旋轉(zhuǎn)機(jī)械講義

1、旋轉(zhuǎn)機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測與故障故障主 講 人 簡 介軒建平博士軒建平博士 華中科技大學(xué) 控制科學(xué)與工程系博士后 機(jī)械與電子信息系副教授中國振動工程學(xué)會故障診斷專業(yè)委員會理事 一 旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動分析基礎(chǔ)二 旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障特征三 旋轉(zhuǎn)機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)四 旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷實(shí)例主要內(nèi)容機(jī)械振動與轉(zhuǎn)子動力學(xué)的基本概念2 旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動測試的基本概念機(jī)械振動與轉(zhuǎn)子動力學(xué)的基本概念 在特指的機(jī)械系統(tǒng)中，我們把所有由質(zhì)量與彈性的物體組成一個(gè)動力系統(tǒng)（不是靜態(tài)的）產(chǎn)生的震蕩運(yùn)動稱為振動。MK機(jī)械振動與轉(zhuǎn)子動力學(xué)的基本概念2 振動的三要素所有復(fù)雜振動均可分解成多個(gè)簡諧運(yùn)動的合成。最基本的簡諧運(yùn)動形式: Y=Acos(

2、t+j) 振幅 A 位移的最大值 頻率 f = /2 單位時(shí)間同一狀態(tài)出現(xiàn)的次數(shù) 相位 j三個(gè)參數(shù)決定了系統(tǒng)的運(yùn)動狀態(tài),稱:振動的三要素t機(jī)械振動與轉(zhuǎn)子動力學(xué)的基本概念 自由振動 強(qiáng)迫振動 自激振動自由振動是系統(tǒng)受到外界干擾，并去掉激振后產(chǎn)生 的振動，又稱自由響應(yīng)。自由振動反映了系統(tǒng)內(nèi)在的信息。強(qiáng)迫振動：系統(tǒng)在外界干擾作用下的振動響應(yīng)。外激勵力 ：確定性 周期振動外激勵力 ：非確定性 隨機(jī)振動系統(tǒng)外部的非振動的或振動的能量振動系統(tǒng)振動力0)()()(xtkxtcxtm 機(jī)械振動與轉(zhuǎn)子動力學(xué)的基本概念4 振動系統(tǒng)的分類 系統(tǒng)簡化后得到一個(gè)振動系統(tǒng)的組成模型，按照需要確定系統(tǒng)在空間運(yùn)動時(shí)的幾何位置

3、所需要獨(dú)立坐標(biāo)的個(gè)數(shù)可以將振動系統(tǒng)分成： 單自由度系統(tǒng) 多自由度系統(tǒng)定，可以用一個(gè)方程就描述它的運(yùn)動。)sin( tfkxxcxm xc kxxm 為慣性項(xiàng)為阻尼項(xiàng)為彈性恢復(fù)項(xiàng))sin(tf為外激力所謂單自由度系統(tǒng)就是在任何時(shí)刻，系統(tǒng)的位置只需要一個(gè)坐標(biāo)就可以確rmy)sin(4)1 (1222222jtkmrynnn轉(zhuǎn)子的固有頻率轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速nn當(dāng)干擾力的頻率接近系統(tǒng)固有頻率時(shí)，振動迅速增大，此時(shí)系統(tǒng)處于共振狀態(tài)共振狀態(tài)。對于有阻尼系統(tǒng)，阻尼的耗能作用使共振振幅變小，阻尼越大，共振振幅越小。)()()(.21212122221112112121222211121121212222111211t

4、ftftfxxxkkkkkkkkkxxxcccccccccxxxmmmmmmmmmnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnn 機(jī)械振動與轉(zhuǎn)子動力學(xué)的基本概念 一根轉(zhuǎn)子在一定的轉(zhuǎn)速下，如果沒有阻尼衰減作用，此時(shí)給它一個(gè)擾動讓其自由振動的話，那么這個(gè)轉(zhuǎn)子將按照一定的頻率振動下去，這個(gè)振動的頻率只取決于系統(tǒng)本身的質(zhì)量、剛度，與外界的因素?zé)o關(guān)，外界的擾動情況只能影響他振動的幅度，但不會干擾他的振動頻率。這個(gè)頻率我們稱：是這根轉(zhuǎn)子的固有頻率。又叫模態(tài)，是振動系統(tǒng)各點(diǎn)在固有頻率下做簡諧振動時(shí)，波節(jié)與波腹的振動形態(tài)。或說沿軸向分布的橫向振動大小。振型有助于估算轉(zhuǎn)子與固定部件之間的內(nèi)部間隙，并能估算出轉(zhuǎn)軸上

