• 旋轉機械設備振動(dòng)狀態(tài)監測解決方案———旋轉機械設備振動(dòng)狀態(tài)監測解決方案
    深圳市東深智能技術(shù)有限公司

    旋轉機械廣泛應用于電力,石化,冶金,制造,航空以及幾乎所的工業(yè)部門(mén),是生產(chǎn)中的關(guān)鍵設備,對安全生產(chǎn)影響很大,由于許多無(wú)法避免的因素的影響,經(jīng)常會(huì )出現各種故障,以致降低或失去其預定的功能,甚至造成嚴重的事故,造成人員的傷亡和巨大的經(jīng)濟損失,產(chǎn)生嚴重的社會(huì )影響。
          對旋轉機械進(jìn)行振動(dòng)監測能夠有效減少和上述情況的發(fā)生,保證機器設備的安全高效運行,振動(dòng)是引起機械設備故障的主要原因,而且不同種類(lèi)的故障會(huì )在振動(dòng)的信號上有所表現,通過(guò)對振動(dòng)信號進(jìn)行監測,并加以分析和處理,就能夠隨時(shí)掌握設備的運行狀態(tài)是否正常、發(fā)展趨勢如何等等,通過(guò)掌握這些信息,就能夠在旋轉機械設備發(fā)生嚴重故障和釀成嚴重事故之前發(fā)現問(wèn)題,并提前加以維護修理,能夠有效避免重大事故的發(fā)生。

    實(shí)施振動(dòng)監測系統的意義
    1. 目前“少人職守,無(wú)人值班”是各行業(yè)運行模式發(fā)展的必然趨勢,通過(guò)實(shí)時(shí)在線(xiàn)監測設備的振動(dòng)狀況,從而在控制室甚至是遠端就可以了解和掌握設備的運行狀態(tài)是這種運行模式實(shí)現的基礎之一;
    2. 通過(guò)數據記錄和信號分析,在事故發(fā)生后為事故分析提供有力的證據,能夠減少判斷故障的時(shí)間,減少事故停機造成的損失;
    3. 許多故障的發(fā)生都有一個(gè)由輕到重的發(fā)展過(guò)程。通過(guò)趨勢分析和對異常信號的檢測,能夠早期發(fā)現設備潛在的故障,及時(shí)采取預防措施,避免或減少事故的發(fā)生,延長(cháng)使用期限,提高設備可用率;
    4. 通過(guò)對設備的狀態(tài)分析,可以確定合理的檢修時(shí)機和檢修方案,能夠促進(jìn)檢修模式從事故檢修、定期檢修向視情檢修、狀態(tài)檢修的科學(xué)模式的轉變,避免不必要的停機,并能通過(guò)提高修復速度減少停機時(shí)間,節約維修費用,從而實(shí)現檢修模式的一次革命;
    5. 遠程專(zhuān)家故障診斷模式的應用能夠解決現場(chǎng)專(zhuān)家不足的問(wèn)題,能夠充分利用各領(lǐng)域專(zhuān)家的豐富經(jīng)驗,使故障診斷的整體水平和反應速度有所提高,從而創(chuàng )造巨大的社會(huì )效益和經(jīng)濟效益。
    目前國內振動(dòng)監測的現狀分析
    一、應用分析:
    1、設備狀態(tài)監測與分析系統
            這種系統針對每一個(gè)監測對象(如發(fā)電機組,泵,減速機等)設立一個(gè)現場(chǎng)站,所有的現場(chǎng)站通過(guò)網(wǎng)絡(luò )與中心站相連,構成一種分層分布式結構;現場(chǎng)站負責現場(chǎng)振動(dòng)數據及其他數據采集,中心站對這些數據進(jìn)行多種多樣的分析,如時(shí)域分析、頻域分析、變速分析、時(shí)頻分析、相關(guān)趨勢分析、對比分析、小波分析等,同時(shí)還提供故障征兆提取功能、故障診斷專(zhuān)家系統、狀態(tài)評估系統等功能。
    優(yōu)點(diǎn):信息量大、準確全面
    缺點(diǎn):功能繁多、造價(jià)高、模型局限性大,而且還不成熟
    2、在線(xiàn)振動(dòng)監測系統
            對于工礦企業(yè)的許多旋轉設備,如果采用費用高昂的狀態(tài)監測系統來(lái)進(jìn)行狀態(tài)監測是沒(méi)有必要也不可行的,由于設備類(lèi)型種類(lèi)繁多,故障診斷模型差別很大,目前還沒(méi)有一個(gè)統一的模型能夠兼容如此之多的設備,但是振動(dòng)監測對于旋轉機械的正常運行是非常重要的,因此有必要采用一種既滿(mǎn)足現場(chǎng)機械設備監測要求,能夠實(shí)現完整的振動(dòng)數據采集及基本分析功能,造價(jià)較低的振動(dòng)監測系統。
    二、應用模式:
            一種是在線(xiàn)振動(dòng)監測系統,對于旋轉機械而言,一般通過(guò)對振動(dòng)數據一些簡(jiǎn)單的分析及處理就能大致了解設備的運行狀況,如通過(guò)對振動(dòng)信號進(jìn)行頻域分析就能根據經(jīng)驗判斷設備的狀態(tài),如果在二倍頻處有較大的能量分布,一般是連軸器對中不好引起的問(wèn)題,等等。這種系統具備一定的分析能力,同時(shí)能夠數據保存到歷史記錄,供以后分析,用戶(hù)在使用過(guò)程中可以不斷積累設備故障時(shí)的典型特征,方便以后快速進(jìn)行故障診斷。
            另一種是在DCS系統或其他自動(dòng)控制系統中接入振動(dòng)監測保護裝置,振動(dòng)監測保護裝置將振動(dòng)傳感器傳來(lái)的信號處理后轉換成為電流信號輸出,同時(shí)根據設定的振幅輸出報警節點(diǎn)或保護節點(diǎn)保護旋轉設備。這種模式將振動(dòng)監測納入DCS或其他自動(dòng)化系統的范圍,增強了傳統的自動(dòng)化系統的功能,也能起到保護旋轉機械的作用。

