振動傳感器JK68-XT-08-00-A

在線振動監(jiān)測分析系統(tǒng)

一、系統(tǒng)概述在線振動監(jiān)測及分析系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于電力、石化、冶金、煉油、鋼鐵等工業(yè)領(lǐng)域中的大型機械設(shè)備：如水輪發(fā)電機組、汽輪發(fā)電機組、燃氣輪機、壓縮機組、風機、電機、水泵、齒輪和滾動軸承等進行在線振動監(jiān)測、分析、診斷。該系統(tǒng)可自動連續(xù)地采集與設(shè)備安全有關(guān)地主要狀態(tài)參數(shù)：機組的振動、擺度、鍵相/轉(zhuǎn)速、氣隙、軸振、瓦振、軸位移、脹差、偏心、機組軸承負荷及溫度、壓力和開關(guān)量等，并自動形成各種數(shù)據(jù)庫。它能夠自動識別設(shè)備的運行狀態(tài)，預(yù)測和診斷設(shè)備的故障；能夠促進設(shè)備維修方式向預(yù)測維修（狀態(tài)維修）的轉(zhuǎn)變，確保設(shè)備安全穩(wěn)定地運行。并可以通過WEB方式組成遠程監(jiān)測診斷中心。系統(tǒng)具有極強地可擴充性和可維護性。系統(tǒng)可以組成一個強大的、綜合的振動監(jiān)測故障分析系統(tǒng)。

該系統(tǒng)一般由采集站（也稱下位機）及工作站（上位機）組成，二者通過網(wǎng)絡(luò)集成。采集站實時采集各種信號，并進行分析、存儲和顯示。采集站只能作波形、頻譜和趨勢等簡單分析，而其他復(fù)雜的分析和故障分析就要在工作站才能進行，這種分工ZHUI大限度地簡化采集站上的操作，保證其數(shù)據(jù)采集和存儲的可靠性。工作站可為任何處于控制室、辦公室甚至遠在千里之外的運行Windows操作系統(tǒng)的計算機，只要此計算機可通過網(wǎng)絡(luò)與采集站連接并安裝WLL8000工作站軟件。在工作站上可實時監(jiān)測現(xiàn)場設(shè)備的運行狀態(tài)、對歷史數(shù)據(jù)進行故障分析診斷、備份歷史數(shù)據(jù)、修改系統(tǒng)參數(shù)、備份系統(tǒng)參數(shù)、升級系統(tǒng)程序等。

二、系統(tǒng)特點

1、系統(tǒng)的可靠性硬件系統(tǒng)采用容錯設(shè)計，采用模塊化設(shè)計、積木式結(jié)構(gòu)等。軟件作為相對獨立的產(chǎn)品，應(yīng)嚴格按照工業(yè)現(xiàn)場設(shè)計的要求進行生產(chǎn)和考核。

2、系統(tǒng)的先進性信號采集充分考慮了旋轉(zhuǎn)機械頻譜分析的需要。信號分析方法采用了適用于旋轉(zhuǎn)機械的小波變換技術(shù)、診斷信息和診斷知識的集成技術(shù)、計算機圖形識別技術(shù)等。采用流行的中文Windows 2000 操作系統(tǒng)作為開發(fā)平臺，利用Delphi編程環(huán)境實現(xiàn)。故障診斷系統(tǒng)劃分為征兆獲取、自動診斷、對話診斷以及診斷結(jié)果的存儲、瀏覽和打印等模塊，各功能模塊之間既相互獨立又融為一體，實現(xiàn)了科學(xué)的診斷理論和先進的計算機技術(shù)的結(jié)合。

3、系統(tǒng)的開放性系統(tǒng)采用工業(yè)組態(tài)方式，能夠在線編輯系統(tǒng)的硬件配置參數(shù)、在不改變軟件的前提下，可以滿足將來增加和修改設(shè)備測點配置和監(jiān)測畫面的需要。知識庫為開放式結(jié)構(gòu)，用戶可以將長期運行維護中積累的經(jīng)驗和知識加入知識庫。系統(tǒng)二次開發(fā)能力強，與計算機監(jiān)控系統(tǒng)等有良好的兼容性，遠程WEB服務(wù)功能有助于實現(xiàn) “無人值班”的要求。

