服务热线:

19191805216

购物车
风机状态监测与故障诊断系统

风机状态监测与故障诊断系统

1.需求分析

1.1客户需求:

客户现场一共有60台风机,设备运转过程中高速转动的风机轴承,如果存在转动惯量的不平衡,就会产生振动,带来危害,所以需要对每一台风机的健康状态进行监测,以达到实时了解风机关键部件的运行状态,对设备关键部件进行故障监测和故障诊断的目的,并为预先性维护提供依据。

根据现场应用环境需要监测的物理量有风机轴承座震动,温度以及风机的转速。

系统应满足以下需求:

1.能够实现对安装在风机轴承座水平,垂直面的压电传感器信号的采集,分辨率不低于16位,采样率不低于10KHz。

2.能够实现对安装在风机轴承座上的PT1000温度传感器信号的采集,分辨率不低于16位,采样不低于10Hz

3.能够实现对安装在风机侧轴上的转速传感器数据的采集,转速范围0600,000 RPM ,脉冲输出TTL 脉冲输出,高电平约为+5V,低电平约为 0V

4.能够实现对电机输入电流的监测。

5.对采集到的的数据进行存储,分析,进行故障诊断,报警输出,状态显示,并导出报表。

1.2 系统组成。

风机状态监测与故障诊断系统由振动传感器,温度传感器,转速传感器、数据采集器、交换机、服务器,上位机、系统软件等构成。

       阿尔泰

 

1 风机状态监测与故障诊断系统

 

 

 

2. 硬件方案

2.1硬件配置清单

表2 件配置清单

序号

名称

型号

参数

数量

1

服务器

IPC-8362A

处理器:14nm LGA1151 Intel® 8th Core ™ i7-8700,内存:DDR4 SDRAM Unbuffered DIMMs supported up to 64GB (默认发货配16G)

硬盘:2.5 寸 480G SSD SATA 硬盘(默认)

显示接口:1个VGA,1个DP,1个HDMI  

以太网:2个

电源供电:内置 ATX 电源供电

操作系统:win10

1

2

千兆网交换机

FC708

 

· 8个电口支持自动适应10Mbps和100Mbps环境,便于网络的升级,1个光口支持1000Base-SX/LX千兆光纤传输标准,可与其它支持1000Base-SX/LX千兆标准的厂家产品互通,超低功耗,低发热,能长时间稳定工作,支持双纤多模、双纤单模和单纤单模多种光纤口选择,

20

3

数据采集器

NET5621A

支持以太网、USB数据传输方式;AD:单端16差分8 250K 16 8KFIFO 量程:±10V、±5V、±2.5V0~10V0~5V

DA212100K 8KFIFO 量程:±10.8V、±10V、±5V0~10.8V0~10V0~5V8DI8DO 1路独立减法计数器

60

6

信号调理模块

S1102D

输入PT100 PT1000Cu50Cu100G53BA1BA2输出:0~5V 0~10V 0~10mA 0~20mA 4~20mA     

60

S1107

频率输入,输出0-10V

60

S1106I

输入0-200A AC    输出0~5V 0~10V

60

7

传感器

CA-YD-170

震动传感器  量程:±50g,灵敏度:100mV/g,频响:0.3~10KHz

132

PM18-D1100V2-Y4L2/C6

转速传感器供电DC:+12~+30V, 大工作电流 15mA ,安装间隙2~4 mm ,转速范围0~600,000 RPM ,脉冲输出TTL 脉冲输出,高电平约为+5V,低电平约为 0V。

60

HS-TP08

温度传感器  PT1000  温度范围-70°C-500°C

60

8

显示器

 C27B1H 

AOC 27英寸1700R曲面高清台式电脑显示屏幕

1

9

开关电源

EDR-120

导轨安装开关电源

60

10

耗材




 

2.2 服务器

IPC-8362是一款支持14nm LGA1151 Intel® 8th Core ™ i7-8700的工业电脑。配置2组独立 SO-DIMM DDR4 2666/2400MHz内存,最大可扩展至 64GB。