    旋轉機械設備振動(dòng)狀態(tài)監測解決方案
        在全面了解振動(dòng)監測的現狀和調研各類(lèi)用戶(hù)需求的基礎上,東深智能提出了針對不同應用場(chǎng)合的二種振動(dòng)監測系統解決方案。
    1. 振動(dòng)監測功能融入DCS或其他自動(dòng)化系統
        針對中小型旋轉機械如工礦企業(yè)、中小型泵站,小型水輪發(fā)電機組等,測點(diǎn)數目少,專(zhuān)門(mén)為此安裝一套振動(dòng)監測系統沒(méi)有必要,但是一般都安裝有自動(dòng)化系統,如果能夠將振動(dòng)監測的功能融入自動(dòng)化系統,就可以實(shí)現低成本的振動(dòng)監測,同時(shí)也擴展了自動(dòng)化系統的功能,特別是已經(jīng)安裝了自動(dòng)化系統,需要擴充振動(dòng)監測功能就很方便。
        該方案的結構主要用到DIT-JCB系列振動(dòng)監測保護儀,傳感器信號通過(guò)信號電纜接入振動(dòng)監測保護儀,監測儀將振動(dòng)探頭輸出的振動(dòng)信號轉換為4~20mA模擬量輸出,通過(guò)PLC或DCS的數據采集模塊將各測點(diǎn)的振動(dòng)信息采集并傳送到上位機,在上位機能夠實(shí)施監測到各點(diǎn)的振動(dòng)值。
        該方案的思想是在結構上保證簡(jiǎn)單易用,已建自動(dòng)化系統升級改造方便。