4、實用性和針對性硬件的配置與軟件的操作充分考慮用戶的方便，當設(shè)備出現(xiàn)故障前能起到預(yù)防作用，當設(shè)備出現(xiàn)故障時能及時監(jiān)測并作出相應(yīng)分析和診斷。

5、系統(tǒng)集成系統(tǒng)將不同的監(jiān)測系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)進行集中管理，在一個計算機屏幕上顯示所有監(jiān)測設(shè)備的狀態(tài)信息，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，進一步挖掘數(shù)據(jù)內(nèi)部之間的聯(lián)系，提高故障診斷的準確性。

6、在線實時性

系統(tǒng)具有實時響應(yīng)外部事件的能力，確保對設(shè)備運行狀態(tài)進行連續(xù)監(jiān)測，對異常狀態(tài)及時進行診斷。

7、強大的擴展功能系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和軟件具有靈活的擴展功能，留有足夠的硬件接口和軟件容量，便于今后更多的狀態(tài)檢測系統(tǒng)能夠可靠而方便的接入。8000系統(tǒng)除了一般振動分析系統(tǒng)所具有的各種振動圖譜外，還有自己的特有功能，如：軸系運動仿真圖、相關(guān)趨勢分析（橫坐標和縱坐標可任意選，時間段可任意設(shè)定），三維相關(guān)分析、多種動平衡計算、完備數(shù)據(jù)庫管理、遠程診斷分析等等。

三、性能指標上位機配置：由用戶根據(jù)需要配置。

輸入信號：位移傳感器、速度傳感器和加速度傳感器信號，其他過程量及各種智能儀表的標準信號輸出。

輸出信號：電流4-20mA，繼電器輸出、通訊輸出。

測量范圍：

          轉(zhuǎn)速0-5000r/min，0-20000r/min；

          振動0-500μm，0-1000μm，0-2000μm；

          軸位移、脹差：±15mm；

          氣隙：0-50mm；電流：4-20mA

測試誤差：轉(zhuǎn)速≤1r/min，振動≤1μm，軸位移、脹差<0.01mm，相位<3°，其它<0.1％

頻率分析范圍：1/16X-32X轉(zhuǎn)頻，1/4X-128X轉(zhuǎn)頻，1X-1024X轉(zhuǎn)頻,經(jīng)過補償，可測頻率下限為0.5Hz

zhui高A/D單點采集速度：>200KHz

系統(tǒng)整體功耗：<1500W通 訊：100Mbps以太局域網(wǎng)，TCP/IP通訊協(xié)議 MODBUS及OPC通訊協(xié)議，可以與廠內(nèi)DCS、MI系統(tǒng)通訊，可遠程撥號網(wǎng)絡(luò)進行遠程通訊。

測量硬件配置：可根據(jù)實際情況任意組合。

四、系統(tǒng)配置

1、一體化工作站◆ 箱體：19”標準上架型，8U高度

◆ 前面板：前端為高強度鋁合金面板，符合NEMA4或IP65◆ 前端面板帶2個USB、P/S接口和系統(tǒng)控制電源開關(guān)

◆ 觸摸屏顯示：15”彩色TFT高亮度液晶顯示，分辨率1024*768◆ 觸摸鼠標板： 筆記本新型左右鍵觸摸鼠標板◆ 電源：ATX電源， ACE-832AP300W帶PFC功能(標配)

2、分體式工作站◆ 箱體：19”標準上架型，6U高度

◆ 電源：ATX電源， ACE-832AP300W帶PFC功能（標配）數(shù)據(jù)采集箱硬件采用模塊化結(jié)構(gòu)，安裝、維護、更換方便，可靠性好,板之間采用現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)中各模塊均可獨立工作，其中某一通道或某一模塊故障不會影響其他通道或其他模塊正常工作，用戶僅需自行更換發(fā)生故障的模塊即可解決此類故障。每個采集箱WLL8000數(shù)采監(jiān)測系是模塊化結(jié)構(gòu)，除必要的公共模塊外（一塊主板、一塊接口板、一塊存儲板），有9個插槽可用于自由配置測量模塊（鍵相板、振動/擺度采集板、壓力脈動板、模擬量輸入板、模擬量輸出板、開關(guān)量板）。