5、節(jié)點(diǎn)的位置。節(jié)點(diǎn)為轉(zhuǎn)軸上振幅為零的位置。55型國產(chǎn)200MW機(jī)組發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子二階振型55型國產(chǎn)200MW機(jī)組低壓轉(zhuǎn)子一階振型臨界轉(zhuǎn)速臨界轉(zhuǎn)速臨界轉(zhuǎn)速（旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動測試的基本概念波形圖就是將振動信號的時(shí)間歷程表示出來。從波形圖可以看出振動信號是否平穩(wěn)、毛刺、削波、調(diào)頻、調(diào)幅等異?，F(xiàn)象。 當(dāng)對時(shí)域波型數(shù)據(jù)進(jìn)行頻譜分析可以看到信號是由哪些頻率成分的分量組成的，以及各個(gè)分量的幅值情況。這是目前進(jìn)行故障診斷與分析最普遍使用的圖形。 以頻率為橫坐標(biāo)，以振幅為縱坐標(biāo)，將分析結(jié)果繪制在圖上就可以得到某一時(shí)刻的頻譜。-101-101010020000.511.50100200300400-1012以工頻為主的振動

6、-202-202010020000.510100200300400-202有低頻的次諧波振動-2-1012-202010020030040000.511.5050100150200250300350400-202有高頻的超諧波振動-2-1012-20205010015020000.0050.0102040608010000.51隨機(jī)振動-2-1012-20205010000.511.50200040006000800010000-2024拍振旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動測試的基本概念 兩種連續(xù)的三維頻譜圖： c 瀑布圖 d 級聯(lián)圖用某一測點(diǎn)在連續(xù)時(shí)間范圍內(nèi)測的的頻譜圖按時(shí)間順序排列組成瀑布圖（通常是在相同的轉(zhuǎn)

7、速下）。瀑布圖中可以看到各種頻率的組成與振幅是如何隨時(shí)間變化的。級聯(lián)圖是轉(zhuǎn)速連續(xù)變化時(shí)的頻譜圖依次組成三維連續(xù)的頻譜圖。他的Z軸是轉(zhuǎn)速，各個(gè)頻率的軸線是傾斜的直線。級聯(lián)圖用來分析與轉(zhuǎn)速相關(guān)的故障比較直觀。旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動測試的基本概念 f 趨勢圖 g 波特圖 h 極坐標(biāo)圖 I 軸心軌跡趨勢是觀察的某個(gè)參數(shù)隨時(shí)間的變化關(guān)系。分析機(jī)組的振動隨時(shí)間、負(fù)荷等的變化時(shí)，趨勢圖非常直觀，對運(yùn)行人員監(jiān)視機(jī)組狀況很有用。（幅值、相位轉(zhuǎn)速）表示振動的幅值、相位隨著轉(zhuǎn)速變化的圖形。通常用來確定機(jī)組的臨界轉(zhuǎn)速。另一個(gè)重要用處就是在進(jìn)行動平衡時(shí)有助于用來分析轉(zhuǎn)子不平衡質(zhì)量所處的軸向位置、不平衡振型的階數(shù)。極坐標(biāo)圖又叫做奈

8、奎斯特圖。就是把波特圖的結(jié)果繪制在極坐標(biāo)上，得到的振幅轉(zhuǎn)速曲線是一條環(huán)形線。判斷轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速，容易得到模態(tài)參數(shù)。用渦流傳感器測試軸振動時(shí)，很容易得到原始的晃度矢量。軸心軌跡就是將轉(zhuǎn)子在軸承中運(yùn)轉(zhuǎn)情況以二維軌跡形式表示出來。必須在一個(gè)平面安裝兩個(gè)互相垂直的渦流傳感器。可以幫助判斷摩擦、油膜渦動、油膜振蕩等具有不同軸心軌跡特征的故障。全全 息息 譜譜將轉(zhuǎn)子各軸承橫斷面的振動信將轉(zhuǎn)子各軸承橫斷面的振動信息加以集成息加以集成完全充分地利用各頻率分量下完全充分地利用各頻率分量下的幅值、頻率和相位信息的幅值、頻率和相位信息旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動測試的基本概念旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動測試的基本概念 當(dāng)我們測量出來振動的位移、速