    2. 在線(xiàn)振動(dòng)監測系統
        對于一些旋轉機械設備數目比較多的廠(chǎng)站,希望能夠隨時(shí)監測和了解這些設備的運行狀況,這種情況下測點(diǎn)較多并且比較分散,這時(shí)用戶(hù)需要的是一套造價(jià)低廉,性能穩定,安裝方便,功能實(shí)用,使用簡(jiǎn)單,維護工作量少的振動(dòng)監測系統。
        整個(gè)系統由兩大部分組成:現地單元由多臺DIT-JC-100型振動(dòng)擺度監測儀組成,中央單元是一臺或多臺位于控制室的工控機或工作站,它們通過(guò)以太網(wǎng)構成了一套完整的振動(dòng)監測與分析系統。
        以DIT-JC-100型振動(dòng)監測儀為基礎的振動(dòng)監測系統解決方案,這種解決方案性?xún)r(jià)比高,安裝維護簡(jiǎn)便,功能實(shí)用,操作簡(jiǎn)單的特點(diǎn)很好的滿(mǎn)足了用戶(hù)的需求。
    方案特點(diǎn)
        采用以太網(wǎng)通訊,能夠高速地將數據傳送至中央單元。儀器可以就近安裝在傳感器附近,大大減少現場(chǎng)布線(xiàn)工作與成本。以太網(wǎng)可以采用光纖通訊,可以大幅降低工業(yè)現場(chǎng)惡劣的電磁環(huán)境對系統的影響。
        該方案的核心思想就是在保證振動(dòng)監測性能和基本功能的前提下,簡(jiǎn)化振動(dòng)監測系統結構,精簡(jiǎn)振動(dòng)監測系統功能,降低振動(dòng)監測系統造價(jià)。

    主要功能
    一、現地單元(振動(dòng)監測儀器)
    1. 在線(xiàn)采集各通道的振動(dòng)擺度實(shí)時(shí)值;
    2. 實(shí)時(shí)對各通道的振動(dòng)數據進(jìn)行時(shí)域分析和頻域分析得到峰峰值,有效值,平均值,主頻值,主頻峰值,次主頻值及次主頻峰值等; 
    3. 通過(guò)以太網(wǎng)接口實(shí)時(shí)發(fā)送以上監測分析特征值;
    4. 根據要求發(fā)送實(shí)時(shí)波形數據;
    5. 通過(guò)監測儀面板的大屏幕LCD實(shí)時(shí)顯示各通道的振動(dòng)擺度平均值和峰峰值;
    6. 通過(guò)儀器面板的鍵盤(pán)和液晶顯示可設置各通道傳感器的靈敏度、偏移量和工程單位等參數,用以兼容不同廠(chǎng)家的傳感器;并且在設置界面提供了實(shí)時(shí)測試功能,方便用戶(hù)觀(guān)察設置效果,參數設置完成即刻生效;

    二、中央單元(分析軟件)
    1. 配置通道特性參數;
    2. 設置系統參數;
    3. 以表格、棒圖或示意圖的形式實(shí)時(shí)刷新顯示各個(gè)測點(diǎn)的監測分析特征數據;
    4. 根據需要查看和顯示某個(gè)測點(diǎn)或相關(guān)測點(diǎn)的實(shí)時(shí)波形和頻譜分析波形;
    5. 根據設定時(shí)間間隔自動(dòng)進(jìn)行歷史數據記錄;
    6. 根據設置自動(dòng)啟動(dòng)報警和報警記錄功能;
    7. 可記錄報警時(shí)刻相關(guān)測點(diǎn)的實(shí)時(shí)波形數據以供后續分析用;
    8. 將歷史數據以趨勢曲線(xiàn)的形式顯示出來(lái),可給出特定測點(diǎn)參數的總體發(fā)展趨勢;
    9. 將實(shí)時(shí)監測過(guò)程的報警記錄以表格的形式顯示給用戶(hù),用戶(hù)利用此功能可以瀏覽某一段時(shí)間內的超限報警情況,對設備的運行情況有個(gè)全面地了解和認識

     
     
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