1、振動采集板振動采集板負責對振動信號（來自電渦流傳感器、速度傳感器和加速度傳感器）進行采集。振動信號可直接從電渦流傳感器的前置器、速度傳感器和加速度傳感器或從二次儀表的緩沖端接入。振動采集板內(nèi)包括信號預(yù)處理單元、低通跟蹤抗混頻濾波器及單片機系統(tǒng)，采集方式采用同起點整周期采樣。振動采集板按通道數(shù)分為兩種類型，每種的性能指標如下：

◆ 采樣速率：每通道400KHz◆ 通道數(shù)：每塊4/8路◆ 采集方式：同起點整周期采樣◆ 測量精度：峰值誤差≤1um相位誤差≤3° 間隙誤差≤0.1V◆ 輸入信號：電渦流傳感器、速度傳感器、加速度傳感器

2、鍵相板

鍵相板是一塊智能鍵相信號處理板，它由單片機進行智能控制，具有測速、整周期采樣控制、觸發(fā)低通跟蹤抗混頻濾波器等功能。鍵相板采用了新穎的閥值電平自動跟蹤電路，從根本上克服了必須經(jīng)常調(diào)整閥值電平的麻煩。其性能指標如下：

◆通道數(shù)：每塊1/2路輸入信號：電渦流傳感器、光電傳感器測量范圍：１～20000◆轉(zhuǎn)／分測量精度：轉(zhuǎn)速誤差≤１轉(zhuǎn)／分

3、壓力脈動采集板

壓力脈動監(jiān)測模塊負責采集水壓信號。從傳感器直接接入，包括信號預(yù)處理單元、低通跟蹤抗混頻濾波器及單片機系統(tǒng)，采集方式采用同起點整周期采樣，在任意轉(zhuǎn)速下系統(tǒng)的采樣頻率均為工頻的256倍頻，保證了采樣的整周期性，每組數(shù)據(jù)連續(xù)采集32周期，可采集到1/32轉(zhuǎn)頻的低頻信號，滿足水輪機組。其性能指標如下：

◆ 采樣速率：200KHZ◆ 通道數(shù)：每塊4/8路◆ 輸入信號：4-20mA◆ 測量精度：誤差≤0.01mH2O◆ 相位誤差：≤3°◆ 間隙誤差：≤0.1V◆ 采集方式：同起點整周期采樣

4、氣隙監(jiān)測模塊氣隙監(jiān)測模塊負責采集空氣間隙信號，采集方式采用同起點整周期采樣，采樣頻率可根據(jù)磁極數(shù)進行設(shè)定。其性能指標如下：

◆ 采樣速率：200KHZ◆ 通道數(shù)：每塊4路◆ 輸入信號：4-20mA◆ 采集方式：同起點整周期采樣◆ 測量精度：誤差≤0.1%

5、緩變量采集板

緩變量采集板負責采集多種緩變量信號（位移、偏心、脹差、溫度、壓力等）。其性能指標如下：

◆ 通道數(shù)：每塊32路◆ 測量精度：≤0.15%◆ 輸入信號:◆0-10mA、4-20mA、0-5V、1-5V、0-10V

6、開關(guān)量采集板

事故報警繼電器開關(guān)信號是事故發(fā)生最直接的反應(yīng)，它的準確獲取對黑匣子功能的實現(xiàn)和故障的準確診斷有著重要的意義。開關(guān)量采集板正是為采集事故報警繼電器開關(guān)信號而設(shè)計，由專門的單片機進行控制，其單個事件的分辨率小于1ms，它不僅能捕捉聯(lián)鎖開關(guān)的動作，而且能準確獲取開關(guān)動作的時間和順序。

◆ 通道數(shù)：每塊16路◆ 分辨率：≤1ms◆ 輸入信號:有源開關(guān)信號或無源觸點信號

7、繼電器輸出板

繼電器輸出板作為WLL8000系統(tǒng)的開關(guān)量輸出，提供十個完全獨立的常開或常閉觸點（干接點，觸點容量為AC 120V 1A 、DC 24V 1A），可作為系統(tǒng)報警或其他用途。每一路是常開還是常閉由板上的跳線進行選擇。由軟件設(shè)定繼電器動作的條件。