9、度、加速度后，需要對這些量進(jìn)行度量，常用的有這樣的一些：單峰值，峰峰值，有效值。a. 單峰值b. 峰峰值c .有效值與振動烈度 選用振動烈度的意義：速度的均方根值，振動能量單峰值就是振動的最大點(diǎn)到平衡位置之間的距離。峰峰值實(shí)際上就是振動的波峰與波谷的距離。振動測量儀器輸出的位移振動振幅通常都是峰峰值。有效值又叫均方根值，對于速度振幅的度量，又叫做振動烈度。 Vms 有效值 Vp_p 峰峰值22_ pVpVms 有效值與振動烈度（1）TdttvTVms02)(12022_/81)sin(_/81pVpdttpVpVmsT22_ pVpVms有效值與振動烈度（2） 選用振動烈度的意義 轉(zhuǎn)子故障時(shí)的

10、振動頻率成分復(fù)雜，大量振動失效分析表明：不同頻率的振動有不同的危害，在相同的振幅下，振動頻率越高，產(chǎn)生的危害越大。同時(shí)由于振動的能量與速度的平方成正比，為充分考慮高頻振動對機(jī)組運(yùn)行安全的影響，在機(jī)組振動狀態(tài)的評定中更多采用振動烈度。有效值與振動烈度（3） 選用振動烈度的意義 例 轉(zhuǎn)子振動由兩個(gè)同相位的頻率分量組成，按位移與振動烈度考核，將得到有不同的結(jié)果：（按GB11347.1-89）組成：1X：30um2X：30um振動位移(um)振動烈度(mm/s)合成值52.87.45考核結(jié)果B 區(qū)：機(jī)組可以長期運(yùn)行C 區(qū)：不允許長期運(yùn)行，利用機(jī)會進(jìn)行處理振動烈度與振動位移的換算 簡諧振動下的振動烈度與

11、振動位移的換算260103msPPVA 單位 : 振動位移 um 振動烈度 mm/s 轉(zhuǎn)速 轉(zhuǎn)/分PPAmsV 例：3000轉(zhuǎn)時(shí)，振動烈度是 6mm/s，換算出來，振動位移是：54um。旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動測試的基本概念脈沖測相法j 圖中j 是脈沖信號導(dǎo)前振動信號高點(diǎn)的角度，即振動相位。轉(zhuǎn)子平衡的基本概念與方法 轉(zhuǎn)子平衡的概念 平衡是通過檢測和調(diào)整轉(zhuǎn)子的質(zhì)量分布，即在轉(zhuǎn)子的適當(dāng)?shù)胤郊由希ɑ驕p去）一定大小的質(zhì)量，來減少轉(zhuǎn)子的慣性主軸與旋轉(zhuǎn)軸線的偏離，使機(jī)組振動降到容許的范圍，保障機(jī)組安全、可靠運(yùn)行。 剛性轉(zhuǎn)子與柔性轉(zhuǎn)子的區(qū)分 剛性轉(zhuǎn)子的平衡 柔性轉(zhuǎn)子的平衡剛性轉(zhuǎn)子與柔性轉(zhuǎn)子的區(qū)分 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速在遠(yuǎn)低于它的第

12、一階臨界轉(zhuǎn)速時(shí)，由振動引起的撓曲變形較小，轉(zhuǎn)子不平衡力的產(chǎn)生主要是由于不平衡質(zhì)量偏離轉(zhuǎn)子原始曲線，其偏心距不會因?yàn)檗D(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動發(fā)生變化，這種轉(zhuǎn)子可以認(rèn)為是剛性轉(zhuǎn)子。 按ISO的規(guī)定，如果轉(zhuǎn)子的最高工作轉(zhuǎn)速與第一臨界轉(zhuǎn)速之比小于0.7，就平衡而言，轉(zhuǎn)子可以被認(rèn)為是剛性的。 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速接近于它的臨界轉(zhuǎn)速時(shí)，由于共振轉(zhuǎn)子發(fā)生撓曲變形，不平衡質(zhì)量與原始軸線的距離隨轉(zhuǎn)速變化，即運(yùn)轉(zhuǎn)過程中發(fā)生變形的轉(zhuǎn)子稱為柔性轉(zhuǎn)子。 兩種振動形式 (1)同步振動(又稱強(qiáng)迫振動)：振動的頻率為轉(zhuǎn)子的回轉(zhuǎn)頻率及其諧波。倍頻，主要由轉(zhuǎn)子不平衡、聯(lián)軸器的不對中、安裝不良等因素造成的，其振幅在前隨的升高而升高，在時(shí)隨升高而有所下降，在

