故障监测诊断

故障监测诊断（精选12篇）

故障监测诊断 篇1

1. 远程监测诊断系统基本构成

中石油辽阳石化公司从上世纪80年代开始进行设备状态监测与故障诊断技术的应用与探讨, 在设备故障征兆、故障原因与故障处理等方面进行了深入的研究, 建立了比较完善的设备故障数据库, 积累了丰富的设备故障诊断经验。为能更好地提高集团公司对关键机组设备的整体管理水平, 以中国石油天然气股份有限公司化工板块的在线监测系统为平台, 建立了设备维修专家的远程诊断系统, 实施多工种协同服务, 企业和异地专家对设备故障共同进行实时诊断, 使故障得到及时处理, 保证设备正常运行。

远程实时监测诊断中心采用网络拓扑结构, 以中国石油股份公司设备故障诊断中心为主站, 各分公司为分站 (图1) 。远程监测诊断中心由远程中心、分公司数据服务器以及现场数据采集器组成, 包括大型数据服务器阵列、数据存储器和专用软件等, 对各分厂机组运行数据长期存贮和管理, 为总公司管理人员提供机组自动运行统计和各种报表自动生成, 具有各级诊断专家和工程师诊断功能, 为行业专家提供网上共享的工作平台。远程中心结构见图2。

2. 远程诊断实例

例1合成气压缩机组振动故障。

宁夏石化分公司合成气压缩机组103-J/JT (图3) 于2007年7月开车运行, 运行状况良好。2007年9月9日透平两端轴瓦振动同时骤增, 10s后连锁停车。远程中心发现此情况后对远程诊断系统中该机组的振动趋势图、波形频谱图、轴心轨迹图等进行分析, 远程诊断机组振动原因。

图4显示出该机组振值在某个时刻瞬间迅速增长;测量透平两端各测点振动值分别为XI-31V 207.3μm、XI-31H 179.4μm、XI-32V 160.4μm、XI-32H 132.5μm;由图6～图9可以看出, 机组振动以工频占主导;振动轴心轨迹为椭圆形 (图10) 。

通过远程诊断认为, 机组在工艺未做任何调整, 操作正常的情况下, 透平两端轴瓦四个测点的振动同时骤增、连锁停车, 透平两端轴瓦四个测点的振动以工频占主导, 原因是透平转子故障。根据远程诊断中心诊断意见, 对机组进行解体检查后发现, 透平转子第一级叶片有一片断裂, 未对其他叶片造成损伤, 与远程诊断结果相符。

例2二氧化碳压缩机组振动故障

乌鲁木齐石化分公司二氧化碳压缩机组102-J/JT (图5) 于2008年7月停车检修, 更换了高压缸转子, 7月28日开车后高压缸测点xi109的水平方向和垂直方向振动值就超过报警值, 都达到了130μm;测点xi108v振值为77μm, xi108h振值为34μm。xi109v和xi108h振动有增长的趋势, xi109h振值已达到了165μm, xi108h振值增大到49μm (图11) 。从图12～图15中可以看出, 该机组振动以工频占主导, 兼有0.5倍频成分;轴心轨迹为双环椭圆 (图16) 。

通过上述远程诊断认为, 机组在7月28日开车以后, 高压缸测点xi109的水平方向和垂直方向振动值就超过报警值, 并且随着时间的推移, 振动有增高的趋势。从波形频谱图上看, 所有测点的振动以工频占主导, 伴有明显的0.5倍频率成分, 该机组高振动是由于高压缸转子轴系不平衡且轴瓦间隙不良, 导致油膜失稳造成的。建议调整该机组的润滑油温消除油膜失稳, 如有检修机会立即停车对该机组高压缸转子进行动平衡处理, 回装时注意调整轴瓦间隙。停车且按建议进行检修后, 该机组振动故障消除。

3. 结束语

关键机组远程实时监测诊断管理系统的应用, 可对全厂所有大型机组进行全天候的不间断监测, 并不断地向生产调度、机动管理、诊断、维修部门及厂部领导发送实时数据, 为逐步实现由定期强迫维修变为预知维修提供条件;为关键机组的优化设计和制造提供相关参考数据, 大大地提高大机组的全员优化管理水平, 为企业节省大量人力物力。

故障监测诊断 篇2

一、船舶柴油机的主要故障

在船舶柴油机当中，通常具有较为复杂的结构，因而可能会产生很多不同种类的故障，同时有很多不同的原因会造成船舶柴油机故障，各种故障所发生的频率也不尽相同。以某型号的船舶柴油机为例，其主要的故障类型包括了喷油设备及供油系统、漏油及漏水、漏气、基座、破坏及破裂、涡轮增压系统、曲轴、齿轮及驱动装置、调速器齿轮、气阀及阀座、活塞组件、漏油及润滑系统，以及一些其它的故障问题。

二、船舶柴油机监测与故障诊断技术

（一）油液分析法

在船舶柴油机状态监测和故障诊断当中，可以利用光谱分析法、铁谱分析法对润滑油进行分析[1]。在柴油机的运行中，各个运动副会发生磨损，在不同磨损情况下，会形成不同的微粒，存在于润滑油当中。因此，利用光谱或铁谱对润滑油中的金属微粒进行检测，就能够判断柴油机的故障信息。在实际应用中，光谱和铁谱各自具有不同的监测功能与监测效果。利用光谱法，能够对润滑油中磨损原件的含量进行准确的测定，但是对其形状、磨损类型等，难以进行了解。而利用铁谱法能够对金属微粒的成分、大小、形状等进行了解，但是难以对有色金属进行高灵敏度的判别。对此，可以综合应用光谱和铁谱分析法进行应用。不过需要注意的是，利用这种油液分析法进行监测与诊断，在实时监测、缸位确定等方面存在一定的不足，只能定性描述油液分析结果，具有一定的随机性特点，因此在实际应用中要加以注意。

（二）瞬时转速法

在船舶柴油机的运行当中，对于其工作质量、工作状态等，可以通过观察瞬时转速波动信号加以了解和判断。通过分析瞬时转速波动信号，还能够明确柴油机的故障信息、运行状态等[2]。不过，在瞬时转速法的应用当中，也存在着一定的局限性，虽然瞬时转速波动能够对柴油机中不正常运行的缸位进行确定，但是对于故障原因，难以进行准确的分析。在实际应用当中，为了对一转内的角速度变化进行体现，因而需要采用高精度、高频率响应的瞬时转速测量仪器，相应的监测与故障诊断成本就会比较高。另外，在现场调试、现场安装的过程中，也都会面临着较大的难题。

（三）振动分析法

船舶柴油机在工作当中，会有一定的振动信号产生，利用振动信号能够实现对柴油机的状态监测与故障诊断[3]。在实际应用中，需要进行信息采集、信息分析处理、状态判断预报等操作。采用适当的传感器和放大器等，通过正确的测量方法、传感器和放大器质量与性能的匹配等，对信息进行准确、全面的采集。在柴油机动力学、运动学、结构、原理等方面知识的基础上，通过利用数据处理、信号分析等技术，对采集到的杂乱原始的数据信息进行处理，从而获取直接、敏感的特征参数。采用柴油机维修、运转、制造等方面的经验，基于柴油机失效机理、零部件故障的振动情况，对特征参数进行进一步的分析，实现状态监测与诊断，并对其未来可能的发展趋势进行预测。该技术在实际应用中，需要识别大量范围较广的频率，具有复杂、大量的运动件需要处理等，对于这些问题，在实际应用中都应加以重视。

（四）热力参数分析法

在船舶柴油机的运行当中，对于其工作状态监测和故障诊断来说，热力参数是一个十分重要的判断标准，具体包括了冷却水排放、进出水口温度、滑油温度、排气温度、气缸压力示功图等。在热力参数分析法当中，能够判船舶柴油机的性能情况。其中，示功图当中包含很多信息，据此能够对压缩压力、压力升高率、指示功等进行计算，从而对各缸功率平衡性、燃烧质量等进行监测。在描述船舶柴油机动力性能的过程中，示功图发挥着重要的意义和作用，因此在船舶柴油机监测当中，可对示功图进行良好的应用。在示功图的获取当中，可以利用直接或间接测录法加以实现[4]。其中，直接测录法主要是对缸内压力随曲轴转角变化的情况进行测量，经过整理计算对柴油机工作进程加以体现。间接测录法则是基于柴油机运行中的其它物理量，对缸内气体压力进行识别。这种方法应用在船舶柴油机监测与故障诊断当中，能够取得十分良好的效果。

