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机械设备振动状态监测解决方案

发表于:2019-08-15 10:59 作者:新闻小编 来源:新闻小编

  旋转机械广泛应用于电力,石化,冶金,制造,航空以及几乎所的工业部门,是生产中的关键设备,对安全生产影响很大,由于许多无法避免的因素的影响,经常会出现各种故障,以致降低或失去其预定的功能,甚至造成严重的事故,造成人员的伤亡和巨大的经济损失,产生严重的社会影响。

  对旋转机械进行振动监测能够有效减少和上述情况的发生,保证机器设备的安全高效运行,振动是引起机械设备故障的主要原因,而且不同种类的故障会在振动的信号上有所表现,通过对振动信号进行监测,并加以分析和处理,就能够随时掌握设备的运行状态是否正常、发展趋势如何等等,通过掌握这些信息,就能够在旋转机械设备发生严重故障和酿成严重事故之前发现问题,并提前加以维护修理,能够有效避免重大事故的发生。

  实施振动监测系统的意义

  1.目前少人职守,无人值班是各行业运行模式发展的必然趋势,通过实时在线监测设备的振动状况,从而在控制室甚至是远端就可以了解和掌握设备的运行状态是这种运行模式实现的基础之一;

  2.通过数据记录和信号分析,在事故发生后为事故分析提供有力的证据,能够减少判断故障的时间,减少事故停机造成的损失;

  3.许多故障的发生都有一个由轻到重的发展过程。通过趋势分析和对异常信号的检测,能够早期发现设备潜在的故障,及时采取预防措施,避免或减少事故的发生,延长使用期限,提高设备可用率;

  4.通过对设备的状态分析,可以确定合理的检修时机和检修方案,能够促进检修模式从事故检修、定期检修向视情检修、状态检修的科学模式的转变,避免不必要的停机,并能通过提高修复速度减少停机时间,节约维修费用,从而实现检修模式的一次革命;

  5.远程专家故障诊断模式的应用能够解决现场专家不足的问题,能够充分利用各领域专家的丰富经验,使故障诊断的整体水平和反应速度有所提高,从而创造巨大的社会效益和经济效益。

  目前国内振动监测的现状分析

  一、应用分析:

  1、设备状态监测与分析系统

  这种系统针对每一个监测对象(如发电机组,泵,减速机等)设立一个现场站,所有的现场站通过网络与中心站相连,构成一种分层分布式结构;现场站负责现场振动数据及其他数据采集,中心站对这些数据进行多种多样的分析,如时域分析、频域分析、变速分析、时频分析、相关趋势分析、对比分析、小波分析等,同时还提供故障征兆提取功能、故障诊断专家系统、状态评估系统等功能。

  优点:信息量大、准确全面

  缺点:功能繁多、造价高、模型局限性大,而且还不成熟

  2、在线振动监测系统

  对于工矿企业的许多旋转设备,如果采用费用高昂的状态监测系统来进行状态监测是没有必要也不可行的,由于设备类型种类繁多,故障诊断模型差别很大,目前还没有一个统一的模型能够兼容如此之多的设备,但是振动监测对于旋转机械的正常运行是非常重要的,因此有必要采用一种既满足现场机械设备监测要求,能够实现完整的振动数据采集及基本分析功能,造价较低的振动监测系统。

  二、应用模式:

  一种是在线振动监测系统,对于旋转机械而言,一般通过对振动数据一些简单的分析及处理就能大致了解设备的运行状况,如通过对振动信号进行频域分析就能根据经验判断设备的状态,如果在二倍频处有较大的能量分布,一般是连轴器对中不好引起的问题,等等。这种系统具备一定的分析能力,同时能够数据保存到历史记录,供以后分析,用户在使用过程中可以不断积累设备故障时的典型特征,方便以后快速进行故障诊断。

