旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備振動(dòng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)的解決方案

分類：解決方案日期：2012-09-14 00:00:00 來源：西部工控網(wǎng)

　　旋轉(zhuǎn)機(jī)械廣泛應(yīng)用于電力，石化，冶金，制造，航空以及幾乎所的工業(yè)部門，是生產(chǎn)中的關(guān)鍵設(shè)備，對(duì)安全生產(chǎn)影響很大，由于許多無法避免的因素的影響，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)各種故障，以致降低或失去其預(yù)定的功能，甚至造成嚴(yán)重的事故，造成人員的傷亡和巨大的經(jīng)濟(jì)損失，產(chǎn)生嚴(yán)重的社會(huì)影響。

　　對(duì)旋轉(zhuǎn)機(jī)械進(jìn)行振動(dòng)監(jiān)測(cè)能夠有效減少和上述情況的發(fā)生，保證機(jī)器設(shè)備的安全高效運(yùn)行，振動(dòng)是引起機(jī)械設(shè)備故障的主要原因，而且不同種類的故障會(huì)在振動(dòng)的信號(hào)上有所表現(xiàn)，通過對(duì)振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并加以分析和處理，就能夠隨時(shí)掌握設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)是否正常、發(fā)展趨勢(shì)如何等等，通過掌握這些信息，就能夠在旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備發(fā)生嚴(yán)重故障和釀成嚴(yán)重事故之前發(fā)現(xiàn)問題，并提前加以維護(hù)修理，能夠有效避免重大事故的發(fā)生。

　　實(shí)施振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的意義

　　1. 目前“少人職守，無人值班”是各行業(yè)運(yùn)行模式發(fā)展的必然趨勢(shì)，通過實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)設(shè)備的振動(dòng)狀況，從而在控制室甚至是遠(yuǎn)端就可以了解和掌握設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)是這種運(yùn)行模式實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)之一;

　　2. 通過數(shù)據(jù)記錄和信號(hào)分析，在事故發(fā)生后為事故分析提供有力的證據(jù)，能夠減少判斷故障的時(shí)間，減少事故停機(jī)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)展過程。通過趨勢(shì)分析和對(duì)異常信號(hào)的檢測(cè)，能夠早期發(fā)現(xiàn)設(shè)備潛在的故障，及時(shí)采取預(yù)防措施，避免或減少事故的發(fā)生，延長(zhǎng)使用期限，提高設(shè)備可用率;

　　4. 通過對(duì)設(shè)備的狀態(tài)分析，可以確定合理的檢修時(shí)機(jī)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(zhuǎn)變，避免不必要的停機(jī)，并能通過提高修復(fù)速度減少停機(jī)時(shí)間，節(jié)約維修費(fèi)用，從而實(shí)現(xiàn)檢修模式的一次革命;

　　5. 遠(yuǎn)程專家故障診斷模式的應(yīng)用能夠解決現(xiàn)場(chǎng)專家不足的問題，能夠充分利用各領(lǐng)域?qū)＜业呢S富經(jīng)驗(yàn)，使故障診斷的整體水平和反應(yīng)速度有所提高，從而創(chuàng)造巨大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

　　目前國(guó)內(nèi)振動(dòng)監(jiān)測(cè)的現(xiàn)狀分析

　　一、應(yīng)用分析：

　　1、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與分析系統(tǒng)

　　這種系統(tǒng)針對(duì)每一個(gè)監(jiān)測(cè)對(duì)象(如發(fā)電機(jī)組，泵，減速機(jī)等)設(shè)立一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)站，所有的現(xiàn)場(chǎng)站通過網(wǎng)絡(luò)與中心站相連，構(gòu)成一種分層分布式結(jié)構(gòu);現(xiàn)場(chǎng)站負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)振動(dòng)數(shù)據(jù)及其他數(shù)據(jù)采集，中心站對(duì)這些數(shù)據(jù)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(shì)分析、對(duì)比分析、小波分析等，同時(shí)還提供故障征兆提取功能、故障診斷專家系統(tǒng)、狀態(tài)評(píng)估系統(tǒng)等功能。

　　優(yōu)點(diǎn)：信息量大、準(zhǔn)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、在線振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

　　對(duì)于工礦企業(yè)的許多旋轉(zhuǎn)設(shè)備，如果采用費(fèi)用高昂的狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)來進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)是沒有必要也不可行的，由于設(shè)備類型種類繁多，故障診斷模型差別很大，目前還沒有一個(gè)統(tǒng)一的模型能夠兼容如此之多的設(shè)備，但是振動(dòng)監(jiān)測(cè)對(duì)于旋轉(zhuǎn)機(jī)械的正常運(yùn)行是非常重要的，因此有必要采用一種既滿足現(xiàn)場(chǎng)機(jī)械設(shè)備監(jiān)測(cè)要求，能夠?qū)崿F(xiàn)完整的振動(dòng)數(shù)據(jù)采集及基本分析功能，造價(jià)較低的振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