三、结论

在当前的交通运输领域当中，航运是一个十分重要的部分，拥有着不可比拟的巨大运输量。作为航运当中的重要交通工具，船舶在运行当中，需要依靠柴油机提供动力。而柴油机在实际工作运行当中，由于各种因素的影响，因而容易发生一些故障。对此，应当采取有效的监测与故障诊断技术，确保船舶柴油机良好的运行状态。

参考文献：

浅议风机状态监测与故障诊断 篇3

【关键词】旋转机械；状态监测；故障诊断；风機

上个世界七十年代是计算机飞速发展的年代，随着计算机技术及其相关技术的快速发展，通过计算机来进行风机状态监测以及故障诊断技术开始得到了发展。国外发达国家在这方面的水平要比我们先进很多，像是美国Bendy Nevada公司的ADRE系统，Scientific—Atlanta公司的 M6000系统等；我国最近几年在这方面也开始引起了重视，像是和一些高校以及研究所联合开展一些科研性的项目，自己开始研发监测和诊断系统，这些技术虽然和国际先进技术有差距，但是也没有以前那么大了。本文以D350煤气排送机为例，进行风机状态监测和故障诊断系统的讲解，介绍其工作机制和一些技术方面的问题。

1、系统总体结构

此系统是集合了许多功能的系统，例如数据收集、状态监测、振动分析、故障检查等等。信号采集的时效性和准确性事确保监测和诊断系统是否精准的一个重要指标。系统的结构是多个层次构成的，分为不同的子系统，状态监测子系统和故障诊断子系统并行工作。为了提高系统可靠性，设计了仪表监测子系统和以计算机为中心的监测诊断子系统并行工作的系统。其结构如图1所示。

2、传感器的选择与测点布置

传感器负责收集和传递系统的往来信息。因此传感器是否精确，决定着系统所收集到的信息以及对这些信息利用的可靠性。相对于本系统而言，壳体振动选用压电式速度传感器。这类传感器灵敏度高，安装方便，使用寿命长。轴位移信号和键相信号采用电涡流传感器。测量壳体振动一般测量3个方向的振动，即2个径向信号和1个轴向信号。2个径向测点互相垂直安装。系统中测点的布置根据机组具体情况以能够捕捉机组故障为前提进行优化，每个机组布置了10个压电式速度传感器、1个轴位移测点和1个键相信号测点。工艺参数直接从机组原控制系统中获取。

3、仪表监测及报蕾保护子系统

本系统处于安全性和可靠性考虑，不仅采用了仪表监测，还使用了微机监测、诊断系统，两者共同进行，确保系统的安全稳定。传感器信号经放大后直接进入振动监测仪表，每路信号对应仪表中的一个模块。二次仪表由双通道速度监测模块、单通道轴位移监测模块、转速监测模块组成，可实时显示机组转数和各个测点的振动幅值。幅值超过设定的报警值，可经继电器输出危险报警信号和连锁跳车信号，通过外部电路可实现声光报警和设备的连锁保护。报警保护子系统电路图如图2所示，其中，危险报警继电器输出触点为ZD—IC，连锁跳车信号输出触点为ZWY—9C。图中，1ZJ—3ZJ为中间继电器，YJ为时间继电器，其功能是实现声光报警；ZJ—TC为断路保护继电器线圈，其内触点为二次仪表的输出触点，CA为消音按钮。当壳体振动值达到危险警示值时，ZD—TC触点闭合，黄灯亮，同时声音报警，按CA按钮可消除声音，危险解除后黄灯灭；当主轴位移达到危险值时，ZWY—TC触点闭合，红灯亮，声音报警，同时2J—TC线圈接通，发生跳车保护。

4、数据采集与状态监测子系统

机组的运行状态都是通过数据来进行反应的，因此数据采集仪的作用就是从机组采集各种数据，像是振动、轴位移和转速等等，这些信号接收到之后经过处理再传输给监测系统，系统就可以通过这些数据了解机组的运行状态，从而进行对机组的控制。

状态监测系统可以和其上下层进行通信，借助不同的传输途径和设备技术可以实现数据的传输，让监测者可以随时随地的了解系统的运行状态。机组的运行状态如果不借助各种仪器设备是很难窥其全貌的，因此通过状态实时监测系统，可以利用其工控机来进行数据的收集功能，将这些监测到的信号，经过处理后以图表的形式直接的显示出来，通过时域分析、幅值分析、频谱分析，能够获得各种数据，通过计算去掌握机组的运行状态是否良好，这样给现场工作人员直接监测机组运行起到了很大的便利，而且通过这些实时数据也能很快的发现机组的一些异常状况。

5、故障诊断子系统

机器故障的因素是很多方面造成的。因此在对机组进行故障检测的时候，我们以在线监测为主，通过系统对机组各项运行数据的收集，我们从中进行分析和研究，去寻找故障的原因，机组稳定运行和异常运行两者之间的数据是存在差异的，因此才能够通过故障检测系统来进行数据的收集，从而发现机组异常的原因。

5.1人工对话诊断

通过界面的方式来让检测人员进行特定部位或特定数据的检测，这样能够有的放矢，而且检测时候的数据是否保存都需要人工进行操作，当不进行选择的时候则可以采取默认的检测，像是最大振幅、在线数据等等，这样便于人机交互，让检测系统更加的直观和人性化。

5.2自动诊断

在系统中还需要设定自动检测的功能，当从机组获取的数据信息发生异常的时候，则可以自动的采取相应的措施，这些措施都是事先经过研究后采取的应对措施，这样提高了可靠性。

6、结束语

本文通过对D350煤气排送机来进行了风机状态监测和故障诊断系统的介绍，通过对原理和系统运行机制的讲解，我们可以了解到，此系统的作用是符合现代高速发展需要的，其安全性和可靠性也比较高，尽管我国在这方面的技术水平和国际先进水平有差距，但是不断的将其发展，向世界先进水平看齐是我们的努力方向，而且这也是保证生产安全可靠的重要技术。

参考文献

[1]夏松波.旋转机械故障诊断技术的现状与展望[J]振动与冲击，1997，16（2）：1—5，

[2]何永勇.汽轮发电机组状态实时监测系统的研究[J].动态分析与测试技术，1995（4）：25-30.

回转支承的故障监测诊断技术 篇4

回转支承是近40年在世界范围内逐渐兴起的新型机械零部件, 有名为转盘轴承, 属于较为大型构造的典型轴承, 能够广泛普及使用在工程机械领域、风力发电行业、轨道运输领域以及军事行业等。回转支承属于重要的零部件, 不可避免地在制造、使用以及安装等环节受到不同因素的影响而导致故障的发生, 这些故障假如未得到及时的处理将会影响设备的使用效率[1]。所以, 以回转支承为研究视点, 对不同故障的类型进行监测和诊断方面的研究具有积极的现象意义。

1 回转支承发生的故障类型以及不同的监测和诊断技术

1.1 振动信号

回转支承发生故障后, 其零件受损点于使用环节中受到重复的冲击以及同其他类型的元件进行直接性的表面接触, 容易发生低频振动现象。所以, 针对滚道受损、脱落以及滚珠受损等故障表现, 可利用对振动信号进行监测的方式, 从而获得大量有利的故障数据信息, 进而为指导故障处理提供必要的参考。关于振动信号的评价涉及时域、频域以及时频域三大内容的分析, 下面主要简述关于时域分析的内容。

针对振动信号开展相应的时域分析活动中, 很多特征参数会受到故障的程度以及类型的差异而出现不同的表现, 所以应以特征参数为有效的介质获取重要的故障信息。特征参数涉及有量纲以及无量纲两大参数内容, 且参数旗下会设置有多种不同指标。其中前者的参数与故障呈正比关系, 同回转支承实际的运作状况具有密切的联系, 使用该参数应综合工况的实际条件。利用特征参数的方法较为容易监测和诊断出早期的故障, 针对发生交较晚的故障则是较难获取真实的故障信息, 受到的干扰性较差。所以, 要以振动参数为中心开展相应的预处理, 并综合多参数的方式对故障进行诊断, 以保障故障诊断的质量。

1.2 温度信号

回转支承零件投入使用的环节中, 油量不足以及故障发生后出现的碰撞与摩擦等因素都会导致升温。所以, 从某种程度上说, 温度能够成为评价回转支承的运作状态的重要指标。回转支承零件受其内构造的差异性、部件不同的物理性能以及温度传感器的具体装置等多重因素的影响其温度场相应的分布状态均会发生不同的变化。所以, 开展对温度值的监测活动时, 应以回转支承的特点以及对应的具体的工况条件和特点设置对应的报警阈值[2]。例如, 以一单排四点接触球式类型的回转支承作为研究对象, 选择热电偶对其润滑脂实际的平均温度进行检测所得信息, 详见图1。由该图信息显示所知, 当实际的旋转囤数处于10×103~20×103间时, 温度增加的速度较缓, 提示该处处于热量较为均衡的阶段;然而, 之后温度又出现较快速度的上升, 这是由于回转支承内部起到隔离作用的零件块出现碎裂使得摩擦力增加, 热量增大的原因[3]。

