振動(dòng)傳感器JK68-XT-08-00-A

在線振動(dòng)監(jiān)測(cè)分析系統(tǒng)

一、系統(tǒng)概述在線振動(dòng)監(jiān)測(cè)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(jī)械設(shè)備：如水輪發(fā)電機(jī)組、汽輪發(fā)電機(jī)組、燃?xì)廨啓C(jī)、壓縮機(jī)組、風(fēng)機(jī)、電機(jī)、水泵、齒輪和滾動(dòng)軸承等進(jìn)行在線振動(dòng)監(jiān)測(cè)、分析、診斷。該系統(tǒng)可自動(dòng)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(jī)組的振動(dòng)、擺度、鍵相/轉(zhuǎn)速、氣隙、軸振、瓦振、軸位移、脹差、偏心、機(jī)組軸承負(fù)荷及溫度、壓力和開(kāi)關(guān)量等，并自動(dòng)形成各種數(shù)據(jù)庫(kù)。它能夠自動(dòng)識(shí)別設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，預(yù)測(cè)和診斷設(shè)備的故障；能夠促進(jìn)設(shè)備維修方式向預(yù)測(cè)維修（狀態(tài)維修）的轉(zhuǎn)變，確保設(shè)備安全穩(wěn)定地運(yùn)行。并可以通過(guò)WEB方式組成遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)診斷中心。系統(tǒng)具有極強(qiáng)地可擴(kuò)充性和可維護(hù)性。系統(tǒng)可以組成一個(gè)強(qiáng)大的、綜合的振動(dòng)監(jiān)測(cè)故障分析系統(tǒng)。

該系統(tǒng)一般由采集站（也稱(chēng)下位機(jī)）及工作站（上位機(jī)）組成，二者通過(guò)網(wǎng)絡(luò)集成。采集站實(shí)時(shí)采集各種信號(hào)，并進(jìn)行分析、存儲(chǔ)和顯示。采集站只能作波形、頻譜和趨勢(shì)等簡(jiǎn)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(jìn)行，這種分工ZHUI大限度地簡(jiǎn)化采集站上的操作，保證其數(shù)據(jù)采集和存儲(chǔ)的可靠性。工作站可為任何處于控制室、辦公室甚至遠(yuǎn)在千里之外的運(yùn)行Windows操作系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)，只要此計(jì)算機(jī)可通過(guò)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(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)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(jí)系統(tǒng)程序等。

二、系統(tǒng)特點(diǎn)

1、系統(tǒng)的可靠性硬件系統(tǒng)采用容錯(cuò)設(shè)計(jì)，采用模塊化設(shè)計(jì)、積木式結(jié)構(gòu)等。軟件作為相對(duì)獨(dú)立的產(chǎn)品，應(yīng)嚴(yán)格按照工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)計(jì)的要求進(jìn)行生產(chǎn)和考核。

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

3、系統(tǒng)的開(kāi)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(lái)增加和修改設(shè)備測(cè)點(diǎn)配置和監(jiān)測(cè)畫(huà)面的需要。知識(shí)庫(kù)為開(kāi)放式結(jié)構(gòu)，用戶可以將長(zhǎng)期運(yùn)行維護(hù)中積累的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)加入知識(shí)庫(kù)。系統(tǒng)二次開(kāi)發(fā)能力強(qiáng)，與計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)等有良好的兼容性，遠(yuǎn)程WEB服務(wù)功能有助于實(shí)現(xiàn) “無(wú)人值班”的要求。

4、實(shí)用性和針對(duì)性硬件的配置與軟件的操作充分考慮用戶的方便，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障前能起到預(yù)防作用，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)能及時(shí)監(jiān)測(cè)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(cè)系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行集中管理，在一個(gè)計(jì)算機(jī)屏幕上顯示所有監(jiān)測(cè)設(shè)備的狀態(tài)信息，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，進(jìn)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(zhǔn)確性。

6、在線實(shí)時(shí)性

系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)響應(yīng)外部事件的能力，確保對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè)，對(duì)異常狀態(tài)及時(shí)進(jìn)行診斷。

7、強(qiáng)大的擴(kuò)展功能系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和軟件具有靈活的擴(kuò)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(cè)系統(tǒng)能夠可靠而方便的接入。8000系統(tǒng)除了一般振動(dòng)分析系統(tǒng)所具有的各種振動(dòng)圖譜外，還有自己的特有功能，如：軸系運(yùn)動(dòng)仿真圖、相關(guān)趨勢(shì)分析（橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)可任意選，時(shí)間段可任意設(shè)定），三維相關(guān)分析、多種動(dòng)平衡計(jì)算、完備數(shù)據(jù)庫(kù)管理、遠(yuǎn)程診斷分析等等。

