百良煤礦設(shè)備振動(dòng)監(jiān)測技術(shù)方案(wxx)

百良煤礦主(副)提升機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)及天輪軸承震動(dòng)在線監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)技術(shù)方案一、項(xiàng)目背景百良煤礦生產(chǎn)通力0.6Mt/a,服務(wù)年限20a,立井單水平開拓，開采水平+275m,井深478m?，F(xiàn)用主(副)提升機(jī)安設(shè)于90年代，主(副)提升機(jī)型號分別為***,電機(jī)型號分別為***。礦對提升機(jī)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了智慧礦山平臺監(jiān)控，但對于礦井主(副)提升機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)及天輪的監(jiān)控僅有常規(guī)的電壓、電流、溫度等參數(shù)，而能直接反應(yīng)這些設(shè)備運(yùn)行的振動(dòng)信息沒有涉及，對于保護(hù)驅(qū)動(dòng)電機(jī)及天輪失去作用。當(dāng)監(jiān)測到軸承外殼振動(dòng)超標(biāo)時(shí)，安裝其內(nèi)電機(jī)及天輪的軸承很有可能已經(jīng)發(fā)生了較為嚴(yán)重的故障。建立震動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)能夠監(jiān)控主(副)提升機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)及天輪告警信息、管理和運(yùn)行情況，能夠合理調(diào)度維護(hù)人員、準(zhǔn)確掌握主提升機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)及天輪各階段數(shù)據(jù)、保障設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)及減少維護(hù)成本。同時(shí)，對完善智慧礦山管控平臺的功能、提高關(guān)鍵設(shè)備的安全保護(hù)等方面具有重大意義。該項(xiàng)目主要實(shí)現(xiàn)對礦井主(副)提升機(jī)的關(guān)鍵設(shè)備驅(qū)動(dòng)電機(jī)及天輪軸承的動(dòng)態(tài)運(yùn)行數(shù)據(jù)的在線監(jiān)測、狀態(tài)評估及軸承故障識別，具體(1)驅(qū)動(dòng)電機(jī)動(dòng)態(tài)運(yùn)行數(shù)據(jù)的在線監(jiān)測：對驅(qū)動(dòng)電機(jī)的前、后軸承處加裝三軸振動(dòng)傳感器和電機(jī)底座處及頂部加裝單軸傳感器，在天輪軸承的底座及頂部安裝單軸傳感器，通過數(shù)據(jù)采集卡獲取電機(jī)及天輪(2)驅(qū)動(dòng)電機(jī)及天輪狀態(tài)評估：從在線監(jiān)測系統(tǒng)傳送到云端的振三、項(xiàng)目目標(biāo)(2)建立驅(qū)動(dòng)電機(jī)及天輪的運(yùn)行狀態(tài)評估體系，定時(shí)推送分析報(bào)告、展示運(yùn)維狀態(tài)；如圖.五、項(xiàng)目技術(shù)內(nèi)容1、監(jiān)測對象及測點(diǎn)布置共2臺驅(qū)動(dòng)電機(jī)、4個(gè)天輪，擬采用高精度三軸振動(dòng)加速度傳感器布置于驅(qū)動(dòng)電機(jī)的前、后軸承(共4個(gè)),單軸振動(dòng)傳感器布置于電機(jī)底座處及頂部，天輪軸承底座及頂部(共20個(gè))。將軸承處及底座處與水平和豎直方向振動(dòng)數(shù)據(jù)共32路振動(dòng)數(shù)據(jù)。三軸傳感器8個(gè)單軸傳感器7個(gè)主(副)絞振動(dòng)傳感器布置示意圖2、頻率和幅值的預(yù)估利用便攜式振動(dòng)測量儀確定其敏感頻段和幅值范圍為從振動(dòng)信號的頻率構(gòu)成及主要的振動(dòng)表象兩個(gè)方面選擇振動(dòng)測量參數(shù)。從頻率角度看，高頻信號應(yīng)選擇加速度作為測量參數(shù)，振動(dòng)檢測最重要的要求是測量范圍能包含所有主要頻率分量的全部信息，高頻信息包含了機(jī)器內(nèi)部早期缺損信息。從振動(dòng)的表象來看，振動(dòng)信號的統(tǒng)計(jì)特征量，加速度能反映振動(dòng)的真實(shí)性。所以擬采用高精度三軸振動(dòng)加速度傳感器4、傳感器與采集卡的選擇傳感器采用壓電式加速度傳感器。數(shù)據(jù)卡選擇(1)數(shù)據(jù)采集頻率為5kHz,每隔5分鐘采集一次，采集2秒。(2)通道數(shù)選16路。 5、設(shè)備狀態(tài)分析與故障診斷(2)采用相對標(biāo)準(zhǔn)判別法：將機(jī)器運(yùn)行中實(shí)際測得的值與初始(3)采用類比標(biāo)準(zhǔn)判別法：6、系統(tǒng)架構(gòu)●數(shù)據(jù)存儲層：由Msql數(shù)據(jù)庫提供存儲全量數(shù)據(jù)。●數(shù)據(jù)管控層：建立主數(shù)據(jù)通過建立數(shù)據(jù)安全策略，梳理數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)●數(shù)據(jù)可視化層：本平臺統(tǒng)一采用B/S架構(gòu)，無需安裝應(yīng)用程序，(1)由MTDaq22088型數(shù)采單元采集數(shù)據(jù)。