13、時(shí)有共振。轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡 質(zhì)心偏離幾何中心。 (1) 制造時(shí)幾何尺寸不同心，材質(zhì)不均勻； (2) 安裝時(shí)由于軸頸不同心造成的偏心； (3) 水平放置過久、受熱不均勻等造成變形而導(dǎo)致偏心； (4) 工作時(shí)物料充填不均勻造成的偏心； (5) 腐蝕性介質(zhì)對轉(zhuǎn)子的不均勻腐蝕； (6) 不均勻結(jié)垢； (7) 軸與子配合過程；故障特征故障特征 軸心軌跡以橢圓為主；l 振動變化以基頻分量為主，振動信號的能量集中于基頻，其振幅增加最大，其它諧波的振幅變化相對較??；l 振動波形近似為正弦波；l 渦動方向與轉(zhuǎn)向相同。轉(zhuǎn)于不平衡的軸心軌跡故障特征故障特征 靠近聯(lián)軸器的軸承振動較大； 二倍頻振動分量的幅值較大； 振動

14、信號的波形為畸變的正弦波； 軸心軌跡呈香蕉形或8字形，正進(jìn)動； 軸承軸向振動與垂直水平方向振動的比值增大，軸心位置不穩(wěn)定。F 全息譜 2X全息橢圓偏心率小 2X全息橢圓長軸與X軸夾角小 為了提高機(jī)組效率，往往把密封間隙、靜葉和動葉之間的間隙做得較小，以減少蒸汽泄漏。但是，小間隙除了會引起流體激振之外，還容易發(fā)生轉(zhuǎn)子與靜止部件的摩擦。汽輪機(jī)由于熱彎曲變形、裝配不善、轉(zhuǎn)子不平衡量大、機(jī)械松動或零部件缺陷等原因，都會引起動靜部件之間發(fā)生碰摩，這是常見的一種故障。 轉(zhuǎn)子與靜止件發(fā)生摩擦有兩種情況：一種是轉(zhuǎn)子在渦動過程中軸頸或轉(zhuǎn)子外緣與靜止件接觸而引起的徑向摩擦；另一種是轉(zhuǎn)子在軸向與靜止件接觸而引起的軸

15、向摩擦。故障特征故障特征 出現(xiàn)從低頻到高頻的較豐富的頻率成分（主要是高頻段），時(shí)域波形有時(shí)有明顯削頂波現(xiàn)象，升速時(shí)振幅階躍上升，降速時(shí)振幅階躍下降，垂直或水平振動與軸向振動幅值比值上升。轉(zhuǎn)子部分碰摩時(shí)，基頻分量有所降低，高倍頻分量有所增大。轉(zhuǎn)子整圈碰摩時(shí)，轉(zhuǎn)子反向渦動的可能性很大，并且渦動頻率與構(gòu)件的固有頻率有關(guān)。 全息譜全息譜 高次諧波分量多高次諧波分量多 橢圓排列不規(guī)則橢圓排列不規(guī)則 橢圓形狀不規(guī)則橢圓形狀不規(guī)則 轉(zhuǎn)軸的橫向裂紋為貝殼狀的弧形裂紋，由于裂紋區(qū)所受的應(yīng)力狀態(tài)不同，轉(zhuǎn)軸的橫向裂紋呈現(xiàn)張開、閉合、時(shí)張時(shí)閉三種情況。故障特征故障特征 1)轉(zhuǎn)軸上有了開裂紋，振動帶有非線性性質(zhì)，出現(xiàn)旋