8、4-20mA變送輸出板

4-20mA 變送輸出板，提供8路4-20mA變送輸出。變送輸出與通道對應(yīng)由軟件設(shè)定。

9、串行通訊接口板

串行通訊接口板負責接收一些串行通訊過來的信號。通過串行通訊接口板，WLL8000系統(tǒng)可以與一些DCS系統(tǒng)、各種型號的巡檢儀以及其他儀表進行通訊。

◆ 方式：232、422或485；◆ 波特率：2400、4800、9600或19200

六、系統(tǒng)軟件特點

1、系統(tǒng)設(shè)置方便靈活根據(jù)不同監(jiān)測對象的實際要求，可以對保證系統(tǒng)正常工作的各種參數(shù)進行設(shè)置，包括系統(tǒng)構(gòu)成、通道設(shè)置、采集存儲和用戶權(quán)限等。

2、監(jiān)測畫面直觀形象

采用工業(yè)組態(tài)方式，能夠在線編輯所要監(jiān)測的數(shù)據(jù)（如通頻幅值、特征頻率幅值和特征參數(shù)等）以及表現(xiàn)形式，用戶可對當前數(shù)據(jù)或各種歷史數(shù)據(jù)進行多種顯示與分析，以了解機組的當前運行狀態(tài)。在屏幕上顯示所監(jiān)測對象結(jié)構(gòu)簡圖及測點相應(yīng)位置，并在測點所在位置附近動態(tài)顯示ZHUI新的實時數(shù)據(jù)。

3、分析方法多樣化系統(tǒng)提供了三大類幾十種圖譜分析功能：

七、故障診斷分析系統(tǒng)系統(tǒng)是從故障診斷的本質(zhì)出發(fā)，根據(jù)故障診斷反問題的研究成果、故障診斷問題的特點和要求，在Windows環(huán)境下實現(xiàn)的，具有診斷理論的科學(xué)性和診斷技術(shù)的先進性。他建立了適用于汽輪發(fā)電機組、水輪發(fā)電機組、壓縮機/風機、齒輪/軸承故障診斷的開放的知識庫，并具有完善的知識處理模式，特別是其強大的征兆自動獲取能力，提高了故障診斷的實時性和診斷結(jié)果的可靠性。它能夠診斷不平衡、不對中、大軸彎曲、部件脫落、松動、油膜振蕩、氣流激振、旋轉(zhuǎn)失速、喘振、齒輪磨損、齒輪點蝕、齒輪偏心、齒輪局部斷齒、軸承內(nèi)圈故障、軸承外圈故障和軸承滾動體故障等，并給出診斷結(jié)果的可信度、診斷結(jié)果成立的依據(jù)和故障的處理意見。它采用基于規(guī)則、模型和例相結(jié)合的推理模式，運用正反向混合推理策略，可用于在線診斷或離線診斷，并可根據(jù)用戶需要進行自動診斷或?qū)υ捲\斷，增強了系統(tǒng)解決復(fù)雜問題的能力。故障診斷的智能化和自動化，降低了對系統(tǒng)使用人員的要求，使得缺少經(jīng)驗的人員也能取得較高水平的診斷結(jié)果。

此外，系統(tǒng)提供了強大的幫助功能，并提供了典型故障的特征和譜圖、國內(nèi)外典型故障例、常見故障處理方法和振動標準等。

八、完善的網(wǎng)絡(luò)通訊和分析報告系統(tǒng)采用客戶機/服務(wù)器（CliVRSt/Server）結(jié)構(gòu)模式，具有在線軟件升級功能，增強了系統(tǒng)的可維護性，它采用標準的TCP/IP通訊協(xié)議和Winsock編程，能夠與廠MIS系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和數(shù)據(jù)交換，并支持遠程診斷功能。根據(jù)監(jiān)測對象的數(shù)量和性質(zhì)不同，具體的系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)有所不同。系統(tǒng)采用網(wǎng)絡(luò)化結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)庫編程技術(shù)，采用TCP/IP、IPX/SPX、NetBEUI等通訊協(xié)議，采用RS232/RS485（Modbus或IEC60870-5-103、104規(guī)約）和OPC以及以太網(wǎng)等通訊方式，可以從計算機系統(tǒng)（MIS、DCS）中獲取數(shù)據(jù)，同時又可將本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)發(fā)送給計算機系統(tǒng)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和數(shù)據(jù)交換。