旋轉(zhuǎn)設(shè)備振動(dòng)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

1、旋轉(zhuǎn)設(shè)備振動(dòng)在線系統(tǒng)技術(shù)方案合肥優(yōu)爾電子科技有限公司2016. 8現(xiàn)狀分析隨著我國(guó)工業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程的加快，對(duì)于連續(xù)生產(chǎn)的企業(yè)而言，大型旋轉(zhuǎn)設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行十分重要，一旦發(fā)生故障，都有可能導(dǎo)致整個(gè)生產(chǎn)線停機(jī)，造成極大的損失。這種損失 可達(dá)每小時(shí)數(shù)十萬(wàn)元之巨，特別是生產(chǎn)過(guò)程智能控制系統(tǒng)的采用，對(duì)關(guān)鍵設(shè)備安全運(yùn)行的 依賴程度越來(lái)越高，因此，對(duì)這些設(shè)備進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)就顯得非常重要。各種旋轉(zhuǎn)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中各零部件磨損并非相同，隨其工作條件而異，但磨損的發(fā)展 是有其規(guī)律的，如果能夠?qū)υO(shè)備受到的這種磨損失效規(guī)律進(jìn)行掌握，設(shè)備各零部件的相對(duì) 運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)將反應(yīng)出振動(dòng)、溫度、聲音的連鎖效應(yīng)，使我們提前知曉設(shè)備各項(xiàng)功能發(fā)生

2、改變 的趨勢(shì)與結(jié)果。國(guó)網(wǎng)銅陵發(fā)電有限公司擁有多種大、中、小型旋轉(zhuǎn)設(shè)備，其較多旋轉(zhuǎn)設(shè)備 占據(jù)著生產(chǎn)中的核心地位。二、系統(tǒng)架構(gòu)旋轉(zhuǎn)設(shè)備振動(dòng)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，通過(guò)無(wú)線自組網(wǎng)和現(xiàn)場(chǎng)總線的方式，將從各傳感單元采 集的數(shù)據(jù)匯集到管理后臺(tái)，通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)處理實(shí)現(xiàn)應(yīng)用服務(wù)，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)前 端設(shè)備、服務(wù)器機(jī)和管理端 PC組成。系統(tǒng)拓?fù)淙缦聢D所示：三、振動(dòng)采集終端振動(dòng)傳感器在旋轉(zhuǎn)設(shè)備兩端軸座（具體部位可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況確定）設(shè)置兩組三維（X、 Y、 Z 方向）加速度振動(dòng)傳感器，測(cè)量振動(dòng)位移矢量，監(jiān)測(cè)主軸與軸瓦（軸座）之間的軸向、徑向游離 與波動(dòng)情況振動(dòng)傳感器利用壓電晶體的正壓電效應(yīng)，當(dāng)壓電晶體在一定方向的外力作用

3、下，它的晶體面產(chǎn)生電壓，采集電路檢測(cè)出這個(gè)電壓值后換算成受力大小F，由公式a=F/m可以得出瞬間加速度大小a，對(duì)加速度二次積分得出瞬間位移量，從而得出被測(cè)對(duì)象振動(dòng)頻譜和 振動(dòng)位移。主要技術(shù)參數(shù)：傳感器類型：IEPE靈敏度：100mV/g加速度量程：100mm/s2速度量程：250mm/s位移量程：13000卩m頻率范圍：12000Hz （土 10%）諧振點(diǎn)：27kHz分辨率：0.001g非線性：w 1%橫向靈敏度：w 3%恒定電流：4mA輸出阻抗：v 100Q激勵(lì)電壓：DC24V溫度范圍：-40+80 C放電時(shí)間常數(shù)：秒振動(dòng)采集器YT-400振動(dòng)采集器是合肥優(yōu)爾電子科技自主研發(fā)的一款高性能IE

4、PE類傳感器信號(hào)采集終端，內(nèi)置了傳感器所需的恒流激勵(lì)和信號(hào)調(diào)理電路，可以不需外部的信號(hào)調(diào)理器而直 接采集IEPE傳感器的輸出信號(hào)。YT-400具有四路大量程、高采樣率、低噪聲的高性能同 步信號(hào)采集通道。每個(gè)通道的量程為土 10V,采樣率高達(dá)128Ksps,并能保證實(shí)時(shí)傳輸?shù)胶?臺(tái)服務(wù)器進(jìn)行顯示與分析。通過(guò)高性能ADC和先進(jìn)的DSP信號(hào)處理技術(shù)，使YT-400具備極 低的采樣噪聲，在IKsps采樣率下采樣噪聲峰峰值僅為，滿量程信號(hào)的信噪比高達(dá)50萬(wàn)。多通道、高采樣率和低噪聲和同步采樣使 YT-400能夠滿足科研與生產(chǎn)中高端信號(hào)監(jiān)測(cè)的需 要。YT-400系列采用跨平臺(tái)通用的動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)作為驅(qū)動(dòng)函數(shù)接