16、轉(zhuǎn)頻率的2，3x等高倍頻分量。裂紋擴(kuò)展時(shí)，剛度進(jìn)一步降低，1，2等頻率的幅值也隨之增大。 2)機(jī)器開機(jī)或停機(jī)，工作轉(zhuǎn)速通過半臨界轉(zhuǎn)速時(shí)，振幅響應(yīng)有共振峰值； 3)軸上出現(xiàn)裂紋時(shí)，初期擴(kuò)展速度很慢，徑向振幅的增長也很慢，但裂紋的擴(kuò)展會隨著裂紋深度的增大而加速，相應(yīng)地也會出現(xiàn)1及2振幅迅速增加，同時(shí)1及2的相位角也出現(xiàn)異常的波動。(2)亞同步振動 亞同步振動(又稱自激振動)：振動的頻率低于轉(zhuǎn)子的回轉(zhuǎn)頻率。亞同步振動往往在某個(gè)轉(zhuǎn)速突然發(fā)生，對設(shè)備危害極大。造成亞同步振動的原因很多(例油膜渦動)。 油膜渦動的頻率小于旋轉(zhuǎn)角頻率的一半稱半速渦動，是轉(zhuǎn)子中心繞軸承中心轉(zhuǎn)動的亞同步振動現(xiàn)象。實(shí)際： 原因：

17、(1) 軸承中心壓力油不僅被軸頸帶著作圓周運(yùn)動，還向軸承兩側(cè)泄油(端泄)以帶走工作時(shí)產(chǎn)生的熱。 (2) 軸頸與軸承表面粗糙度不一樣，實(shí)際油膜速度分布線向內(nèi)凹進(jìn)。)48. 043. 0( 半速渦動的頻率小于轉(zhuǎn)子的一階固有頻率時(shí)，即wwn時(shí)，半速渦動是一種比較平靜的渦動，其主要特征是：頻譜中的次諧波在半頻處有峰值，其軸心軌跡是基頻與半頻疊加構(gòu)成的較為穩(wěn)定的雙橢圓；相位穩(wěn)定，正進(jìn)動。油膜振蕩油膜振蕩 油膜渦動產(chǎn)生后，隨著工作轉(zhuǎn)速的升高，其渦動頻率也不斷增加，頻譜圖中半頻諧波的振幅也不斷增大，使轉(zhuǎn)子振動加劇。如果轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速升高到第一臨界轉(zhuǎn)速的2倍附近，將產(chǎn)生自激振動，振幅突然驟增，振動非常劇烈，軸心軌

18、跡突然變成擴(kuò)散的不規(guī)則曲線，頻譜圖中的半頻諧波振幅值增加到接近或超過基額振幅，并有組合頻率的特征。若繼續(xù)提高轉(zhuǎn)速，則轉(zhuǎn)子的渦動頻率保持不變，始終等于轉(zhuǎn)子的固有頻率，這種現(xiàn)象稱為油膜振蕩。油膜振蕩是轉(zhuǎn)子的渦動頻率與轉(zhuǎn)子固有頻率油膜振蕩是轉(zhuǎn)子的渦動頻率與轉(zhuǎn)子固有頻率接近時(shí)發(fā)生的自激振動接近時(shí)發(fā)生的自激振動。高速運(yùn)行的流體機(jī)械(例如離心式壓縮機(jī)等)，其流道是根據(jù)額定工況條件下的實(shí)際氣體 流量設(shè)計(jì)的。在設(shè)計(jì)工況條件下，機(jī)器各級間氣體流量匹配，流向合理，流速穩(wěn)定。當(dāng)由于 設(shè)計(jì)制造、安裝維修或運(yùn)行工況等方面的某些原因，機(jī)器實(shí)際運(yùn)行中某一級的實(shí)際流量小于設(shè)計(jì)流量 時(shí)，就會在葉輪的某一流道內(nèi)首先產(chǎn)生氣體脫離團(tuán)

19、（氣流漩渦），占據(jù)了流道的一部分空間，使通流截面減小 。同時(shí)使一個(gè)流道通暢，另一個(gè)流道的氣流失速。以此類推，氣體脫離團(tuán)如此循環(huán)發(fā)生，就在 葉輪內(nèi)形成旋轉(zhuǎn)失速(或稱旋轉(zhuǎn)脫離)，其運(yùn)動方向與葉輪的轉(zhuǎn)動方向相反。旋轉(zhuǎn)失速在葉輪 問產(chǎn)生的壓力波動是激勵轉(zhuǎn)子發(fā)生異常振動的激勵力。 當(dāng)壓縮機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，流量不斷減小達(dá)到Qmin值時(shí)，就會在壓縮機(jī)流道中出現(xiàn)嚴(yán)重的旋 轉(zhuǎn)脫離，流動嚴(yán)重惡化，使壓縮機(jī)出口壓力突然大大下降。由于壓縮機(jī)總是和管網(wǎng)系統(tǒng)聯(lián)合 工作的，這時(shí)管網(wǎng)中的壓力并不馬上減低，于是管網(wǎng)中的氣體壓力反而大于壓縮機(jī)出口處的 壓力，因而管網(wǎng)中的氣體就倒流向壓縮及機(jī)，一直到管網(wǎng)中的壓力下降至低于壓縮機(jī)出口壓

