電機(jī)振動在線監(jiān)測系統(tǒng)解決方案

1、鈦能科技根據(jù)多年來的狀態(tài)監(jiān)測實(shí)踐，針對電機(jī)故障研發(fā)出了一套電機(jī)振動在線監(jiān)測系統(tǒng)解決方案，對全面推動我司電機(jī)狀態(tài)監(jiān)測工作深入開展發(fā)揮了重要作用。1. 引言電機(jī)是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中的重要電氣 設(shè)備，是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的重要物質(zhì)和技術(shù) 基礎(chǔ)，廣泛 應(yīng)用 于 鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車、輕紡、交通運(yùn)輸、環(huán)保等各個(gè)行業(yè)。各種電機(jī)設(shè)備的技術(shù)水 平和運(yùn)行狀況是影響一個(gè)工業(yè)企業(yè)各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指 標(biāo)的重要因素，電機(jī)故障會對企業(yè) 生產(chǎn)運(yùn)營造成嚴(yán)重影響。一般說來，電機(jī)故障約有60%-70%是通過振動和由振動輻射出的噪聲反映出來的，因此現(xiàn)場 應(yīng)用 中，振動 監(jiān)測 技術(shù)是 應(yīng)用 比較普遍的故障診斷 方 法。電機(jī)

2、振動主要由電樞 平衡、電磁力、軸承磨損、轉(zhuǎn)軸彎曲和安裝不良使電機(jī)與負(fù)載機(jī)械的 不軸引起的。電機(jī)振動三個(gè) 基本 參數(shù)，分別是振幅、 頻率和相位。其中振 心線不對中或傾斜等原因 幅可頻故障（如滾動軸承、齒輪箱故障 用位移、速度和加速度來表示。在 測量過程中我們一般對高 等） 或高速 設(shè)備 進(jìn)行 測量時(shí)， 應(yīng)選加速度為參考量；在對低 頻故障（如不 平衡、不對中等）或低速 設(shè)備 測量時(shí)，選速度為參考量。電機(jī)振動大測量時(shí)， 應(yīng)選位移為參考量；而在進(jìn)行振動的總體狀態(tài) 小必須要滿足國家的電機(jī)振動 標(biāo)準(zhǔn) ，否則會造成很嚴(yán)重的后果。 要做好電機(jī)振動的 監(jiān)測診斷，首先要對診斷對象做全面 的了 解以及必要的機(jī)理 分

3、析，比如 : 機(jī)器的結(jié)構(gòu)和動態(tài)特性（齒輪與軸承規(guī)格、特征 頻率等），機(jī)器的相關(guān)機(jī)件連接情況（如動力源、 基座 等），機(jī)器的運(yùn)行條件（如溫度、壓力、轉(zhuǎn)速）及維修技術(shù)（如故障、維修、潤滑、改造），異常振動的形態(tài)和特性。2. 解決方案2.1 方案概述鈦能科技根 據(jù)已有的技術(shù)規(guī)范，在對鋼鐵、石化、水泥 客戶 廣泛深入調(diào)研的 基礎(chǔ)之上，結(jié)合自 身多年來的技術(shù)積累，精心開發(fā)了電機(jī)振動在監(jiān)測系統(tǒng) ，受到了 客戶 的肯定和好線評。鈦能科技電機(jī)振動在線 監(jiān)測系統(tǒng) 依托先進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)傳感技 通過測定電機(jī) 設(shè)備 特征參 數(shù) 術(shù)，（如設(shè)備的運(yùn)行參 數(shù)，自動生成日 數(shù)據(jù)庫、歷史 數(shù)據(jù)庫及 振動加速度、速度、位移等），計(jì)算

4、并存儲報(bào)警庫。將特征參 數(shù)值 與設(shè)定值進(jìn)行比較，來確定 設(shè)備當(dāng)前是處于正常、異常還是故障狀 態(tài)， 設(shè)備一旦 能多的采集 故障信息，從而獲 出現(xiàn)異?；蛘吖收?，及時(shí)報(bào)警通知運(yùn)行管理人員。盡可 得 設(shè)備的狀態(tài)變化規(guī)律，預(yù) 測設(shè)備 的運(yùn)行發(fā)展 趨勢 ，幫助 用戶查找產(chǎn)生故障的原因，識別、判斷故障的嚴(yán)重程度，為科學(xué)檢修提供指導(dǎo)。2.2 引用標(biāo)準(zhǔn)1) GB/T 29531-2013 泵的振動 測量與評 價(jià)方 法2) GB 4832-1984 大電機(jī)振動 測定方法3) GB/T 10068.2-1988 旋轉(zhuǎn)電機(jī)振動 測定方法及限 值 振動限 值4) GB14711-93中小型旋轉(zhuǎn)電機(jī)安全 通用 要求5)