5、口，可工作在Server03/Server 08/Win2000/XP/WIN 7/WIN 8 等操作系統(tǒng)下，支持 VB, VC, C+Builder, Dephi，LabVIEW Matlab等大多數(shù)編程語(yǔ)言。主要技術(shù)參數(shù):輸入通道4路同步采集通道支持IEPE（ ICP）類傳感器BNC接線端子交流輸入IEPE調(diào)理輸出電流：恒定4mA驅(qū)動(dòng)電壓：24V隔直電容：10微法電壓量程到+采樣率128K 64K、32K、16K、8K、4K、2K、1K八檔可調(diào)分辨率128K采樣率下，噪聲峰峰值< 400微伏，無(wú)噪聲分辨率；噪聲有效值 < 60微伏, 有效分辨率，信噪比103dB;64K采樣率下

6、，噪聲峰峰值< 250微伏，無(wú)噪聲分辨率；噪聲有效值 < 38微伏， 有效分辨率，信噪比105dB;32K采樣率下，噪聲峰峰值< 150微伏，無(wú)噪聲分辨率；噪聲有效值 < 23微伏， 有效分辨率，信噪比109dB;16K采樣率下，噪聲峰峰值< 100微伏，無(wú)噪聲分辨率；噪聲有效值 < 16微伏， 有效分辨率，信噪比113dB;8K采樣率下，噪聲峰峰值< 70微伏，無(wú)噪聲分辨率；噪聲有效值 < 10微伏，有 效分辨率，信噪比115dB;4K采樣率下，噪聲峰峰值< 50微伏，無(wú)噪聲分辨率；噪聲有效值 < 9微伏，有 效分辨率，信噪比117

7、dB;2K采樣率下，噪聲峰峰值< 40微伏，無(wú)噪聲分辨率；噪聲有效值 < 6微伏，有 效分辨率，信噪比121dB;1K采樣率下，噪聲峰峰值< 35微伏，無(wú)噪聲分辨率；噪聲有效值 < 5微伏，有 效分辨率，信噪比123dB;緩存DAQ Buffer: 192K BytesFIFO : 1K Bytes四、后臺(tái)監(jiān)測(cè)軟件軟件功能后臺(tái)軟件實(shí)現(xiàn)的功能如下圖所示：系統(tǒng)主要功能概述（1）實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)測(cè)在旋轉(zhuǎn)設(shè)備示意圖相應(yīng)監(jiān)測(cè)部位實(shí)時(shí)顯示設(shè)備振動(dòng)峰峰值，及時(shí)反映設(shè)備當(dāng)前運(yùn)轉(zhuǎn)情 況和運(yùn)行狀態(tài)。點(diǎn)擊監(jiān)測(cè)點(diǎn)可進(jìn)一步顯示每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)振動(dòng)變化曲線以及頻譜圖下圖為實(shí)時(shí)狀態(tài)圖案例：下圖為振動(dòng)頻譜時(shí)域圖案

8、例：（2）異常告警管理在實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)測(cè)時(shí)對(duì)狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行閾值分析，超出閾值或裝備規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)時(shí)自動(dòng)進(jìn)行異 常告警，在實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)圖中通過(guò)變化紅色告警提示，可以以聲音形式提示用戶。提供對(duì)歷史 告警數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢、分類統(tǒng)計(jì)和比較。（3）振動(dòng)數(shù)據(jù)分析通過(guò)對(duì)歷史狀態(tài)數(shù)據(jù)的分類、梳理和模擬，進(jìn)行時(shí)序分析直觀描述，對(duì)設(shè)備狀態(tài)及變 化趨勢(shì)進(jìn)行分析，繪制趨勢(shì)曲線，來(lái)展現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)重要數(shù)據(jù)點(diǎn)的變化情況。 下圖為監(jiān)測(cè)數(shù) 據(jù)擬合圖案例：（4）故障預(yù)測(cè)診斷根據(jù)預(yù)先設(shè)置的故障線閾值和劣變規(guī)律，進(jìn)行劣化傾向的定量化管理，基于在離線 數(shù)據(jù)分析對(duì)象設(shè)備的劣化傾向程度和減損量的變化趨勢(shì)，通過(guò)周期性對(duì)設(shè)備劣化傾向進(jìn)行 檢測(cè)記錄，按時(shí)間繪制成圖表