行狀態(tài)監(jiān)測，制定故障診斷策略。煤礦主(副)提升機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)及天輪在線監(jiān)測系統(tǒng)總技術(shù)路線見圖1,現(xiàn)場需要在驅(qū)動(dòng)電機(jī)及天輪前、本項(xiàng)目共2臺驅(qū)動(dòng)電機(jī)、4個(gè)天輪，本項(xiàng)目擬采用高精度三軸振動(dòng)加速度傳感器布置于驅(qū)動(dòng)電機(jī)的前、后軸承(共4個(gè)),單軸振動(dòng)傳感器布置于電機(jī)底座處及頂部，天輪軸承底座及頂部(共20個(gè))。將軸承處及底座處與水平和豎直方向振動(dòng)數(shù)據(jù)共32路振動(dòng)數(shù)據(jù)通過動(dòng)態(tài)信號采集儀傳輸給工控機(jī)，數(shù)據(jù)采集頻率為5kHz,每隔5分鐘采集一次，采集2秒。工控機(jī)通過TCP/UDP協(xié)議將振動(dòng)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上項(xiàng)等處理，得到振動(dòng)信號的時(shí)域波形，并對振動(dòng)信號進(jìn)行FFT變換測系統(tǒng)架構(gòu)如圖2所示。數(shù)據(jù)傳送到數(shù)據(jù)傳送到驅(qū)動(dòng)電機(jī)8路振動(dòng)信號將云端的驅(qū)動(dòng)電機(jī)及天輪狀態(tài)數(shù)據(jù)通過MQTT協(xié)議下載到狀態(tài)評估與故障分析中心，獲取信號的峰峰值、均方根值、峭度、歪度等統(tǒng)計(jì)指標(biāo)，提取其中與驅(qū)動(dòng)電機(jī)及天輪運(yùn)行健康狀態(tài)緊密相關(guān)的表征參數(shù)。通過參數(shù)加權(quán)分析、同機(jī)組歷史數(shù)據(jù)對比、數(shù)據(jù)互相關(guān)分析，建立驅(qū)動(dòng)電機(jī)狀態(tài)評估體系，實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的實(shí)時(shí)狀態(tài)評估，定期通過云服務(wù)器發(fā)送驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)評估報(bào)告給百良煤礦智慧管控平(3)針對“軸承故障識別”的研究方案針對驅(qū)動(dòng)電機(jī)及天輪軸承的振動(dòng)異常情況，擬利用奇異值信號處理方法的增強(qiáng)故障特征的優(yōu)點(diǎn)對軸承的振動(dòng)信號進(jìn)行預(yù)處理，通過對處理后的振動(dòng)信號進(jìn)行包絡(luò)分析從而識別出軸承早期故障，通過與該軸承的理論故障頻率對比確定軸承發(fā)生故障的部位。最后將上述狀態(tài)評估與故障識別結(jié)果存入數(shù)據(jù)庫中。狀態(tài)評估及軸承故障識別的具體流程如圖3所示。圖3狀態(tài)評估及軸承故障識別流程產(chǎn)品名稱MySQL因?yàn)槠渌俣?、可靠性和適合性而備受注重。大多數(shù)人都認(rèn)為在不需要事務(wù)化處理的情況下,MySQL是管理內(nèi)容最好的MQTT是一個(gè)基于客戶端-服務(wù)器的消息發(fā)布/訂閱傳輸協(xié)議。其在，通過衛(wèi)星鏈路通信傳感器、偶爾撥號的醫(yī)療設(shè)備、智能家居、及一些小型化設(shè)備中已廣泛使用硬件通信器Tomcat服務(wù)器是一個(gè)免費(fèi)的開放源代碼的Web應(yīng)用服務(wù)器，屬于輕量級應(yīng)用服務(wù)器運(yùn)行程序用于接收處理發(fā)送接收到的數(shù)據(jù)綜合管理程序用于綜合管理調(diào)用展示存儲數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)2硬件配置方案產(chǎn)品名稱用途數(shù)據(jù)緩存簡單處理中心根據(jù)電機(jī)數(shù)據(jù)存儲及數(shù)據(jù)簡單處理顯示數(shù)據(jù)綜合管理存儲中心1數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)綜合管理和存儲內(nèi)存：64G,防爆單軸振動(dòng)傳感器2傳遞單向震動(dòng)信號量程±50g,靈敏度100mV/g(±10%),信號輸出士5V,防護(hù)等級IP68防爆三軸振動(dòng)傳感器2傳遞三向震動(dòng)信號量程±50g,靈敏度100mV/g(±10%),信號輸出±5V,防護(hù)等級IP68六、項(xiàng)目進(jìn)度安排該項(xiàng)目進(jìn)度安排為2021年08月至2021年12月，歷時(shí)5個(gè)月；調(diào)研；形成初步技術(shù)方案并組織評審論證；購置項(xiàng)目所需硬件、搭建模擬測試平臺，軟件初步方案；2021.10～2021.11：完成振動(dòng)傳感器的安裝、采集儀、工控機(jī)、本地?cái)?shù)據(jù)存儲服務(wù)器安裝及調(diào)試，軟件的初步調(diào)試；完成驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)評估、軸承故障識別方法的研究；完成軟件部署和界面驗(yàn)收；完成整個(gè)系統(tǒng)的軟、硬件聯(lián)合調(diào)試。2021.12～2021.12