三、性能指標(biāo)上位機(jī)配置：由用戶根據(jù)需要配置。

輸入信號(hào)：位移傳感器、速度傳感器和加速度傳感器信號(hào)，其他過(guò)程量及各種智能儀表的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸出。

輸出信號(hào)：電流4-20mA，繼電器輸出、通訊輸出。

測(cè)量范圍：

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

          振動(dòng)0-500μm，0-1000μm，0-2000μm；

          軸位移、脹差：±15mm；

          氣隙：0-50mm；電流：4-20mA

測(cè)試誤差：轉(zhuǎn)速≤1r/min，振動(dòng)≤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(guò)補(bǔ)償，可測(cè)頻率下限為0.5Hz

zhui高A/D單點(diǎn)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(yuǎn)程撥號(hào)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程通訊。

測(cè)量硬件配置：可根據(jù)實(shí)際情況任意組合。

四、系統(tǒng)配置

1、一體化工作站◆ 箱體：19”標(biāo)準(zhǔn)上架型，8U高度

◆ 前面板：前端為高強(qiáng)度鋁合金面板，符合NEMA4或IP65◆ 前端面板帶2個(gè)USB、P/S接口和系統(tǒng)控制電源開(kāi)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(biāo)板： 筆記本新型左右鍵觸摸鼠標(biāo)板◆ 電源：ATX電源， ACE-832AP300W帶PFC功能(標(biāo)配)

2、分體式工作站◆ 箱體：19”標(biāo)準(zhǔn)上架型，6U高度

◆ 電源：ATX電源， ACE-832AP300W帶PFC功能（標(biāo)配）數(shù)據(jù)采集箱硬件采用模塊化結(jié)構(gòu)，安裝、維護(hù)、更換方便，可靠性好,板之間采用現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)中各模塊均可獨(dú)立工作，其中某一通道或某一模塊故障不會(huì)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(lèi)故障。每個(gè)采集箱WLL8000數(shù)采監(jiān)測(cè)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(chǔ)板），有9個(gè)插槽可用于自由配置測(cè)量模塊（鍵相板、振動(dòng)/擺度采集板、壓力脈動(dòng)板、模擬量輸入板、模擬量輸出板、開(kāi)關(guān)量板）。

1、振動(dòng)采集板振動(dòng)采集板負(fù)責(zé)對(duì)振動(dòng)信號(hào)（來(lái)自電渦流傳感器、速度傳感器和加速度傳感器）進(jìn)行采集。振動(dòng)信號(hào)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(dòng)采集板內(nèi)包括信號(hào)預(yù)處理單元、低通跟蹤抗混頻濾波器及單片機(jī)系統(tǒng)，采集方式采用同起點(diǎn)整周期采樣。振動(dòng)采集板按通道數(shù)分為兩種類(lèi)型，每種的性能指標(biāo)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(diǎn)整周期采樣◆ 測(cè)量精度：峰值誤差≤1um相位誤差≤3° 間隙誤差≤0.1V◆ 輸入信號(hào)：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(hào)處理板，它由單片機(jī)進(jìn)行智能控制，具有測(cè)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(dòng)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(biāo)如下：

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

3、壓力脈動(dòng)采集板

壓力脈動(dòng)監(jiān)測(cè)模塊負(fù)責(zé)采集水壓信號(hào)。從傳感器直接接入，包括信號(hào)預(yù)處理單元、低通跟蹤抗混頻濾波器及單片機(jī)系統(tǒng)，采集方式采用同起點(diǎn)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(hào)，滿足水輪機(jī)組。其性能指標(biāo)如下：

◆ 采樣速率：200KHZ◆ 通道數(shù)：每塊4/8路◆ 輸入信號(hào)：4-20mA◆ 測(cè)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(diǎn)整周期采樣

4、氣隙監(jiān)測(cè)模塊氣隙監(jiān)測(cè)模塊負(fù)責(zé)采集空氣間隙信號(hào)，采集方式采用同起點(diǎn)整周期采樣，采樣頻率可根據(jù)磁極數(shù)進(jìn)行設(shè)定。其性能指標(biāo)如下：

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

5、緩變量采集板

緩變量采集板負(fù)責(zé)采集多種緩變量信號(hào)（位移、偏心、脹差、溫度、壓力等）。其性能指標(biāo)如下：

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

6、開(kāi)關(guān)量采集板

事故報(bào)警繼電器開(kāi)關(guān)信號(hào)是事故發(fā)生最直接的反應(yīng)，它的準(zhǔn)確獲取對(duì)黑匣子功能的實(shí)現(xiàn)和故障的準(zhǔn)確診斷有著重要的意義。開(kāi)關(guān)量采集板正是為采集事故報(bào)警繼電器開(kāi)關(guān)信號(hào)而設(shè)計(jì)，由專(zhuān)門(mén)的單片機(jī)進(jìn)行控制，其單個(gè)事件的分辨率小于1ms，它不僅能捕捉聯(lián)鎖開(kāi)關(guān)的動(dòng)作，而且能準(zhǔn)確獲取開(kāi)關(guān)動(dòng)作的時(shí)間和順序。

