旋轉機械設備振動狀態監測的解決方案

　　旋轉機械廣泛應用于電力，石化，冶金，制造，航空以及幾乎所的工業部門，是生產中的關鍵設備，對安全生產影響很大，由于許多無法避免的因素的影響，經常會出現各種故障，以致降低或失去其預定的功能，甚至造成嚴重的事故，造成人員的傷亡和巨大的經濟損失，產生嚴重的社會影響。

　　對旋轉機械進行振動監測能夠有效減少和上述情況的發生，保證機器設備的安全高效運行，振動是引起機械設備故障的主要原因，而且不同種類的故障會在振動的信號上有所表現，通過對振動信號進行監測，并加以分析和處理，就能夠隨時掌握設備的運行狀態是否正常、發展趨勢如何等等，通過掌握這些信息，就能夠在旋轉機械設備發生嚴重故障和釀成嚴重事故之前發現問題，并提前加以維護修理，能夠有效避免重大事故的發生。

　　實施振動監測系統的意義

　　1. 目前“少人職守，無人值班”是各行業運行模式發展的必然趨勢，通過實時在線監測設備的振動狀況，從而在控制室甚至是遠端就可以了解和掌握設備的運行狀態是這種運行模式實現的基礎之一;

　　2. 通過數據記錄和信號分析，在事故發生后為事故分析提供有力的證據，能夠減少判斷故障的時間，減少事故停機造成的損失;

　　3. 許多故障的發生都有一個由輕到重的發展過程。通過趨勢分析和對異常信號的檢測，能夠早期發現設備潛在的故障，及時采取預防措施，避免或減少事故的發生，延長使用期限，提高設備可用率;

　　4. 通過對設備的狀態分析，可以確定合理的檢修時機和檢修方案，能夠促進檢修模式從事故檢修、定期檢修向視情檢修、狀態檢修的科學模式的轉變，避免不必要的停機，并能通過提高修復速度減少停機時間，節約維修費用，從而實現檢修模式的一次革命;

　　5. 遠程專家故障診斷模式的應用能夠解決現場專家不足的問題，能夠充分利用各領域專家的豐富經驗，使故障診斷的整體水平和反應速度有所提高，從而創造巨大的社會效益和經濟效益。

　　目前國內振動監測的現狀分析

　　一、應用分析：

　　1、設備狀態監測與分析系統

　　這種系統針對每一個監測對象(如發電機組，泵，減速機等)設立一個現場站，所有的現場站通過網絡與中心站相連，構成一種分層分布式結構;現場站負責現場振動數據及其他數據采集，中心站對這些數據進行多種多樣的分析，如時域分析、頻域分析、變速分析、時頻分析、相關趨勢分析、對比分析、小波分析等，同時還提供故障征兆提取功能、故障診斷專家系統、狀態評估系統等功能。

　　優點：信息量大、準確全面

　　缺點：功能繁多、造價高、模型局限性大，而且還不成熟

　　2、在線振動監測系統

　　對于工礦企業的許多旋轉設備，如果采用費用高昂的狀態監測系統來進行狀態監測是沒有必要也不可行的，由于設備類型種類繁多，故障診斷模型差別很大，目前還沒有一個統一的模型能夠兼容如此之多的設備，但是振動監測對于旋轉機械的正常運行是非常重要的，因此有必要采用一種既滿足現場機械設備監測要求，能夠實現完整的振動數據采集及基本分析功能，造價較低的振動監測系統。

　　二、應用模式：

　　一種是在線振動監測系統，對于旋轉機械而言，一般通過對振動數據一些簡單的分析及處理就能大致了解設備的運行狀況，如通過對振動信號進行頻域分析就能根據經驗判斷設備的狀態，如果在二倍頻處有較大的能量分布，一般是連軸器對中不好引起的問題，等等。這種系統具備一定的分析能力，同時能夠數據保存到歷史記錄，供以后分析，用戶在使用過程中可以不斷積累設備故障時的典型特征，方便以后快速進行故障診斷。

　　另一種是在DCS系統或其他自動控制系統中接入振動監測保護裝置，振動監測保護裝置將振動傳感器傳來的信號處理后轉換成為電流信號輸出，同時根據設定的振幅輸出報警節點或保護節點保護旋轉設備。這種模式將振動監測納入DCS或其他自動化系統的范圍，增強了傳統的自動化系統的功能，也能起到保護旋轉機械的作用。