9、和曲線，擬合其變化趨勢(shì)，預(yù)測(cè)最佳檢修周期和更換周期， 為制定設(shè)備檢修計(jì)劃提供依據(jù)。根據(jù)旋轉(zhuǎn)設(shè)備的部件參數(shù)和運(yùn)行參數(shù) （轉(zhuǎn)速/軸承類型及型號(hào) /齒輪齒數(shù)等 ） ，自動(dòng)計(jì)算 出軸承內(nèi)圈、外圈、保持架、滾動(dòng)體的故障頻率，結(jié)合軸承水平、垂直、徑向的時(shí)域波形 和頻譜波形，判斷可能故障，如不平衡、不對(duì)中、松動(dòng)、齒輪磨損等；并結(jié)合專家數(shù)據(jù)庫(kù) 中前期積累的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)等數(shù)據(jù)，為有效地診斷軸承的故障提供參考。（5）系統(tǒng)管理提供對(duì)旋轉(zhuǎn)設(shè)備及監(jiān)測(cè)部位、技術(shù)參數(shù)等基本信息維護(hù)，提供對(duì)采集網(wǎng)絡(luò)、采集周期等采集基本信息維護(hù)，提供對(duì)系統(tǒng)用戶及權(quán)限配置等系統(tǒng)基礎(chǔ)功能。五、實(shí)施單位簡(jiǎn)介合肥優(yōu)爾電子科技有限公司，是由中國(guó)科技大學(xué)多

10、名博士基于科研成果產(chǎn)業(yè)化發(fā)起并 組建的創(chuàng)新型企業(yè)，位于合肥高新區(qū)國(guó)家大學(xué)科技園，系國(guó)家“高新技術(shù)”企業(yè)和安徽省“雙軟認(rèn)證”企業(yè)，公司管理體系通過(guò)GB/T 19001-2008/ISO 9001:2008認(rèn)證，并且正在按照CMMI集成模型框架管理和改進(jìn)過(guò)程，建立高標(biāo)準(zhǔn)、高效率、低成本的軟件成果產(chǎn)業(yè) 化機(jī)制。企業(yè)致力于能源電力、化工建材和冶金制造等工業(yè)企業(yè)信息化與工業(yè)化融合技術(shù)開(kāi)發(fā) 應(yīng)用，擁有多項(xiàng)核心技術(shù)成果和數(shù)十項(xiàng)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，具有高水平的系統(tǒng)技術(shù)集成能力和 嵌入式產(chǎn)品開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)，其專業(yè)技術(shù)處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。企業(yè)主要產(chǎn)品為：工業(yè)一體化智能巡檢儀、分布式無(wú)線采集器、無(wú)線數(shù)據(jù)中繼器、數(shù) 據(jù)收發(fā)器、綜合環(huán)境數(shù)據(jù)探測(cè)器等工業(yè)移動(dòng)計(jì)算終端，并基于專業(yè)化終端產(chǎn)品為用戶定制 工業(yè)設(shè)備點(diǎn)巡檢系統(tǒng)、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)、企業(yè)能源管理系統(tǒng)、煤場(chǎng)數(shù)字化及 燃煤優(yōu)化配比管理系統(tǒng)、設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等應(yīng)用方案與工程實(shí)施。作為中國(guó)科技大學(xué)數(shù)據(jù)融合實(shí)驗(yàn)室的校外基地，企業(yè)建立了完備的“產(chǎn)學(xué)研”技術(shù)開(kāi) 發(fā)體系，擁有學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)、技術(shù)精湛的研發(fā)團(tuán)隊(duì)，在涉及工控信息化領(lǐng)域的多個(gè)研究方向具 備學(xué)科領(lǐng)頭和創(chuàng)新能力。多數(shù)員工具有電子信息工程、計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)和工業(yè)控制與自動(dòng) 化等方向良好的教育背景和從業(yè)經(jīng)驗(yàn)。在對(duì)業(yè)務(wù)及需求不斷深入