLAB ANALIZ, для че­го требуется интерфейс USB Type-A. Мобильное приложение позволяет решать основные задачи обхода, который выполняется для мониторинга оборудования: контролировать работоспособность системы в целом, выявлять серьезные сбои и регистрировать повышенный уровень вибрации.

В заключение отметим, что оборудование ZETLAB для вибромониторинга находит применение в машиностроении, металлургии, авиации, нефтепереработке, судо- и автомобилестроении, а также в других отраслях промышленности.

Опубликовано в журнале «ИСУП» № 1(121)_2026

ООО «ЭТМС», г. Зеленоград, Москва,
тел.: +7 (495) 739-3919,
эл. почта: zetlab＠zetlab.com

Иллюстрации предоставлены компанией ООО «ЭТМС»