20、力 為止。這時(shí)倒流停止，壓縮機(jī)又開始向管網(wǎng)供氣，經(jīng)過壓縮機(jī)的流量又增大，壓縮機(jī)恢復(fù)正 常工作。但當(dāng)管網(wǎng)中的壓力也恢復(fù)到原來的壓力時(shí)，壓縮機(jī)的流量又減小，系統(tǒng)中氣體又產(chǎn) 生倒流。如此周而復(fù)始，就在整個(gè)系統(tǒng)中產(chǎn)生了周期性的氣流振蕩現(xiàn)象，這種現(xiàn)象稱為“喘 振”。喘振現(xiàn)象不但和壓縮機(jī)中嚴(yán)重的旋轉(zhuǎn)脫離有關(guān)，還和管網(wǎng)系統(tǒng)密切有關(guān)。管網(wǎng)的容量愈 大，則喘振的振幅愈大，頻率愈低；管網(wǎng)的容量愈小，則喘振的振幅愈小，頻率愈高。 武鋼氧氣廠空透、氧透、氮透振動狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng) 上海寶鋼冷軋帶鋼表面質(zhì)量在線監(jiān)控系統(tǒng) 荊門熱電廠200MW汽輪發(fā)電機(jī)組狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng) 寶鋼精軋F(tuán)2軋機(jī)狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)v

21、本系統(tǒng)總測點(diǎn)通道數(shù)為106路，其中： 振動系統(tǒng)80路: 安裝在每軸承垂直方向的軸承振動測點(diǎn)20路: (4+2+4)*2=20 軸振動40路(包括BENTLY3300的輸出): (8+4+8)*2=40 安裝在每根轉(zhuǎn)軸上的鍵相信號10路； 軸向位移10路：5*2=10 溫度量26路： 軸瓦溫度20路: (4+2+4)*2=20； 各機(jī)組進(jìn)口潤滑油溫6路。v根據(jù)需要，系統(tǒng)測點(diǎn)總通道數(shù)可任意增加，只需配置相應(yīng)的硬件，而無需改變系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)?？胀皋D(zhuǎn)速及振動傳感器 氧透轉(zhuǎn)速及振動傳感器 氮透轉(zhuǎn)速及振動傳感器 E臺氧透振動信號 E臺氮透振動信號F臺空透振動信號 F臺氮透振動信號 F臺氧透振動信號信號采集站

22、1信號采集站2信號采集站3E臺空透振動信號信號采集服務(wù)器工程師站服務(wù)器信號采集站4監(jiān)測診斷工作站信號采集站2信號采集站2系 統(tǒng) 主 頁系 統(tǒng) 組 態(tài)狀 態(tài) 監(jiān) 測診 斷 分 析采 樣 數(shù) 據(jù) 庫 管 理輔 助 模 塊系 統(tǒng) 定 義信 號 采 集 組 態(tài)信 號 特 征 量 提 取 組 態(tài)監(jiān) 測 組 態(tài)分 析 組 態(tài)報(bào) 表 組 態(tài)設(shè) 備 維 修 記 錄記 錄 編 輯 、 修 改 、 刪 除數(shù) 據(jù) 備 份統(tǒng) 計(jì) 報(bào) 表W W W 信 息 發(fā) 布W W W 信 息 檢 索軟 件 下 載 服 務(wù)實(shí) 時(shí) 動 態(tài) 監(jiān) 測 （ 虛 擬 儀 器界 面 ）可 視 化 處 理 （ 設(shè) 備 音 、 動畫 顯 示 ）信