硬盘:2.5 寸 480G SSD SATA 硬盘(默认)

显示接口:1 x VGA (up to 1920 x 1080@60Hz)外置 1 x DP++ (up to 4096 x 2304@60Hz)外置 1 x HDMI (up to 4096 x 2304@30Hz)外置 1 x Displayport (up to 4096 x 2304@60Hz) 内置

I/O 接口: 1 x KB/MS (1x6 pin) 外置 1 x RS-232(DB9) 外置 4 x USB 2.0 外置 4 x USB 3.1 外置 6 x SATA 6Gb/s (RAID 0/1/5/10 supported) 内置 2 x RS-232/422/485 (2x5pin, P=2.54) 内置 3 x RS-232 (2x5 pin, P=2.54)内置

音频:3 x Audio jacks (line-out, line-in, mic-in)

扩展接口:2 x PCIe x8 3 x PCIe x4 2x PCI slot 1 x M.2 A key (2230, PCIe x1 & USB 2.0)内置 1 x M.2 M Key (2280, PCIe x2 only)内置

数字 IO:8-bit digital I/O (2x5 pin)内置

以太网:LAN1 : Intel® I219LM PCIe controller with AMT 11.0 support 外置 LAN2: Intel® I211AT PCIe controller 外置

电源供电:内置 ATX 电源供电

操作系统:win10               

阿尔泰

2.3 交换机 

FC708为一光八电以太网光纤收发器(亦称光电介质转换器),提供8个10/100M自适应的百兆电口和1个千兆光口,符合IEEE802.3、IEEE802.3 u、IEEE802.3z标准。支持两种类型的媒体网络连接:10Base-T、100Base-TX和1000Base-SX/LX。可将10Base-T、100Base-TX双绞线电信号同1000Base-SX/LX光信号进行相互转换。最大传输距离120KM,支持双纤多模、双纤单模和单纤单模光纤传输。8个电口支持自动适应10Mbps和100Mbps环境,便于网络的升级。

1个光口支持1000Base-SX/LX千兆光纤传输标准,可与其它支持1000Base-SX/LX千兆标准的厂家产品互通,内置高效交换核心,实现流量控制,减少广播包。支持电口全双工和半双工传输模式,能自动协商。支持双绞线口自动交叉,方便系统调试安装。MAC地址8K,缓存1M,最大包长1632B,背板带宽7.6G。超低功耗,低发热,能长时间稳定工作,支持双纤多模、双纤单模和单纤单模多种光纤口选择,扩展了用户的需求。整机铁壳壁挂式设计,有利设备安装、散热。

        阿尔泰    

            

2.4 数据采集器

支持以太网传输方式;AD:单端16路差分8路  250K 16位  8K字FIFO 量程:±10V、±5V、±2.5V、0~10V、0~5V;DA:2路 12位 100K 8K字FIFO 量程:±10.8V、±10V、±5V、0~10.8V、0~10V、0~5V;8路DI、8路DO ;1路独立减法计数器.

    阿尔泰

                             

2.5 信号调理模块

  S1102D可把PT1000热电阻传感器信号调理成0-5V电压信号。 内含智能线性化  具有长线补偿功能, 具有断线检测功能,可使用二线制和三线制接法  三端口隔离,DIN T 型导轨安装。输出负载电阻:电压型:≥10KΩ 电流型:0~500Ω ,输入阻抗:100Ω(MAX)  激励方式:恒流 ;断线指示:红灯亮,输出为量程中间值   离:输入、输出及电源三端口相互隔离  响应频率:10Hz  绝缘强度:1500V DC/1 分钟  电源电压:10~30V/5V DC + 10%   耗:1.2W(电压输出型) 1.7W(电流输出型)   度:0.2%

                   

阿尔泰

S1107可把转速传感器频率信号调理成0-5V电压信号。输出负载电阻:电压型:≥10KΩ 电流型:0~500Ω ,  离:输入、输出及电源三端口相互隔离  响应频率:10Hz  绝缘强度:1000V DC/1 分钟  电源电压:24V DC + 10%    度:0.2%