　　旋轉機械設備振動狀態監測解決方案

　　在全面了解振動監測的現狀和調研各類用戶需求的基礎上，東深智能提出了針對不同應用場合的二種振動監測系統解決方案。

　　1. 振動監測功能融入DCS或其他自動化系統

　　針對中小型旋轉機械如工礦企業、中小型泵站，小型水輪發電機組等，測點數目少，專門為此安裝一套振動監測系統沒有必要，但是一般都安裝有自動化系統，如果能夠將振動監測的功能融入自動化系統，就可以實現低成本的振動監測，同時也擴展了自動化系統的功能，特別是已經安裝了自動化系統，需要擴充振動監測功能就很方便。

　　該方案的結構主要用到DIT-JCB系列振動監測保護儀，傳感器信號通過信號電纜接入振動監測保護儀，監測儀將振動探頭輸出的振動信號轉換為4～20mA模擬量輸出，通過PLC或DCS的數據采集模塊將各測點的振動信息采集并傳送到上位機，在上位機能夠實施監測到各點的振動值。

　　該方案的思想是在結構上保證簡單易用，已建自動化系統升級改造方便。

　　2. 在線振動監測系統

　　對于一些旋轉機械設備數目比較多的廠站，希望能夠隨時監測和了解這些設備的運行狀況，這種情況下測點較多并且比較分散，這時用戶需要的是一套造價低廉，性能穩定，安裝方便，功能實用，使用簡單，維護工作量少的振動監測系統。

　　整個系統由兩大部分組成：現地單元由多臺DIT-JC-100型振動擺度監測儀組成，中央單元是一臺或多臺位于控制室的工控機或工作站，它們通過以太網構成了一套完整的振動監測與分析系統。

　　以DIT-JC-100型振動監測儀為基礎的振動監測系統解決方案，這種解決方案性價比高，安裝維護簡便，功能實用，操作簡單的特點很好的滿足了用戶的需求。

　　方案特點

　　采用以太網通訊，能夠高速地將數據傳送至中央單元。儀器可以就近安裝在傳感器附近，大大減少現場布線工作與成本。以太網可以采用光纖通訊，可以大幅降低工業現場惡劣的電磁環境對系統的影響。

　　該方案的核心思想就是在保證振動監測性能和基本功能的前提下，簡化振動監測系統結構，精簡振動監測系統功能，降低振動監測系統造價。

　　主要功能

　　一、現地單元(振動監測儀器)

　　1. 在線采集各通道的振動擺度實時值;

　　2. 實時對各通道的振動數據進行時域分析和頻域分析得到峰峰值，有效值，平均值，主頻值，主頻峰值，次主頻值及次主頻峰值等;

　　3. 通過以太網接口實時發送以上監測分析特征值;

　　4. 根據要求發送實時波形數據;

　　5. 通過監測儀面板的大屏幕LCD實時顯示各通道的振動擺度平均值和峰峰值;

　　6. 通過儀器面板的鍵盤和液晶顯示可設置各通道傳感器的靈敏度、偏移量和工程單位等參數，用以兼容不同廠家的傳感器;并且在設置界面提供了實時測試功能，方便用戶觀察設置效果，參數設置完成即刻生效;

　　二、中央單元(分析軟件)

　　1. 配置通道特性參數;

　　2. 設置系統參數;

　　3. 以表格、棒圖或示意圖的形式實時刷新顯示各個測點的監測分析特征數據;

　　4. 根據需要查看和顯示某個測點或相關測點的實時波形和頻譜分析波形;

　　5. 根據設定時間間隔自動進行歷史數據記錄;

　　6. 根據設置自動啟動報警和報警記錄功能;

　　7. 可記錄報警時刻相關測點的實時波形數據以供后續分析用;

　　8. 將歷史數據以趨勢曲線的形式顯示出來，可給出特定測點參數的總體發展趨勢;

　　9. 將實時監測過程的報警記錄以表格的形式顯示給用戶，用戶利用此功能可以瀏覽某一段時間內的超限報警情況，對設備的運行情況有個全面地了解和認識