1.3 声发射 (AE)

AE主要是当材料受到力的直接作用时出现形变特征, 并通过弹性渡表现将应变能给予大量释放的现象。该项技术同振动监测和诊断的技术相比较, 突出的优点是声发射具备的高频特性难以受到机械振动同噪声因素的直接干扰, 假如回转支承发生的是细小的裂纹故障难以导致较大振动的发生时, 但此时的声发射信号却十分显著。所以, 该项技术对故障的发生能以较早的时间提示和预报。

1.4 应力波

应力波和上述的声发现象存在的差异表现为:假如低速运行的机械具备稳定可靠的载荷力、零件表面的受应力能够使得材料出现细小裂缝, 在这个过程中为了满足能量守恒的规律, 很多的零件构造部件自动从高能态的消耗转变成低能态的消耗, 与此环节则出现应力波。它是通过瑞利波方式开始传播, 可运用在针对回转支承所发故障的诊断。因为当应力波处于传播的环节中, 纵波的衰变速度较大, 所以应选其作为检测的主要的对象。另外, 在应力波处于传播环节时会发生较大的噪声, 所以应注重对噪声的有效处理以提高诊断的质量。

2 结语

随着科学技术的高速发展以及故障诊断知识理论的深入研究, 很多的高新技术成果在今后将会更加广泛地使用在针对回转支承所发生的故障中进行有效的监测及诊断。随着时代步伐的不断推进, 不仅是上述技术能够使用在回转支承所发故障的检测同诊断中, 而且专家智能系统、共振解调法以及经验模式分解法等综合性技术将会更好更快地使用在回转支承所发故障的检测同诊断中。

摘要：回转支承作为是机械设备重要的构成零部件, 展开对其故障监测和诊断技术的研究对提升机械设备运作的效率具有积极的现实意义。主要以回转支承作为研究视点, 综合分析几种不同类型的监测和诊断技术, 以为对回转支承的故障开展更加全面的监测和诊断提供参考意义。

关键词：回转支承,振动信号,摩擦力矩,声发射,故障诊断

参考文献

[1]李兴林, 张仰平, 曹茂来, 等.滚动轴承故障监测诊断技术应用进展[J].工程与试验, 2011, 9 (4) :157-158.

[2]曹冲锋, 杨世锡, 杨将新.大型旋转机械非平稳振动信号的EEMD降噪方法[J].振动与冲击, 2012, 9 (9) :68-69.

故障诊断读书报告 篇5

碰摩诊断案例分析综述

Diagnosis of Rubbing Fault Case Analysis were Review

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摘要

随着机组精度的不断提高，动静间隙的不断缩小，并受到不平衡、不对中、热弯曲等的影响，经常发生转子碰摩故障。本文以机组故障为实例，通过振动信号的时域、频谱以及转速三维谱图分析，对机组的碰摩故障进行分析诊断。

关键词：故障诊断；时频分析； 理论分析

Abstract The paper discuss the important problem in software development——requirements analysis.Developer and user always ignore the communication, it causes directly the software does not meet the good demands of the user, and cost a lot of time and money.Moreover, it affects the performance of the software.So, the requirements analysis is important in the early time of the development.This paper mainly discusses the requirements analysis’s influence on the system design from requirements develop, requirement management, and requirement program.Keywords：software requirement, requirement analysis, system design

目 录 振动信号的分析方法.................................................................................................................1

1.1 频域分析..........................................................................................................................1 1.2 三维频谱图分析..............................................................................................................1 2 转子碰摩故障特征.....................................................................................................................1 3 故障实例.....................................................................................................................................1

3.1 烟气轮机组碰摩故障诊断...............................................................................................1 参考文献...........................................................................................................................................1 振动信号的分析方法

1.1 频域分析

频域分析能通过了解测试对象的动态特性[1]，对设备状态作出评价，准确而有效地诊断设备故障并进行故障定位，为防止发生故障提供分析依据。

频谱分析可以解决以下问题：

（1）求得振动参量中各个频率成分和频率分布的范围；

（2）求出振动参量各个频率成分的幅值或能量，从而得到影响设备运行状态的主要频率值及其对应的幅值。

1.2 三维频谱图分析

三维频谱图对于分析振动故障是很有用的手段，特别是以转速作为第三维的三维频谱图，能较清晰地显示各倍频分量随转速的变化情况。清楚地显示出基频、二倍频、三倍频等诸分量随转速升高时的分布情况。转子碰摩故障特征

高速叶轮机械发生转子碰摩故障时有许多明显的特征，如表 1所示。

表 1 高速叶轮机械转子碰摩故障特征

特征参数 主特征频率 常伴频率

故障特征

低次谐波、高次谐波、组合谐波 工频（一倍频）故障实例

3.1 烟气轮机组碰摩故障诊断

某烟气轮机组（结构简图如图 1所示），在正常检修后开车时发现前端振值较大且不稳定，并呈持续缓慢上升状态，停机时振值已达再次试运时进行了跟踪测试。机组转速在低于时振值及相位均稳定且随转速变化不大，轴心轨迹稳定；转速达到（电机投用）后轴心轨迹开始变得杂乱，且烟机前端水平向振动明显增大；频谱图上三倍频处出现一个振动频带，且随转速上升振动能量越来越大，时域波形有明显的削波现象。

图 1 烟气轮机组结构简图

频谱分析得出的结论是机组存在严重的碰摩故障。解体检修发现，烟机叶轮上叶片根部锁紧销钉与隔板发生严重的整周碰摩，整周的销钉已磨损掉。修复叶片根部锁紧销钉并重新调整了烟机叶轮的位置后开车，机组振动恢复正常。结论

1.碰摩通常发生在不应接触的相对运动的表面，影响碰摩的因素比较复杂，在出现故障时，都会有故障特征，可通过振动信号分析对故障进行诊断。一般来说，转子与静止件发生摩擦时，受到的静止件附加作用力是非线形的和时变的，因此使转子产生非线性振动，在频谱图上表现出频谱成分丰富，不仅有工频，还有高次和低次谐波分量。碰摩严重时，各频率成分幅值迅速增大，转子失稳前频谱丰富、波形畸变、轴心轨迹不规则变化、正进动，转子失稳后波形严重畸变、轴心轨迹发散、反进动、时域波形有明显的削波现象。

2.在汽轮机起动发生动静碰磨时，要根据现场的情况灵活的采取措施，如果是轴封与转子碰磨，在条件许可或有把握的情况下，在较低的转速下可以通过“磨齿”的方法来扩大汽封间隙，减弱动静碰磨，但更换蜂窝汽封后发生动静碰磨，应视情况揭缸处理。

参考文献

故障监测诊断 篇6

关键词 PLC 人机界面 故障诊断 以太环网

中图分类号：TD44 文献标识码：A

1 系统整体结構

矿井主扇风机远程监测及故障诊断系统总体结构，采用三层集散式结构框架，以可编程序控制器PLC为控制核心，将传感器采集到的风机各项参数经过处理，采用西门子以太网模块将各数据与视频信号同时通过千兆以太环网远传给上位监控机，同时现场采用人机界面触摸屏对主扇风机的各项参数实现现场实时显示，同时可实现对主扇风机的现场控制和参数限值调定。

2 下位机数据采集及控制系统

2.1 数据采集系统

现场数据采集与处理系统以西门子可编程序控制器224XP型号PLC作为数据采集与处理的核心，需要进行检测的项目有两台主扇风机的性能参数、电机的电气参数、轴承温度、电机振动。系统对电机绕组及轴承温度的测量使用电机中的PT100热电阻与EDA9018温度采集模块配合实现，由于风机距离控制柜较远（一般为40m左右），所以采用三线制接法：铂电阻一端接I+，另一端两根线分别接到I-端和AGND。

2.2 人机界面触摸屏

人机界面触摸屏是主扇风机监测系统现场数据显示和控制的面板，根据本系统的设计要求和实际需要，分别对两台主扇风机的数据监测实时画面、运行控制画面、和参数设置画面进行了开发，数据监测画面主要实现对两台主扇风机各项检测参数的现场实时显示，方便工作人员在现场对风机的性能进行全面、直观的了解；运行控制画面可实现对风机的启停控制和风门开关控制等；参数设置画面用于现场工作人员根据实际情况对风机各项参数的限值进行设置，保证对风机超限参数的准确报警。