5、GB/T 33904-2017 工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)儀表服務(wù)協(xié)議6) GB/T 34072-2017 物聯(lián)網(wǎng)溫度變送器規(guī)范2.3 方案介紹鈦能科技電機(jī)振動在線 監(jiān)測系統(tǒng) ，采用了模塊化 設(shè)計(jì)，包括 數(shù)據(jù)采集 單元、 通訊 單元(無線、 有線)、 數(shù)據(jù)計(jì)算與存儲單元、狀態(tài)顯示與報(bào)警單元和診斷 分析 與報(bào)表單元。這些模塊既可以組建全 程無線 監(jiān)測系統(tǒng) 、也可以組建無線有線 監(jiān)測系統(tǒng) 由 用戶 根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境和自身需求靈活選 用。 系統(tǒng)具有 標(biāo)準(zhǔn) 的網(wǎng)絡(luò)接口，傳輸距離無限擴(kuò)展，支持跨 平臺 操作系統(tǒng) ，設(shè)計(jì)界面友好， 數(shù)據(jù) 文件管理 科學(xué)有效。電機(jī)振動在線 監(jiān)測系統(tǒng) 的關(guān)鍵在于 數(shù)據(jù)采集 獲取，為此我們選 用動

6、態(tài)特性好、 頻響范圍寬、工4作溫度量程大、多場合使 用、測量范圍寬、信號 分辨率高、響 應(yīng)速度快、抗干擾 能力強(qiáng)、不受油污 介質(zhì)影響的傳感器，為電機(jī)振動在線 監(jiān)測系統(tǒng) 可靠運(yùn)行打下了堅(jiān)實(shí)的 基礎(chǔ)。通訊層電機(jī) 監(jiān)測點(diǎn)傳感器 采集的信息，在 通訊層通 過狀態(tài)變送器、中繼器（可選）、接收器上傳 數(shù)據(jù)。 變送器 數(shù)據(jù) 無線傳輸?shù)街欣^器，經(jīng)過中繼器（可選）接力到接收器，接收器 通過 2G/4G 網(wǎng)絡(luò)上傳 數(shù) 據(jù)到服務(wù)器，整體架構(gòu)完全無需布線，降低 用戶通訊 組網(wǎng)的施工成 本與改造時(shí)間。應(yīng)用平臺系統(tǒng)將數(shù)據(jù)采集 體系采集 到的 數(shù)據(jù)，輸入至 系統(tǒng) 進(jìn)行結(jié)果 分析和推算。 分析 中需要 用到的行業(yè)經(jīng)驗(yàn) 數(shù)據(jù)等

7、參考 數(shù)據(jù)，系統(tǒng) 自動從專家 數(shù)據(jù) 庫提取，最后 形成用戶使用數(shù)據(jù) 。需要指出的是，對于關(guān)鍵 重要設(shè)備 ，為了及時(shí)發(fā)現(xiàn)機(jī)組的突發(fā)故障和潛在隱患，必須 采用實(shí)時(shí) 監(jiān)測分析系統(tǒng) 。利 用每個(gè)通道 內(nèi)置的 DSP 實(shí)時(shí)處理 系統(tǒng)，實(shí)時(shí)不丟點(diǎn)的對所有 數(shù)據(jù) 進(jìn)行 分析處理。2.4 基本功能電機(jī)振動在線 監(jiān)測系統(tǒng) ，可以實(shí)現(xiàn)電機(jī) 設(shè)備的溫度、振動、軸 承狀態(tài)進(jìn)行自動 監(jiān)測 ，運(yùn)行可靠、使用便捷，實(shí)時(shí)反映 設(shè)備 的運(yùn)行狀態(tài)，為異常 設(shè)備 的故障診斷提供可靠的 數(shù)據(jù) 和方便的分析 手段， 其技術(shù)性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性取代了傳 統(tǒng)的人工巡檢 方式，實(shí)現(xiàn)了工業(yè)企業(yè)大量電機(jī) 設(shè)備 的在線 監(jiān)測， 將企業(yè)的 設(shè)備管理水