  另一种是在DCS系统或其他自动控制系统中接入振动监测保护装置,振动监测保护装置将振动传感器传来的信号处理后转换成为电流信号输出,同时根据设定的振幅输出报警节点或保护节点保护旋转设备。这种模式将振动监测纳入DCS或其他自动化系统的范围,增强了传统的自动化系统的功能,也能起到保护旋转机械的作用。

  旋转机械设备振动状态监测解决方案

  在全面了解振动监测的现状和调研各类用户需求的基础上,东深智能提出了针对不同应用场合的二种振动监测系统解决方案。

  1.振动监测功能融入DCS或其他自动化系统

  针对中小型旋转机械如工矿企业、中小型泵站,小型水轮发电机组等,测点数目少,专门为此安装一套振动监测系统没有必要,但是一般都安装有自动化系统,如果能够将振动监测的功能融入自动化系统,就可以实现低成本的振动监测,同时也扩展了自动化系统的功能,特别是已经安装了自动化系统,需要扩充振动监测功能就很方便。

  该方案的结构主要用到DIT-JCB系列振动监测保护仪,传感器信号通过信号电缆接入振动监测保护仪,监测仪将振动探头输出的振动信号转换为4~20mA模拟量输出,通过PLC或DCS的数据采集模块将各测点的振动信息采集并传送到上位机,在上位机能够实施监测到各点的振动值。

  该方案的思想是在结构上保证简单易用,已建自动化系统升级改造方便。

  2.在线振动监测系统

  对于一些旋转机械设备数目比较多的厂站,希望能够随时监测和了解这些设备的运行状况,这种情况下测点较多并且比较分散,这时用户需要的是一套造价低廉,性能稳定,安装方便,功能实用,使用简单,维护工作量少的振动监测系统。

  整个系统由两大部分组成:现地单元由多台DIT-JC-100型振动摆度监测仪组成,中央单元是一台或多台位于控制室的工控机或工作站,它们通过以太网构成了一套完整的振动监测与分析系统。

  以DIT-JC-100型振动监测仪为基础的振动监测系统解决方案,这种解决方案性价比高,安装维护简便,功能实用,操作简单的特点很好的满足了用户的需求。

  方案特点

  采用以太网通讯,能够高速地将数据传送至中央单元。仪器可以就近安装在传感器附近,大大减少现场布线工作与成本。以太网可以采用光纤通讯,可以大幅降低工业现场恶劣的电磁环境对系统的影响。

  该方案的核心思想就是在保证振动监测性能和基本功能的前提下,简化振动监测系统结构,精简振动监测系统功能,降低振动监测系统造价。

  主要功能

  一、现地单元(振动监测仪器)

  1.在线采集各通道的振动摆度实时值;

  2.实时对各通道的振动数据进行时域分析和频域分析得到峰峰值,有效值,平均值,主频值,主频峰值,次主频值及次主频峰值等;

  3.通过以太网接口实时发送以上监测分析特征值;

  4.根据要求发送实时波形数据;

  5.通过监测仪面板的大屏幕LCD实时显示各通道的振动摆度平均值和峰峰值;

  6.通过仪器面板的键盘和液晶显示可设置各通道传感器的灵敏度、偏移量和工程单位等参数,用以兼容不同厂家的传感器;并且在设置界面提供了实时测试功能,方便用户观察设置效果,参数设置完成即刻生效;

  二、中央单元(分析软件)

  1.配置通道特性参数;

  2.设置系统参数;

  3.以表格、棒图或示意图的形式实时刷新显示各个测点的监测分析特征数据;

  4.根据需要查看和显示某个测点或相关测点的实时波形和频谱分析波形;

  5.根据设定时间间隔自动进行历史数据记录;

  6.根据设置自动启动报警和报警记录功能;

  7.可记录报警时刻相关测点的实时波形数据以供后续分析用;

  8.将历史数据以趋势曲线的形式显示出来,可给出特定测点参数的总体发展趋势;

  9.将实时监测过程的报警记录以表格的形式显示给用户,用户利用此功能可以浏览某一段时间内的超限报警情况,对设备的运行情况有个全面地了解和认识

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