3 上位机远程监测及预警系统

系统在上位机采用组态软件创建主扇风机的远程监测动态画面，其根据风机的结构进行上位机组态虚拟结构绘图，并创建相应的管道开机流动动画，保证现场操作人员对风机运行状态进行有效地区分，避免误操作。风机远程监测的主画面可实现对两大主扇风机各项检测参数以及运行状态的实时显示，同时并行设置视频监控、数据查询、曲线查询、参数设置等多项功能，实现对风机的多角度综合监测。

4 风机故障诊断专家系统

4.1 知识库

知识库是整个风机故障诊断专家系统的核心，系统的各项操作都必须以知识库为纽带，故障诊断、维修专家可通过经验知识输入界面将专家经验输入至知识库管理模块，再通过知识库转换程序最终存储在知识库中。知识库中存储大量的风机故障案例以及故障诊断、维修专家的经验，在处理实际问题时，专家系统会从知识库中调用相应的知识，例如对主扇风机电机振动的故障诊断，输入风机的故障征兆，“随转速变化明显”和“高转速时显著增大”两条故障征兆，进行一手推理，知识库则会给出相应的推断结果，并给出其可信度值，随着故障征兆的不断细化，则会最终得出精确的系统故障结果。构建主扇风机故障诊断专家系统的知识库是一个循序渐进的过程，不能一蹴而就，在系统实际的运行工作中，还要经过反复的修改和补充，实现专家系统的不断优化，最终才会得到比较缜密和精确的诊断结果。

4.2. 推理机

推理机实际上是一组计算机程序，根据用户在用户界面（人机接口）输入的主扇风机诊断任务来调用知识库中相关的经验知识和规则，再按照一定的规则进行精确化匹配，从知识库中推导出风机的故障原因及维护方法，再以解释程序为平台，向用户解释故障诊断专家系统的行为，回答用户提出的诊断任务。解释程序作为专家系统的一个重要的子系统，有助于用户对风机故障细节的掌握，及时发现专家系统存在的漏洞和错误并进一步改进、完善专家系统。

5 结语

矿井主扇风机远程监测及故障诊断专家系统实现了对两台主扇风机的远程集中控制、风机各项参数远程监测以及故障诊断、推理，将主扇风机的远程实时监控、超限报警以及故障诊断多系统集成化。运用专家系统开发工具和庞大的数据库系统构建风机的故障诊断专家系统，对风机出现的不同故障进行推理分析，准确的判断主扇风机的故障类型和故障走向，并给出相应的经验处理、维修方案，避免了盲目性维修，大大降低了维修成本，保证了主扇风机的稳定运行和煤矿的安全生产。为矿山的安全、稳定运营提供了有效地保障。

参考文献

[1] 赵洪刚，黄鹤松，薛琳，朱述川. 主扇风机在线特性监测装置的设计.煤矿机械，2010，31（8）：231-234.

[2] 黄加东， 仲大庆. 风机振动故障的状态监测与处理[ J ] . 中国设备工程， 2004（ 5） ： 41- 42.

[3] 李卫军. 大型风机的在线监测[ J] . 中国设备工程， 2003（ 10） ： 29- 30.

油液监测与设备故障诊断技术分析 篇7

随着科技的发展, 各项先进的生产技术应用到煤矿生产中, 提升了煤矿生产的效率。在各种机械设备运行的过程中, 如何保障其能够安全稳定的运行, 是煤矿生产面临的重要问题。油液监测体系对于综采设备的运行可以进行有效的监测, 对于潜在的安全隐患进行诊断, 为煤矿的安全生产提供了有利的条件。

2 油液监测的主要技术手段

2.1 油液理化性质指标监测。

机械设备在运行的过程中, 润滑油的作用非常重要, 是保证机械能够正常运行的基础。油液监测技术通过对润滑油的物理化学性能进行检测, 可以了解到润滑油的使用状态, 从而判断机械设备的运行状况。在监测的过程中, 主要的指标包括运动粘度、水分、酸值、闪点、凝点 (或倾点) 、机械杂质、抗乳化性、抗泡沫特性、抗磨性和极压性等。

2.2 油液铁谱检测。

铁谱检测是目前煤矿企业中使用最为广泛的一种油液检测方法, 主要应用到的设备是铁谱仪。在机械高速运转的过程中, 会产生一定的磨损, 通过对磨损颗粒进行监测, 就可以充分的了解到机械的磨损状况, 从而进行有针对性的维修。在高梯度磁场的作用下, 将摩擦副中产生的颗粒从润滑油中分离出来, 按照一定的方法制成谱片, 然后通过铁谱显微镜和相关软件对其进行定性和定量的分析。这种监测方法的效率比较高, 所以在煤炭行业中应用的比较广泛, 通常使用旋转式铁谱仪。

2.3 油液光谱检测。

光谱检测技术应用的比较早, 并且检测的效果较好, 主要是对润滑油中的磨损颗粒的元素种类和含量进行检测, 还可以对润滑油的污染程度以及衰变过程进行监测。在目前使用较为广泛的光谱技术为电感耦合等离子体发射光谱法。

2.4 颗粒计数。

颗粒计数主要是对液压油中的固体颗粒进行统计, 其中包括了在机械运转时产生的磨损颗粒。将这些颗粒以粒径为标准进行分类, 然后根据规定的标准进行计数, 从而可以获得颗粒的分布信息, 与规范标准进行对比分析, 可以了解到油液中的污染程度, 从而做出相关的评价。

3 油液监测在设备故障诊断技术中的应用

任何机械设备的运转都需要润滑油来润滑, 而机械设备出现故障大部分都是源于润滑油的失效, 虽然在设备运转的费用消耗中, 润滑油所占的比例非常微小, 但是由于润滑油的质量不合格或者是在使用的过程中性能发生改变, 对于设备造成的故障率却占据了很大的比例。所以说必须对设备的在用油状况进行监测, 提高润滑油的质量, 减少换油的周期, 节省维修的费用, 提高设备的使用寿命。所以对于润滑油的使用状况要加强监测, 及时发现问题, 提早采取有效的措施预防和处理。

通过分析润滑油性能参数的变化可以间接了解机械主要部位的工作状态, 及时准确地监测设备的工作情况。就油液监测与诊断, 其主要内容包括润滑油物理化学性能指标变化、润滑油运转参数如油压的变化、润滑油摩擦学性能的变化。首先, 油液监测是摩擦学系统监测过程, 监测内容主要包括油品自身劣化、油品污染、金属磨损颗粒和摩擦学等四个方面。监测手段主要包括油品红外光谱分析、颗粒计数、油品性能指标和摩擦学性能测试分析等。由于大量机械设备的故障起因于润滑不良, 因此通过对油品自身劣化和污染进行监测, 有利于及时消除设备的故障隐患, 延长设备的大修周期。其次, 早期油液监测以监测诊断设备的磨损故障为目的, 其技术方法以铁谱技术为代表。目前油液分析技术已从早期的油样分析和磨屑逐步过渡到现代在线油液监测。现代在线油液监测技术将润滑油和机械设备视作统一的整体, 强调从摩擦学角度出发考察润滑失效和设备故障。而通过分析润滑油的理化指标和摩擦学性能指标可以准确预测设备发生磨损故障的发展趋势。

4 油液监测与诊断技术在煤矿的应用

作为煤矿企业, 机械设备所处的工矿条件恶劣, 机械设备损坏严重, 影响到正常生产与安全, 有必要建立完善的监测体系以提高设备完好率, 减少不必要的投入。特别有时监测不到位, 小事故酿成大事故, 损失巨大。煤矿企业建立健全油液监测体系应做好以下三项工作。

4.1 配备品质精良、功能齐全的各类油品检查仪器设备, 具备检测项目多、数量大、速度快等特点, 为快速判断故障提供准确及时的数据。硬件设施除需配备发射光谱、红外光谱、铁谱、颗粒计数等磨损污染颗粒监测仪器外, 还需配备黏度、闪点、水分、总酸值、总碱值、倾点、泡沫、不溶物、机械杂质等10种常规油品检测手段。软件方面:第一, 建立实验室及监测数据局域网, 将主要设备如采煤机、运输机、主通风机、空压机等监测数据及油品检测数据传输给机电科及主要矿领导, 以便相应采取措施;第二, 建立功能齐全的数据库管理系统和报告生成系统, 生成各种格式的油液监测报告;第三, 建立基于专家知识的计算机智能诊断系统, 提高判断问题的准确性和科学性。

4.2 应当具有符合规范标准要求, 保证测试结果足够准确的检测能力, 考虑到经济性, 以最少的检测项目达到最佳监测效果;对于具有国家标准以及ISO和ASTM等国际标准的检测方法, 应严格按照标准方法进行检测, 以保证监测诊断结论的科学性和合理性。