            

阿尔泰

S1106I 可把0-200A AC电流信号调理成0-5V。输入负载:0.5VA(MAX),输出负载电阻:电压型:≥10KΩ 电流型:0~500Ω ,输入信号频率:40-60Hz  离:输入、输出及电源三端口相互隔离  响应频率:10Hz  电源电压:24V DC + 10% ;精 度:0.2%


 阿尔泰

 

3. 人机交互界面

上位机软件包括主界面、传感器配置界面、振动分析界面、实时曲线界面测试曲线界面等。

  3.1界面登录:打开快捷方式会弹出登陆界面,如下图所示。

      

 阿尔泰

在“权限选择”处选择操作级别(管理员和实验员),输入相应密码,点击“登录”,进 入主控制界面。 管理员拥有所有的操作权限,操作员只具备部分权限。 如需修改密码,则点击“修改密码”按钮,进入修改密码界面:

       阿尔泰

输入正确的旧密码,然后输入新密码,再次输入新密码,最后点击“修改密码”。若旧 密码正确,且两次输入的新密码一致,则提示修改成功,界面仍在密码修改界面,点击 “退出”即可退回到登录界面。若修改失败,系统会提示密码错误或者两次输入新密码 不一致,此时可以继续修改密码,也可以点击“退出”,放弃修改。

 3.2 成功登录后,系统进入控制主界面,如下图所示

阿尔泰

进入控制主界面后,请按实际数据信息正确输入风机信息包括:位置、名称、 规格型号、编号等以便于后续振动分析、数据记录。

“导入信息”用于在已存储产品信息的情况下导入相应的数据。 “手动记录”用于手动记录当前试验数据。“自动记录”用于根据已设置好时间间隔自动记录当前试验数据,点击“停止记录”则停止当前记录存储。 “清空列表”用于清除当前数据记录表格数据; 主界面的所记录的数据将可在测试曲线界面中调用显示;

 

3.3 实时数据

通过点击相应按钮,可以将界面切换到实时数据界面,如图所示

阿尔泰

选择想要查看的数据通道号,通道选择好后点击“确认选择”用于相应曲线的筛选观察。可通过操作 1669706831147520.png对曲线进行拖动、放大、缩小、定位等。

3.4 振动分析

点击相应按钮按钮可以进入振动分析界面。

阿尔泰 

振动分析界面包括:高速采集、数据分析、数据报表、曲线显示、表格显示等区域。 在进行数据分析前需正确设置产品信息及各通道信息。 振动采集流程大致如下:高速采集--数据分析--数据报表。

 

3.2 数据存储

采集到的数据,分析后的波形及频谱数据,以及报警数据根据不同的分类并行存储于数据库中,方便用户查阅或抽取对应时间段数据进行手动分析。

3.3 报警处理

具备阈值比较和报警源之间逻辑运算的能力,根据计算结果进行相应的报警处理,如报警显示、记录报警前后的时域波形等。

3.4 数据报表

通过该模块,可将历史数据按不同类型归类筛选后进行导出,导出的文件格式为Excel。

3.5 数据导入导出  

通过该模块,可将服务器内存储的各种监测数据进行下载备份,也可以将以前备份的数据重新导入系统。

3.6 趋势分析

显示历史数据,分析监测部位振动噪声的走势和发展趋势,为预先性维护提供依据。

3.7 数据分析

该模块提供了部分手工的信号分析工具,可在系统中对历史数据进行进一步分析。系统提供的分析工具主要包括自相关、互相关、离散域、FFT、自谱/互谱分析、积分、阶次分析、阶次跟踪、轴心轨迹、瀑布图等。

3.8 故障诊断

根据监测数据,对旋转机械的故障进行分析诊断。旋转机械的故障类型主要包括不平衡、不对中、轴弯曲、轴承外圈故障、轴承内圈故障、轴承保持架故障、轴承滚子故障、叶轮叶片故障等。

©版权所有:成都九州阿尔泰科技有限公司 备案号:京ICP备09023590号-4