◆ 通道數(shù)：每塊16路◆ 分辨率：≤1ms◆ 輸入信號(hào):有源開(kāi)關(guān)信號(hào)或無(wú)源觸點(diǎn)信號(hào)

7、繼電器輸出板

繼電器輸出板作為WLL8000系統(tǒng)的開(kāi)關(guān)量輸出，提供十個(gè)完全獨(dú)立的常開(kāi)或常閉觸點(diǎn)（干接點(diǎn)，觸點(diǎn)容量為AC 120V 1A 、DC 24V 1A），可作為系統(tǒng)報(bào)警或其他用途。每一路是常開(kāi)還是常閉由板上的跳線進(jìn)行選擇。由軟件設(shè)定繼電器動(dòng)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(duì)應(yīng)由軟件設(shè)定。

9、串行通訊接口板

串行通訊接口板負(fù)責(zé)接收一些串行通訊過(guò)來(lái)的信號(hào)。通過(guò)串行通訊接口板，WLL8000系統(tǒng)可以與一些DCS系統(tǒng)、各種型號(hào)的巡檢儀以及其他儀表進(jìn)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(diǎn)

1、系統(tǒng)設(shè)置方便靈活根據(jù)不同監(jiān)測(cè)對(duì)象的實(shí)際要求，可以對(duì)保證系統(tǒng)正常工作的各種參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，包括系統(tǒng)構(gòu)成、通道設(shè)置、采集存儲(chǔ)和用戶權(quán)限等。

2、監(jiān)測(cè)畫(huà)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(cè)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(duì)當(dāng)前數(shù)據(jù)或各種歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行多種顯示與分析，以了解機(jī)組的當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)。在屏幕上顯示所監(jiān)測(cè)對(duì)象結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖及測(cè)點(diǎn)相應(yīng)位置，并在測(cè)點(diǎn)所在位置附近動(dòng)態(tài)顯示ZHUI新的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。

3、分析方法多樣化系統(tǒng)提供了三大類(lèi)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(wèn)題的研究成果、故障診斷問(wèn)題的特點(diǎn)和要求，在Windows環(huán)境下實(shí)現(xiàn)的，具有診斷理論的科學(xué)性和診斷技術(shù)的先進(jìn)性。他建立了適用于汽輪發(fā)電機(jī)組、水輪發(fā)電機(jī)組、壓縮機(jī)/風(fēng)機(jī)、齒輪/軸承故障診斷的開(kāi)放的知識(shí)庫(kù)，并具有完善的知識(shí)處理模式，特別是其強(qiáng)大的征兆自動(dòng)獲取能力，提高了故障診斷的實(shí)時(shí)性和診斷結(jié)果的可靠性。它能夠診斷不平衡、不對(duì)中、大軸彎曲、部件脫落、松動(dòng)、油膜振蕩、氣流激振、旋轉(zhuǎn)失速、喘振、齒輪磨損、齒輪點(diǎn)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(dòng)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(jiàn)。它采用基于規(guī)則、模型和例相結(jié)合的推理模式，運(yùn)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(jìn)行自動(dòng)診斷或?qū)υ捲\斷，增強(qiáng)了系統(tǒng)解決復(fù)雜問(wèn)題的能力。故障診斷的智能化和自動(dòng)化，降低了對(duì)系統(tǒng)使用人員的要求，使得缺少經(jīng)驗(yàn)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(qiáng)大的幫助功能，并提供了典型故障的特征和譜圖、國(guó)內(nèi)外典型故障例、常見(jiàn)故障處理方法和振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)等。

八、完善的網(wǎng)絡(luò)通訊和分析報(bào)告系統(tǒng)采用客戶機(jī)/服務(wù)器（CliVRSt/Server）結(jié)構(gòu)模式，具有在線軟件升級(jí)功能，增強(qiáng)了系統(tǒng)的可維護(hù)性，它采用標(biāo)準(zhǔn)的TCP/IP通訊協(xié)議和Winsock編程，能夠與廠MIS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和數(shù)據(jù)交換，并支持遠(yuǎn)程診斷功能。根據(jù)監(jiān)測(cè)對(duì)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(kù)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(jì)算機(jī)系統(tǒng)（MIS、DCS）中獲取數(shù)據(jù)，同時(shí)又可將本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)發(fā)送給計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和數(shù)據(jù)交換。