4.3 应当建立具有丰富经验积累的高素质、高水平的专家型油品监测技术队伍。通过与高等院校和科研院所合作, 培养具有扎实理论基础, 同时具有在油液监测和诊断实际经验的监测人员, 并在解决实际问题的过程中不断发挥专业人员的技术价值。

5 案例

神东煤炭集团+补连塔煤矿转载机减速器事故

事故经过:2013年3月30日, 设备管理中心油液监测人员在对补连塔矿综采工作面设备油样的例行化验中, 发现煤机左摇臂行星头油样严重乳化、且存在超过80μm的滚滑复合颗粒, 视场浓度超过80%, 且存在红色氧化物颗粒, 摩擦聚合物、严重滑动颗粒和切削颗粒。立即通知矿方机电人员对该设备进行检查。矿方机电人员检查发现左摇臂行星头漏油, 而且有异响, 矿方立即向设备管理中心调剂部申请更换减速器。但矿里因客观原因未能及时更换, 致使事故扩大化, 导致减速器Ⅰ轴损坏。

附图:

长轴尺寸超过500μm的滚-滑复合磨损颗粒

长轴尺寸超过500μm的疲劳磨损颗粒

磨损颗粒布满整个视场

超过400微米的滚-滑复合磨损颗

拆解后行星架上已经被磨平的螺栓帽

行星架边缘附着的肉眼可见的超大磨损颗粒

事故原因分析:在油液监测报告显示异常的情况下, 因客观原因, 矿方未能及时更换减速器, 导致减速器Ⅰ轴损坏。

点评:油液分析能够报告和预测的反映齿轮箱内部的异常磨损和可能出现的故障。严格按照油液分析报告进行换油或采取其他措施能够有效较低设备故障率, 提高生产效率, 延长设备寿命。

6 结束语

在煤矿生产中, 机械设备的应用可以有效的提高生产效率, 促进煤矿企业的发展。为了保证生产能够安全稳定的进行, 对于机械设备的运行应该加强安全监测。现阶段油液监测体系在煤矿综采设备的运行中广泛的应用, 对设备的运行状况进行监测, 可以及时的发现问题, 提早制定出预防对策。在油液监测体系中, 应该掌握科学的监测方法, 利用先进的设备和技术, 对设备的运行状态进行监测。通过油液监测体系的运用, 可以有效的减少设备故障的发生几率, 减少维修成本, 提高运行效率, 提高设备的安全性, 延长设备的使用寿命。随着科技的不断发展, 各项新技术和新设备会逐渐的用到煤矿生产中, 为煤矿生产创造更大的经济效益, 所以为了保证机械设备的安全运行, 在监测技术方面还要不断的提升, 为设备的安全稳定运行提供有利的基础, 从而确保煤矿的安全生产。

摘要：在煤矿生产运行的过程中, 各种大型机械设备应用的比较广泛, 为了保证煤矿生产的安全进行, 要对主要采煤设备的运行进行有效的监测, 减少事故发生率。油液监测体系在煤矿综采设备运行中发挥了重要的作用, 根据监测的信息, 可以及时了解到设备的故障, 提前对设备进行预防性维修, 减少故事, 提高运行效率。有效的监测体系, 可以提高煤矿设备的的生产效率, 为提高煤矿的生产水平奠定坚实的基础。

关键词：油液分析,主动维修,油液监测

参考文献

[1]张培林, 李兵, 徐超, 等.齿轮箱故障诊断的油液、振动信息融合方法[M].北京:机械工业出版社, 2011.

[2]杨其明, 严新平, 贺石中, 等.油液监测分析现场实用技术[M].北京:机械工业出版社, 2006.

[3]尚慧岭, 张新城, 孟繁华.采掘设备液压润滑系统污染控制研究与实践[J].煤炭科学技术, 2009 (11) :54-48.

[4]徐启圣.智能化多规则油液综合故障诊断理论及方法的研究[D].上海:上海交通大学, 2007.

[5]郭海林.基于平面线圈的油液监测传感器的研究[D].南京:南京航空航天大学, 2012.

浅析状态监测与故障诊断的应用 篇8

设备状态监测与故障诊断技术体现的是主动维修的思想, 我们在实际的应用中一定要所创新、有所突破, 不在乎形式, 而重在效果, 真正发挥设备状态监测与故障诊断技术的作用。

在日趋大型化现代化的石油化工生产装置中, 一旦某台设备出现故障, 就有可能引起整个装置瘫痪, 从而造成重大经济损失。因此针对设备状态, 注重随时监视设备运行状况, 从而正确地分析和诊断, 能够有效的预防和消除故障及事故的发生。

2 设备诊断技术

设备诊断技术主要是利用科学的检测手段, 检测设备的现实状况和参数, 通过对参数进行分析, 从而判定产生故障的部位和原因, 甚至预测设备的未来性能。

2.1 基本原理

设备诊断技术是利用被诊断的对象提供的一切有用的信息, 经过分析处理以获得最能识别设备状态的特征参数, 以便作出正确的诊断结论。机器设备运行时产生多种信息, 当其功能逐渐劣化时, 就出现相应的异常信息, 如机器的状态变化而产生的异常振动、噪声、温度等机械信号;机器劣化过程产生的磨损微粒、油液及气体成分变化的化学信号等。利用检测仪器对最敏感的故障特征信号进行状态监测, 作出正确的分析和诊断, 可以及时预测机器设备可能发生的故障。

2.2 设备诊断技术的分类

2.2.1 简易诊断技术

简易诊断技术主要是指测定设备的某个较为单一的特征参数以判断其状态是否正常。简易诊断技术对对人员技术素质要求不高, 通常简单培训即可操作和运用, 在实际生产中, 通常和设备的日常检查和定期检查结合进行。一般应用便携式简易测温仪和测振仪进行检测。由于简易诊断技术仪器简单, 易操作, 所以应大力推广。

2.2.2 精密诊断技术

定期检测或设备出现异常情况时, 通常要准确地判定具体原因, 就需要借助精密诊断, 通常精密检测, 通常可以对设备故障产生的原因、部位以及严重程度进行分析做出判断。如对机械设备的振动诊断, 目的是要了解故障产生的部位及严重程度, 指出故障产生的原因, 预测其发展, 以作为状态监测维修的依据。这种诊断方法由于精密诊断技术要求高, 操作人员需要有专门的知识或培训, 故要有计划地逐步开展。同时诊断时需要处理大量数据, 通常要利用计算机来进行准确的计算。

3 设备状态监测及监测手段

3.1 状态监测与诊断技术

设备状态监测是对运行中的设备其状态的变化进行的定期检测, 以随时监视设备的运行状况, 合理安排维修计划, 防止发生突发故障, 掌握劣化规律, 确保设备的正常运行。

设备状态监测所获得的数据、资料是设备技术诊断的依据, 其数据的精确度对状态监测是诊断有着决定性的作用。

3.2 状态监测的类型和技术

按状态监测时设备运行状态通常可以分成两大类:一是监测时无需设备停止运转, 通常称为在线监测;另一种需要设备停机。按第一种方式监测时, 设备的产量可以不受损失, 而按第二类方式监测时, 就需要利用某些设备在生产使用中定期停机或切换时进行;而按监测所用手段来分, 状态监测可分为动态监测和静态监测两类。动态的监测包括温度监测、频闪观察、应力应变分析、声发射技术、腐蚀监测、振动监测、油样分析等。静态的监测包括目视检查裂纹探测、厚度测量、X射线法和激光测量法等。

本方简要介绍一下温度监测和振动监测。

3.3 温度监测

机器设备长时间运转后, 整体或局部的温度都将升至一定值, 通常摩擦部位温度的异常变化是故障的明显标志, 异常的高温往往表示故障已很严重。如轴承温度若超过标准值10℃, 寿命将缩短50%。而很多设备对温度的要求会更高, 如某工厂的聚合反应釜的温度严格控制在60±0.5℃, 零点几度的偏差将会导致产品质量不合格。

3.3.1 温度监测装置

(1) 接触式传感器:热电偶温度计、水银或酒精温度计、电阻温度计等都有一个接触式传感器。由于传感器本身对被测表面的温度会有干扰, 所以感温元件应尽量小, 如果条件允许, 最好同被测表面连接为同一整体, 以确保感温元件与被测表面之间的良好接触。