　　二、應(yīng)用模式：

　　一種是在線振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，對(duì)于旋轉(zhuǎn)機(jī)械而言，一般通過對(duì)振動(dòng)數(shù)據(jù)一些簡(jiǎn)單的分析及處理就能大致了解設(shè)備的運(yùn)行狀況，如通過對(duì)振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行頻域分析就能根據(jù)經(jīng)驗(yàn)判斷設(shè)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(duì)中不好引起的問題，等等。這種系統(tǒng)具備一定的分析能力，同時(shí)能夠數(shù)據(jù)保存到歷史記錄，供以后分析，用戶在使用過程中可以不斷積累設(shè)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(tǒng)或其他自動(dòng)控制系統(tǒng)中接入振動(dòng)監(jiān)測(cè)保護(hù)裝置，振動(dòng)監(jiān)測(cè)保護(hù)裝置將振動(dòng)傳感器傳來的信號(hào)處理后轉(zhuǎn)換成為電流信號(hào)輸出，同時(shí)根據(jù)設(shè)定的振幅輸出報(bào)警節(jié)點(diǎn)或保護(hù)節(jié)點(diǎn)保護(hù)旋轉(zhuǎn)設(shè)備。這種模式將振動(dòng)監(jiān)測(cè)納入DCS或其他自動(dòng)化系統(tǒng)的范圍，增強(qiáng)了傳統(tǒng)的自動(dòng)化系統(tǒng)的功能，也能起到保護(hù)旋轉(zhuǎn)機(jī)械的作用。

　　旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備振動(dòng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)解決方案

　　在全面了解振動(dòng)監(jiān)測(cè)的現(xiàn)狀和調(diào)研各類用戶需求的基礎(chǔ)上，東深智能提出了針對(duì)不同應(yīng)用場(chǎng)合的二種振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)解決方案。

　　1. 振動(dòng)監(jiān)測(cè)功能融入DCS或其他自動(dòng)化系統(tǒng)

　　針對(duì)中小型旋轉(zhuǎn)機(jī)械如工礦企業(yè)、中小型泵站，小型水輪發(fā)電機(jī)組等，測(cè)點(diǎn)數(shù)目少，專門為此安裝一套振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)沒有必要，但是一般都安裝有自動(dòng)化系統(tǒng)，如果能夠?qū)⒄駝?dòng)監(jiān)測(cè)的功能融入自動(dòng)化系統(tǒng)，就可以實(shí)現(xiàn)低成本的振動(dòng)監(jiān)測(cè)，同時(shí)也擴(kuò)展了自動(dòng)化系統(tǒng)的功能，特別是已經(jīng)安裝了自動(dòng)化系統(tǒng)，需要擴(kuò)充振動(dòng)監(jiān)測(cè)功能就很方便。

　　該方案的結(jié)構(gòu)主要用到DIT-JCB系列振動(dòng)監(jiān)測(cè)保護(hù)儀，傳感器信號(hào)通過信號(hào)電纜接入振動(dòng)監(jiān)測(cè)保護(hù)儀，監(jiān)測(cè)儀將振動(dòng)探頭輸出的振動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)換為4～20mA模擬量輸出，通過PLC或DCS的數(shù)據(jù)采集模塊將各測(cè)點(diǎn)的振動(dòng)信息采集并傳送到上位機(jī)，在上位機(jī)能夠?qū)嵤┍O(jiān)測(cè)到各點(diǎn)的振動(dòng)值。

　　該方案的思想是在結(jié)構(gòu)上保證簡(jiǎn)單易用，已建自動(dòng)化系統(tǒng)升級(jí)改造方便。

　　2. 在線振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

　　對(duì)于一些旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備數(shù)目比較多的廠站，希望能夠隨時(shí)監(jiān)測(cè)和了解這些設(shè)備的運(yùn)行狀況，這種情況下測(cè)點(diǎn)較多并且比較分散，這時(shí)用戶需要的是一套造價(jià)低廉，性能穩(wěn)定，安裝方便，功能實(shí)用，使用簡(jiǎn)單，維護(hù)工作量少的振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

　　整個(gè)系統(tǒng)由兩大部分組成：現(xiàn)地單元由多臺(tái)DIT-JC-100型振動(dòng)擺度監(jiān)測(cè)儀組成，中央單元是一臺(tái)或多臺(tái)位于控制室的工控機(jī)或工作站，它們通過以太網(wǎng)構(gòu)成了一套完整的振動(dòng)監(jiān)測(cè)與分析系統(tǒng)。

　　以DIT-JC-100型振動(dòng)監(jiān)測(cè)儀為基礎(chǔ)的振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)解決方案，這種解決方案性價(jià)比高，安裝維護(hù)簡(jiǎn)便，功能實(shí)用，操作簡(jiǎn)單的特點(diǎn)很好的滿足了用戶的需求。

　　方案特點(diǎn)

　　采用以太網(wǎng)通訊，能夠高速地將數(shù)據(jù)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(xiàn)場(chǎng)布線工作與成本。以太網(wǎng)可以采用光纖通訊，可以大幅降低工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)惡劣的電磁環(huán)境對(duì)系統(tǒng)的影響。

　　該方案的核心思想就是在保證振動(dòng)監(jiān)測(cè)性能和基本功能的前提下，簡(jiǎn)化振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，精簡(jiǎn)振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)功能，降低振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)造價(jià)。

　　主要功能

　　一、現(xiàn)地單元(振動(dòng)監(jiān)測(cè)儀器)

　　1. 在線采集各通道的振動(dòng)擺度實(shí)時(shí)值;

　　2. 實(shí)時(shí)對(duì)各通道的振動(dòng)數(shù)據(jù)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. 通過以太網(wǎng)接口實(shí)時(shí)發(fā)送以上監(jiān)測(cè)分析特征值;

　　4. 根據(jù)要求發(fā)送實(shí)時(shí)波形數(shù)據(jù);

　　5. 通過監(jiān)測(cè)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. 通過儀器面板的鍵盤和液晶顯示可設(shè)置各通道傳感器的靈敏度、偏移量和工程單位等參數(shù)，用以兼容不同廠家的傳感器;并且在設(shè)置界面提供了實(shí)時(shí)測(cè)試功能，方便用戶觀察設(shè)置效果，參數(shù)設(shè)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(shù);

　　2. 設(shè)置系統(tǒng)參數(shù);

　　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(cè)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)分析特征數(shù)據(jù);