23、 號 分 析 ： 信 號 波 形 分 析 ，軸 心 軌 跡 分 析 ， 信 號 相 關(guān) 分 析信 號 頻 譜 分 析 ， 譜 陣 分 析數(shù) 字 濾 波 分 析 ， 其 它 分 析（ 小 波 ， 倒 頻 譜 ， 頻 率 細(xì) 化 等 ）設(shè) 備 趨 勢 分 析 ：統(tǒng) 計(jì) 圖 ，統(tǒng) 計(jì) 報(bào) 表 ，設(shè) 備 劣 化 曲 線診 斷 專 家 系 統(tǒng) ：故 障 診 斷規(guī) 則 編 輯 WWW服務(wù)器(NT自帶的) FTP服務(wù)器(NT自帶的) WEB數(shù)據(jù)庫服務(wù)器(SQL) 系統(tǒng)組態(tài)程序 網(wǎng)絡(luò)通訊程序 信號采集程序 采樣數(shù)據(jù)庫管理程序 信號分析程序 狀態(tài)監(jiān)測程序 診斷專家系統(tǒng)程序 系統(tǒng)簡介： 本項(xiàng)目建立了一套平整過程的

24、在線監(jiān)測系統(tǒng)，并根據(jù)獲取的狀態(tài)信號，找出冷軋帶鋼表面振動紋產(chǎn)生的主要原因，同時(shí)，在試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，確定振動紋的判別準(zhǔn)則，實(shí)現(xiàn)對振動紋的實(shí)時(shí)報(bào)警，從而對現(xiàn)場操作、設(shè)備維護(hù)和設(shè)備改造提供指導(dǎo)意見。平整軋機(jī)系統(tǒng) 信號源 信號或參數(shù)總數(shù)為77路（個(gè)） ICP振動加速度信號16路電壓信號（10V）22路 開關(guān)量（24V） 4路 開關(guān)量（48V） 4路 轉(zhuǎn)速（24V脈沖）1路 串行通信（RS-232：9600波特、數(shù)據(jù)位7、停止位2、偶校驗(yàn)）14個(gè)參數(shù) 手工輸入?yún)?shù)16個(gè)(均有默認(rèn)值)傳感器布置 系統(tǒng)軟件信號采集狀態(tài)監(jiān)測精密分析數(shù)據(jù)庫管理數(shù)據(jù)通信通道選擇硬件設(shè)置參數(shù)設(shè)定信號采集信號保存特征量計(jì)算 實(shí)時(shí)振動頻

25、譜特征量報(bào)警用戶存盤打印 系統(tǒng)設(shè)置參數(shù)入庫數(shù)據(jù)查詢報(bào)表系統(tǒng)打印時(shí)域分析（鑒相處理、轉(zhuǎn)速處理、數(shù)學(xué)運(yùn)算、相關(guān)處理）頻域分析（幅值譜、對數(shù)譜、倒譜等）時(shí)頻分析統(tǒng)計(jì)過程控制（控制圖、PCA分析、PLS分析等）去廠級 MIS 網(wǎng)設(shè)備管理層網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集層（560點(diǎn)）S-NET輸力強(qiáng)分散采集系統(tǒng)振動信號流熱工信號流主機(jī)服務(wù)器工程師站鍋爐操作站汽機(jī)操作站振動信號采 集 站工藝參數(shù)采 集 站IMPIMPIMP200MW汽輪發(fā)電機(jī)組網(wǎng)橋打印機(jī) 1打印機(jī) 2振動信號預(yù)處理裝置汽機(jī)操作站鍋爐操作站系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖 2.6 荊門熱電廠 200MW#4 機(jī)組分布式監(jiān)測診斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖采用分布式采集系統(tǒng)，布置簡潔、采集可靠。系統(tǒng)采集的信號類型復(fù)雜、量大，共有560個(gè)測點(diǎn)，并可根據(jù)用戶需要進(jìn)行擴(kuò)充。信號包括慢變模擬量、快變振動信號、狀態(tài)型開關(guān)量、脈沖量和中斷型開關(guān)量，能滿足火電廠單元機(jī)組運(yùn)行監(jiān)測需要。系統(tǒng)是一個(gè)大型多功能系統(tǒng)，是集單元機(jī)組DAS與狀態(tài)監(jiān)測、汽機(jī)和鍋爐以及熱力系統(tǒng)能損分析、現(xiàn)場軸系高速動平衡及汽輪發(fā)電機(jī)組故障診斷專家系統(tǒng)于一體的綜合系統(tǒng)。 系統(tǒng)具有靈活實(shí)用的在線組態(tài)功能。可對測點(diǎn)管理信息、各操作站顯示畫面和顯示參數(shù)、過程參數(shù)的成組相關(guān)圖、故障追憶參數(shù)表、機(jī)組運(yùn)行管理指標(biāo)體系（小指標(biāo)）等進(jìn)