(2) 非接触式传感器:主要是利用辐射能量来推算被测物体的温度, 常用的有以下几种:一种旧光学高温计:当温度升至500℃左右辐射即进入可见光的频率范围。将灼热物体或气体的颜色与一加热灯丝作对比, 就能测出温度值, 其误差<2%。另一种是辐射高温计:利用热电元件或硫化铅元件测量发热表面的辐射能, 精度2%, 温度范围为20-3800℃。

(3) 其它的测量设备:如测温漆、测温片和测温笔。当被测物的测温精度要求不高时, 可以使用测温漆、测温笔或测温片, 通过它们颜色的改变及时间来判断温度的高低。

3.3.2 温度监测的作用

温度监测通常可以用来判断以下故障:

轴承损坏。由于轴承中的滚动元件损坏、接触面擦伤等原因, 导致发热量增加。发热的量增加将使轴承座的表面温度升高, 这种温度的升高可用热电偶等测温传感器测出。

冷却系统故障。润滑或冷却系统的故障会使热量的散发途径受阻, 从而导致机件的表面温度升高。如管路、阀门或滤清器堵塞, 热交换器损坏等原因。

有害物质积聚。长期运行后, 烟道结焦或管内生成水垢, 锅炉生成腐蚀性副产物等。由于这种有害物质的积聚, 形成隔热层, 会使表面温度的分布发生变化, 故可用温度检测装置测出。

3.4 振动监测

正常情况下, 机械振动的位移、速度、加速度、频率和相位等振动参数基本是稳定的, 当振动强度达到或超过某一限度时, 即表明机械部分出了故障, 不同的机械故障经起的振动现象各有特征。运用现代信号处理技术可以从测量结果提取有用信息, 迅速找出故障的根源。

在机械设备的状态监测和故障诊断技术中, 振动监测及诊断技术是普遍采用的基本方法。在工业领域中, 机械振动是普遍存在并作为衡量设备状态的重要指标之一。当机械内部发生异常时, 随之会出现振动加大。在机器、零部件及基础等表面能感觉到或能测量到的振动, 往往是某一振动源在固体中的传播, 而振动源的存在, 又大都对应着设备的设计、材料或使用缺陷。例如零件原始制造误差, 运动副之间的间隙, 零件间的滚动及相互摩擦, 或者回转机件中产生的不平衡或冲击等等, 都是设备的可能振源。

由于振动诊断的理论和测量方法都比较成熟, 诊断结果准确可靠, 便于实施等, 受到人们的普遍关注, 在故障诊断体系中居主导地位, 目前已广泛地应用于各种设备的状态监测及故障诊断中。

结束语

随着石油化工设备的大型化、集中化、高速化、连续化和自动化, 突发的故障停机造成的损失越来越大。由于大多数设备、备件的故障间隔离散性较大, 定期维修不可避免地会造成较高的维修成本和较多的设备机器失效, 因此做到预知维修非常重要, 主动地发现问题和解决问题, 把事故消灭在萌芽状态, 能有效降低维修成本, 降低事故停机率, 因而具有很高的投资收益比。

参考文献

[1]徐成倡, 刘伯英.工厂设备管理[M].北京:化学工业出版社, 1984.532.

[2]汪必忠.生产设备管理[M].北京:化学工业出版社, 1991.129.

浅析电气设备在线监测及故障诊断 篇9

机、变压器、输电线路、电力电容器、避雷针、绝缘子构成电力系统的主要电气设备

电气设备一旦发生故障, 将会出现大面积停电停产、造成巨大的经济损失。国内外的大量资料和统计结果表明, 导致设备失效的主要原因是其绝缘性能的劣化。例如:2003年8月14日的北美电力系统大停电的分析报告就指出:造成停电的主要原因是俄亥俄州的地区电力局计算机失效和几条关键的345千伏输电线对生长过速的树木放电而引起的对地短路事故。绝缘老化因子可分为热、电、环境和机械因子四种。

2 在线监测与状态维修的必要性及意义为了保证电力设备质量,

在设备投入运行前都要进行严格的质量检查, 基本消除了由于质量而引发的事故

而为了发挥电气设备的最大生产能力, 常常需要进行日常的科学管理和维护。

2.1 预防性维修阶段

早期阶段:对设备使用直到发生故障, 然后维修。其后, 发展成定期试验和维修, 即预防性维修。现在, 定期预防性试验和维修已在电力部门形成制度, 对减少和防止事故的发生起到了很好的作用。缺陷:离线进行试验带来一些不足。

1) 离线试验需停电进行, 而不少重要电力设备轻易不能停止运行。

2) 停电后设备状态 (如作用电压、温度等) 和运行中不符, 影响判断准确度。

3) 由于是周期性定期检查, 而不是连续地随时监测, 设备仍可能在试验间隔期间发生故障, 即造成维修不足。

4) 由于是定期检查和维修, 设备状态即使良好时, 按计划仍需进行试验和维修, 造成人力物力浪费, 甚至可能因拆卸组装过多而造成损坏, 即造成所谓维修过度。例如某条高压电缆出厂计划寿命为10年, 工作10年后必须更换。计划寿命是一个估算数字, 并且留有一定的安全裕度, 极少数可能工作作寿命不足10年。大多数运行寿命能超过10年, 或在15年以上。实行计划寿命一刀切的方法是不合时宜的。

2.2 状态维修

目前正在发展以状态监测 (通常是在线监测) 和故障诊断为基础的状态维修。采用状态监测与故障诊断技术后, 可以使预防性维修向预知性维修即状态维修过渡, 从“到期必修”过渡到“该修则修”。

状态维修步骤:

1) 在线监测:获得能反应故障的信号;

2) 分析诊断:进行信号分析处理做出诊断;

3) 预防性维修:根据诊断结果有的放矢维修。

在线监测预诊断的优点是:

1) 被监测设备全过程受控, 没有死区;

2) 适时维修可避免过剩维修, 节约维修资金;

3) 适时维修可避免维修不足, 可避免设备带病工作。减少事故的发生, 减少经济损失;

4) 预诊断出设备较精确的剩余寿命, 合理使用设备, 避免设备浪费。现代企业设备 (特别是大型关键的电气设备) 装备在线故障监测诊断装置, 应用新的故障监测技术巳成必然的趋势, 是提高企业经济效益的有效手段之一。

3 状态监测与故障诊断技术的发展概况

国外对电气设备状态监测与故障诊断技术的研究, 始于20世纪60年代。各发达国家都很重视, 但直到70~80年代, 随着传感器、计算机、光纤等高新技术的发展与应用, 设备在线诊断技术才真正得到迅速发展。

我国对电气设备状态监测与故障诊断技术的重要性也早已认识。60年代就提出过不少带电试验的方法, 但由于操作复杂, 测量结果分散性大, 没有得到推广。80年代以来, 随着高新技术的发展与应用, 我国的电气设备在线诊断技术也得到了迅猛发展。由于我国工业发展迅速, 用电一直紧张, 加之部分设备故障率较高, 因此, 对于推行在线诊断技术以提高电力系统的运行可靠性更为迫切。

4 在线监测的发展趋势由于状态监测与故障诊断技术的难度, 不论是国内, 还是国外, 目前多数监测系统的功能还比较单一

今后发展趋势为:

1) 多功能多参数的综合监测和诊断, 即同时监测能反映某电气设备的绝缘状态的多个特征参数。

2) 对电站或变电站的整个电气设备实行集中监测和诊断, 形成一套完整的分布式在线监测系统。

3) 不断提高监测系统的可靠性和灵敏度。

4) 在不断积累监测数据和诊断经验的基础上, 发展人工智能技术, 建立人工神经网络和专家系统, 实现绝缘诊断的自动化。

5 在线监测系统的技术要求

1) 系统的投入和使用不应改变和影响一次设备的正常运行;2) 能自动地连续进行监测、数据处理和存储;

3) 具有自检和报警功能;

4) 具有较好地抗干扰能力和合理的监测灵敏度;

5) 监测结果应有较好的可靠性和重复性, 以及合理的准确度;6) 具有在线标定其监测灵敏度的功能;

7) 具有对电气设备故障诊断功能包括故障定位、故障性质、故障程度的判断和绝缘寿命的预测等。

参考文献

[1]王昌长等.电力设备的在线监测与故障诊断.北京:清华大学出版社, 2006.

[2]朱德恒, 严璋, 谈克雄等.电气设备状态监测与故障诊断技术.北京:中国电力出版社, 2009.