8、 平提升到新的高度。設(shè)備監(jiān)測設(shè)備監(jiān)測 圖，顯示 設(shè)備測 點(diǎn)名稱、 測點(diǎn)位置、當(dāng)前 監(jiān)測數(shù)據(jù) 。圖 2 設(shè)備監(jiān)測圖趨勢分析6測點(diǎn)或者多個(gè) 測點(diǎn)的振動 趨勢 。圖 3 測點(diǎn)趨勢圖趨勢分析 包括振動、包絡(luò)、軸位移或者其他參 數(shù)隨時(shí)間的變化 趨勢 。可以切換顯示振動的 通頻、1 倍頻幅值相位、 2 倍頻幅值相位等特征 值的趨勢 。可同時(shí)顯示單個(gè)13波形分析可設(shè)定任意時(shí)間段的 趨勢圖， 波形 圖顯示 趨勢 圖光標(biāo)所在位置的振動 波形 ，以 趨勢 為導(dǎo) 航，定位到需要 分析的數(shù)據(jù) ，趨勢 導(dǎo)航可打開或者關(guān)閉?？稍O(shè)定任意時(shí)間段的 趨勢圖，同時(shí)顯示光 標(biāo)所在位置的 波形 圖和 頻譜 圖，以 趨勢 為導(dǎo)航， 定

9、位到需要 分析 的數(shù)據(jù) 組， 趨勢 導(dǎo)航可關(guān)閉或者打開。圖 5 振動波形與頻譜圖3. 應(yīng)用案例案例 1 ：某油田 采油廠 2# 離心泵泵端振動超 標(biāo)，日常運(yùn)行振動在 6 個(gè)烈度以上，對 應(yīng)頻譜 圖如圖 6 所示， 分析 認(rèn)為存在“跑套”現(xiàn)象，與現(xiàn)場負(fù)責(zé)人員交流，得出結(jié)論：泵長期運(yùn)行， 導(dǎo)致泵軸磨損，與軸承配合間隙嚴(yán)重超 標(biāo)導(dǎo)致。圖 6 采油廠振動烈度 頻譜圖通不暢。案例 2 ：離心泵振動 值逐漸上升， 趨勢 圖信息如圖 7 、 8 所示，主要 頻率為 125 Hz ，對 應(yīng)葉 片 通過頻率，檢查為管道堵塞，流圖 7 離心泵振動 值超標(biāo)設(shè)備圖圖 8 離心泵振動 值超標(biāo)波形圖案例 3 ：螺桿壓縮機(jī)

10、， 2985rp m, 垂直 方向振動大，主要 頻率成分為 200 Hz ，對 應(yīng)螺桿嚙合 頻 率，現(xiàn)場診斷發(fā)現(xiàn)為 基礎(chǔ)共振。如圖 9、 10 所示。圖 9 螺桿壓縮機(jī)垂直 方向振動 案例圖 10 螺桿壓縮機(jī)垂直 方向振動 案例案例 4 ：多級離心泵， 2985rp m, 電機(jī)垂直 方向振動大，主要 頻率成 分為 50 Hz 工頻，泵端振動 正常， 分析 認(rèn)為電機(jī)部 分基 礎(chǔ)剛度不足，現(xiàn)場檢查為支撐框架開裂，如圖11、 12 所示。圖 11 多級離心泵垂直方向振動 案例圖 12 多級離心泵垂直 方向振動 案例4. 客戶價(jià)值1) 通過對電機(jī)振動的 基本 參數(shù)(比如振幅、 頻率和相位等)進(jìn)行 采集 、分析 ，用戶能 夠 遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)掌握電機(jī) 設(shè)備的狀態(tài)信息。 系統(tǒng) 界面友好，操作 方便，注重 用戶體驗(yàn)，電機(jī)狀態(tài)信息一 目了然，能夠幫助 用戶提高電機(jī)的運(yùn)維管理水 平。2) 當(dāng)生產(chǎn) 設(shè)備 有突發(fā)狀況或者異常時(shí)， 系統(tǒng)設(shè) 置決定停機(jī)系統(tǒng)能 夠及時(shí)有效的