故障监测诊断 篇10

旋转机械振动诊断是故障诊断技术中非常重要的一个方面。在诊断中采用振动信号, 无论在信号的采集、数据的处理和故障的识别上都简便可靠, 尤其适用于不停机在线监测和诊断报警。

1 振动监测系统与组成

采用美国EN-TEK公司的PM (预测维修) 系统, 建立关键特护机组数据库, 包括机组基本参数、监测部位、监测参数、分析诊断基本参数等。预测维修 (也称为预知维修或特态维修) 是指对设备的维修依赖于设备的状态, 通过对设备的不断监测, 掌握设备当前的工作状态并预报可能的变化趋势。当发现设备异常时, 借助于有效的手段对故障进行诊断, 用诊断的结果来指导维修工作, 这不仅使维修工作有计划地进行, 而且使维修工作在尽可能小的范固内进行。

典型的PM系统由传感器、数据采集器、PM软件和计算机系统组成。数据采集器是集测试、记录、分析为一体的集成式便携测试仪器, 可配接振动、相位, 温度等传感器, 或直接接收电压信号。PM系统软件提供了对测点数据库的管理和巡检路径的设置, 将巡检路径装入数据采集器 (Load) , 由数据采集器将实测数据反馈给计算机 (Unload) , 依据实测数据对设备的状态进行趋势分析和预报及对故障设备进行诊断等全部功能。

利用该预测维修系统的数据采集/频谱分析仪IRD-885进行定期巡回检测, 全部检测数据由系统软件自动生成趋势分析图、颇谱分析图, 随时掌握机组状态, 分析其变化趋势, 及时发现故障隐患, 针对性地采取有效措施, 确保机组保持良好的运行状态。振动监测系统结构如下:

转子→振动传感器→72000r3600仪表系列→lRD-885数据采集颇谱分析仪→计算机PM系统。

2 系统应用

振动诊断技术是利用机器或机构的动态性 (如固有频率、振型号、传递函数等) 与异常机器或结构的动态特性的不同, 来判断机器或结构是否存在故障的技术。振动信号是设备状态信息的载体, 它蕴含了丰富的设备异常或故障的信息, 而振动特征是设备运行状态好坏的重要标志[3,4,5,6]。对于在生产中连续运转的机器设备, 可以根据它在运转中代表其动态特性的振动信号, 采用振动诊断技术在不停机的条件下实现在线监测和故障诊断;对于静态设备和工程结构, 可以对它施加人工激励, 然后根据反映其动态特征的响应, 采用振动诊断技术判断是否存在损伤和裂纹, 从而达到故障检测的目的。

该系统对某公司内部几套催化裂化装置的主风机组、气压机组建立了完整的机组振动数据库并定期巡检, 对运行状态异常的机组增加测试密度, 以确保机组安全运行, 并取得了一定的经济效益。此外, 该系统具有综合的现场工作性能, 对于一些未列入巡检内容的机组能够进行现场分析, 解决实际问题。下面仅列举几个实际问题, 说明该振动监测系统的应用。

某厂重整车间往复氢压机组运行出现异常振动, 相关管线发生强烈振动, 随采用IRD-885频谱分析仪进行振动测试, 以分析机组及管线产生振动的原因。分别对机组在未带负荷和带负荷状况下, 测试其轴承、压缩机气缸、压缩机传递动力部分的振值。机组结构如图1所示, 各测点的通频值如表1所示。

由所测各点振值可以看出, 在带负荷状况下, 机组振值降低, 原因是在现场增加了管线约束, 管线产生很强烈的振动, 认为是由机械共振引起, 采用增加支承、加固支承条件或在管路上附加质量的办法改变管线的自振频率, 使之远离激振频率, 从而使振动降低。

某厂螺杆氨压机振动异常, 采用IRD-885频谱分析仪进行测试, 测试频谱为典型的工频振动, 由于转子存在动不平衡导致机组振动异常, 其结构如图2所示。于是用IRD-885对转子做现场动平衡, 使机组振动值明显下降。氨压机几个主要测点在现场动平衡前后的测试结果如表2所示。

注:前为做现场动平衡之前的测试结果;后为做现场动平衡之后的测试结募。

3 结束语

目前在旋转机械故障诊断技术中应用最多的是转机的振动信号, 其原因是异常振动引起的机械损坏比重很高, 据统计, 因振动产生的机械故障率达60%。采用PM (预测维修) 系统对大型关键特护机组进行振动监测及故障分析, 便于实时诊断, 且诊断结果准确可靠, 可节省大量的维修费用, 创造可观的经济效益, 在旋转机械故障诊断领域具有较好的应用前景。

摘要：在旋转机械故障监测和诊断中, 振动诊断技术具有较强的识别能力, 可及时地进行早期诊断, 发现造成故障的原因, 从而实现预测维修。实践表明, 以振动监测与故障诊断技术为基础的设备预知维修能节省大量的维修费用, 便于实时诊断, 诊断结果准确可靠, 可取得显著的经济效益。

关键词：旋转机械,故障,诊断

参考文献

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[2]崔中新.机械制造疵病分析[M].北京:机械工业出版社, 2003.

[3]贾军峰, 杨国安, 李新华, 等.基于小波包和包络分析的滚动轴承故障自动诊断方法研究[J].石油矿场机械, 2006, 35 (5) :18-22.

[4]余志红, 王锐, 陈志刚.基于数据挖掘的设备旋转部件故障特征模式提取研究[J].石油矿场机械, 2006, 35 (5) :23-26.

[5]吴振生, 杨国安, 贾军峰.基于模糊多属性决策的旋转机械故障自动诊断系统[J].石油矿场机械, 2006, 35 (5) :4-8.

故障监测诊断 篇11

摘要：随着中国轨道交通线路的不断扩展和加密，站内机电设备状态对地铁运营影响日益加深。本文以地铁机电设备故障监测与智能诊断系统为研究对象，简要地阐述了针对地铁机电设备建立该系统的作用与意义，分别对系统内部的采集层、分析层和评估层这三个基本工作层的逻辑架构以及维修中心级、机电工区级和设备现场级这三个工作级的结构设计进行了详细地分析研究。希望能够在文中为地铁运营机电公司的维修人员们提供相关方面的理论参考与实践帮助。

关键词：地铁机电；机电设备；故障监测；智能诊断

近几年，中国国内各大城市都迎来了城市轨道交通的建设高峰。以首都北京为例，截止2015年，已经顺利完成了国家“一二五”规划中的发展要求。600km的地铁线路上添置和安装了大量的机电设备，光是安全屏蔽门就设有一万多套。这就给地铁运营机电公司的维修人员们增加了工作量和工作强度。为了提高运营维护的效率，需要建立起地铁机电设备的故障监测与智能诊断系统。

一、建立故障监测与智能诊断系统的必要性

（一）创新发展轨道交通科技的要求

国家“一二五”的发展规划明确提出，轨道交通装备产业隶属于装备制造业中的高端产业，应该大力开发轨道交通装备中的先进技术、节能经济、环保科技和安全性能，推动智能化机电设备的协调创新与可持续发展。地铁机电设备的故障监测与智能诊断系统，完全符合这一现代化建设的要求，对轨道交通科技的创新发展有着极为重要的意义和作用。

（二）高效管理地铁线网的必然需要

自中共在十八大会议上，提出高效推动城市化建设的要求以后，各个城市都开始加密本地的地铁线网。同时，大量机电设备投入使用，迫使地铁运营机电设备公司不得不扩大现有的维修团队，以满足地铁线网正常运营的实际需求。地铁机电设备故障监测与智能诊断系统的建立，可以在现代化信息手段和技术的辅助之下，对现有的维修管理资源进行优化升级，可以快速诊断故障点，分析故障原因，节省排除故障时间，在提高维修团队工作效率的同时，也避免了盲目投入人力资源的浪费现象。

（三）机电设备安全运行的基本保障

负责运输地铁站内乘客上下出入的电扶梯，是发生安全事故和机械故障最频繁的机电设备。很多因电扶梯引起的大型事故，都是是由于固定零件和驱动链条等设备零件年久失修或故障失察而最终导致的。另外，安全屏蔽门机电设备中的安全回路、系统接口、电气设备和门体机械等部位都很容易发生机械故障。大型风机在运转过程中的轴承振动很大，也时刻有着叶片脱落的安全风险。由此可见，地铁机电设备中的电扶梯、安全屏蔽门和大型风机等机电设备是发生机械故障几率最高的“重灾区”，预防并及时发现故障及危险源，可以避免或减少灾害发生。

地铁机电设备的故障监测与智能诊断系统，不仅可以适时判断出地铁运转系统中各个机电设备的运转状态是否正常，有没有隐藏安全隐患，还能够对可能存在的机械故障和安全风险进行警告，并针对故障风险做出与之相应的提示，为维修人员提供必要的原始数据和维修建议。这是保证地铁机电设备安全运行的基本保障，也是建设安全稳定地铁运行线路所必须的前提条件。

二、故障监测与智能诊断系统的逻辑架构

（一）数据采集层的逻辑架构

地铁机电设备故障监测与智能诊断系统中数据采集层的主要职能，是监督和采集地铁机电设备的运行状态，存储和整理机械故障的数据信息。对于系统无法提供或是掌控的信息，比如温度、湿度和振动频率等，需要在地铁机电设备的内部安装功能相符的传感器。通过传感器实现数据和模拟信息的相互转换之后，再应用采集层进行数据采集。

（二）数据分析层的逻辑架构

地铁机电设备故障监测与智能诊断系统中数据分析层的主要职能，是分析整合由采集层收集到的信息，从中提取出具有风险故障特征的数据信号，进而判断出地铁机电设备的故障根源和故障趋势。如果数据采集层报送上来的是清晰明确的数据信息，则可以直接跳过数据分析层的解析环节，直接经数据传输层送到决策评估层。

（三）决策评估层的逻辑架构

地铁机电设备故障监测与智能诊断系统中决策评估层的主要职能，是利用存储于专业数据库的历史经验数据和设备维修信息，应用状态评估算法得出机械故障与安全风险的真实数据，最后统筹评估，为现场的维修人员提供机电设备故障的原始数据、可能原因以及维修的建议与计划。当然，维修人员也可以根据故障现场的具体情况，对维修方案进行灵活调整。

三、故障监测与智能诊断系统的结构设计

（一）维修中心级的结构设计

故障监测与智能诊断系统中的维修中心级，一般会设立在地铁轨道线路车辆段的维修中心内部。维修中心级的结构设计，旨在从宏观的角度上出发，对地铁全线机电设备的工作状态进行统筹规划与管理。中心级可以在发现故障的同时发出警报，并精确地显示出机电设备故障的蔓延趋势和紧随其后的风险损失。这就要求维修人员科学合理地安排维修养护工作，对需要维修的地铁资源和机电设备进行现代化的信息管理，为故障监测与智能诊断系统提供信息存储、资料查询和维修管理等基础性的服务。维修中心级的结构设计在整个系统的建设过程中具有重量级的关键作用。

（二）机电工区级的结构设计

通常情况下，每隔4～6个地铁站，就应该设置一个集中进驻维修人员的机电工区。故障监测与智能诊断系统中机电工区级的主要作用是监事和管理区域内地铁站各个机电设备的工作状态。一旦发现安全隐患或是故障信息，能够立即调取现场所有的数据信息和列车运行状况的监控录像，并通过计算机得出机电设备安全状态的故障诊断以及随之而来的风险评估。只有这样，才能实现维修工人个体管理和系统整体管理之间的和谐统一，尽可能地在最短的时间内找出机电设备故障的根源和维修养护的建议。

（三）设备现场级的结构设计

地铁机电设备系统中的设备现场级，主要负责采集和分析机电设备的数据信息与故障原因，主要被安置在地铁轨道线路的车站内部。设备现场级的基本结构会按照地铁机电设备的不同类型，划分为具有不同诊断特性的子单元，对机电设备的各类故障进行监督测试和智能诊断。具体的现场级子单元包括屏蔽门故障的子单元、扫描仪故障的子单元、购票机故障的子单元电扶梯故障的子单元等。各个子单元之间的监测、诊断功能都较为独立，相互之间没有什么牵连关系或干涉作用。子单元的设计是为了加强智能诊断系统监测数据的准确性，提升故障监测与智能诊断系统在地铁运行过程中的工作效率。这种精细化的结构设计，使得各个机电设备的监察工作都可以独立进行。即便是脱离了全线的系统之后也能正常运转。除此之外，地铁机电设备的现场级网络支持便携式手持终端的插口接入与信息交换，方便现场的工作人员随时查阅和调用机电设备的原始数据信息，以便更加高效地找出故障原因。

结束语

针对地铁的机电设备建立故障监测与智能诊断系统，可以在机电设备的关键部位或重要装置发生故障的早期，及时发现故障的源头并尽快找出原因，有效规避故障的风险与威胁。同时，也能强化提升运营公司对地铁机电设备的维保效率，引领着机电设备的维修养护作业向着信息化、现代化和智能化的方向发展创新。

参考文献：

[1]秦冲，王素粉.机电设备故障诊断技术发展探析[J].机械制造与自动化，2011，06：90-92+104.

[2]周祖德，谭跃刚等.机械系统光纤光栅分布动态监测与诊断的现状与发展[J].机械工程学报，2013，19：55-69.

故障监测诊断 篇12

1 轧钢机械监测流程

滚动机械工件是非连续轧制, 速度不恒定, 功率是从空载到满负荷周期波动的。为了保证测得的数据的可比性, 应遵循以下原则对数据进行测定。首先, 对于每一个测量点的测量, 或由于激励源对测量点的传递函数和测量结果有很大的不同。其次, 机器的工作条件是相同的, 逐个测量, 然后, 保持相同的参数作为测量参数。最后, 相同的仪器使用测量的方法是相同的。

一般情况下, 智能轴承试验机或检测仪, 检测关键部位的轧钢机, 首先选择合适的监测点, 监测前必须进行清洗;定期检测和记录测量数据;绘制测得的数据振动曲线, 跟踪各点的振动变化;当振动值发生突变或连续上升时, 操作点可能发生变化。轧钢机械监测流程如图1所示。

2 轧钢机械震动监测

为了更好地维护和维护轧机机械设备, 需要对关键零部件的轧机动态振动监测, 记录每天的振动值, 在设备故障的情况下, 使维护更具针对性。设备的关键部位是由智能轴承试验机或检测仪器检测, 如图2所示。首先, 选择合适的测量点, 擦拭干净后再测试。测量点应固定。电机与减速器轴承振动测量要点。其次, 定期检测并记录测量数据。再次, 绘制振动曲线图, 包括机械零件的名称、编号和位置, 并显示简单的原理图、注释、测量值和测量点位置和日期的日期。最后, 当振动的突变或继续上升, 点的情况变化的操作, 有可能是失败。

3 轧钢机械设备故障诊断

不同振动故障的比较, 主要从以下几个方面。首先, 分析了数据的时域、峰值和平均值。其次, 从数据频率域的角度, 主要分析了频率域特征, 包括2个方面:第一, 轴的故障齿轮的变化和咬合数据的频率, 以及其他都是均方频率、中心频率特性。在处理这些数据时常被用来计算FFT算法。第二, 振动机械故障, 以确定需要从这些数据的分析, 不利的数据将导致判断的准确性, 分析结果也失去了指导意义。因此, 它是可能的, 以获得相对准确的数据, 只有通过使用的检测器的经验和判断尽可能地消除噪声的影响。

通过在轧钢机上记录机械针, 实现对故障的远程监控和分析。常用的传感器有位移传感器、速度传感器和加速度传感器。所提供的频率带具有不同的振动, 并且在试验段安装了相应的传感器。例如, 为了获得轴承零件的机械振动特性, 应在轴承上安装加速度传感器。但其在实际的数据采集工作中不尽如人意, 主要原因是加速度传感器的频率范围广, 难以识别和记录频率范围更全面, 特别是在连续低速旋转时, 低频振动信息更难以被传感器记录。位移传感器可以克服这个问题, 它可以更准确地获得低频振动的信息, 因此位移传感器得到了广泛的应用, 测量结果更加准确。

科学分析轧钢机械振动特性, 以便更好地收集和分析数据, 并对具体的故障进行诊断。滚动机械的故障往往是由动态控制的工作能力和耐磨性造成的, 对轴承的速度动态观测, 振动特性的输出频率等方面使用这些特性, 可以实现一个良好的协调和互补的作用, 加速度传感器和位移传感器, 并不断扩大频率范围, 使振动故障发现更及时以便更准确、更迅速地解决问题。

4 结语

对于轧钢机械来说, 机械振动是轧钢机械的常见故障, 轧钢机械振动故障是影响轧钢生产的重要因素之一, 同时对轧钢机械生产过程中的安全问题也有着重要的影响。在轧钢机械运行中一般采用在线检测和在线诊断的系统确定轧钢机械振动故障的发生, 分析轧钢机械振动故障的原因, 给出轧钢机械振动故障排除的方法。

参考文献

[1]邢剑平.试论轧钢机械设备的故障诊断与机械设备安全运转的重要关系[J].科技资讯, 2013 (23) :80.

[2]樊振龙.有关轧机变速箱振动故障的诊断分析[J].工业设计, 2015 (11) :138-139.

[3]司荣刚.轧钢机械振动故障的诊断研究[J].中外企业家, 2015 (9) :204.

[4]杨智宇.浅谈轧钢机械振动故障的诊断[J].科技创新导报, 2012 (4) :53, 55.