风机在线振动检测与故障诊断系统

1、PAGE PAGE 29风机在线振动检测与故障诊断系统 说明书 南京康尼科技实业有限公司 南京市经济开发区内恒达路19号 邮政编码：210038 电话传真valuation Warning: The document was created with Spire.Doc for .NET. 风机在线振振动检测测与故障障诊断系系统说明书南京康尼科科技实业业有限公公司2007.61、项目设设计遵循循标准及及规范振动状态监监测部分分参照GGB/TT 1998733.1-20005/IISO 133373-1:220022机器器状态监监测与诊诊断

2、 振振动状态态监测；有关电气装装置的实实施参照照GB5502555-996电电气装置置安装工工程施工工及验收收规范；有关自动化化仪表实实施参照照GB5500993-220022自动动化仪表表工程施施工及验验收规范范及DDLJ 2799-900电力建建设施工工及验收收技术规规范（热工工仪表及及控制装装置篇）；其余部分参参照南京京康尼科科技实业业有限公公司企业业标准。1.1 系统目目标基于对钢铁铁企业现现状的了了解，并并结合对对未来在在线监测测系统的的期望，我我们拟订订如下系系统目标标： 11、实时时监测 以以机组结结构示意意图、棒棒图、数数据表格格等方式式实时显显示所监监测的数数据和状状态，并并

3、以不同同颜色进进行声光光报警显显示。 22、趋势势分析 对对采集到到的振动动、轴位位移等参参数进行行趋势分分析，能能根据标标准值的的限定范范围实现现劣化分分析，并并结合标标准信息息提供设设备检修修指导，同同时劣化化曲线应应能导出出成电子子文档或或图表形形式。 33、振动动分析包括时域分分析（波波形、幅幅值）、相相关分析析（自相相关分析析、互相相关分析析）、频频谱分析析（频谱谱、相位位）、矢矢谱分析析、矢功功率谱分分析、进进动谱分分析、全全信息分分析、轴轴心位置置（稳态态）、倒倒谱分析析、时频频分析等等。 44、数据据库管理理 系系统能自自动生成成各种数数据库，包包括历史史（分钟钟、小时时、天、

4、月月、年）、启启停机、报报警、事事件及特特征数据据库等，并并能自动动进行维维护，对对过期数数据自动动清理，对对特殊数数据进行行保护和和备份。 55、黑匣匣子功能能 系系统设有有黑匣子子数据库库，能追追忆和分分析报警警前后有有关的详详细数据据。 66、故障障诊断 能能诊断机机组的常常见故障障，包括括不平衡衡、不对对中、基基础松动动、油膜膜涡动、转转子碰摩摩等十六六种常见见故障。 77、报表表打印 88、网络络通讯 公司司及分厂厂的有关关领导和和技术人人员都可可以通过过浏览器器随时查查看机组组的运行行状态和和进行各各种分析析、诊断断。可与与现场智智能仪表表、DCCS系统统和MIIS系统统通讯。1.

5、2 故障诊诊断的目目的确定机器继继续运行行的时间间。确定机器发发生故障障的严重重程度。确定机器继继续运行行是否有有危险。通过诊断，对对部分异异常通过过调节工工艺参数数进行减减振。确定机器解解体检查查的部位位。只有需要修修理的时时候才实实施修理理。最大限度地地降低设设备维修修费用，避避免设备备因过剩剩维修带带来的设设备损坏坏。2 、系统统简介设备远程监监控与运运行管理理系统是是南京康康尼科技技实业有有限公司司和南京京农网城城网共同同合作汇汇集多年对旋旋转机械械故障机机理和动动力学特特性研究究成果而而向市场场推出的的高智能能、高可可靠的工工业级设设备在线线监测与与故障诊诊断系统统，包括括采用嵌嵌入

6、式技技术和多多CPUU技术设设计的高高智能全全自动主主动数据据采集单单元、基基于获得得国家科科技进步步奖的矢矢谱分析析技术的的全序列列分析方方法，涵涵盖了稳稳态、瞬瞬态和非非平稳态态分析，配配合可视视化主动动数据驱驱动技术术，向用用户提供供了与机机组运行行状态最最接近的的图谱信信息、基基于智能能混合技技术的故故障诊断断专家系系统和稳稳定的网网络支撑撑、开放放型关系系数据库库几个组组成部分分。数据采集单单元实现现将机组组的振动动模拟信信号采集集，其采采集模式式根据不不同的状状态（正正常、报报警、危危险等）自自动转换换，并具具备完善善的数据据预处理理功能，既既保证了了采集数数据的正正确性和和完整性

7、性，也可可以充分分发挥系系统硬件件资源功功效。采集并经预预处理的的数据存存储在系系统的服服务器数数据库中中，供监监测、分分析和诊诊断系统统调用，可可实现企企业网络络系统内内的全功功能浏览览。信号分析方方法提供供了稳态态、瞬态态和非平平稳态分分析方法法，组合合功能达达到300种左右右。系统统采用了了基于获获得国家家科技进进步奖的的矢谱分分析技术术作为技技术依托托，可以以向用户户提供唯唯一性的的源数据据，为后后续故障障诊断系系统的高高效发挥挥提供了了技术保保障。故障诊断专专家系统统可自动动诊断116类旋旋转机械械常见故故障，并并提供相相应的修修正建议议措施。故故障诊断断系统具具备自学学习功能能，采

8、用用了支持持向量机机技术构构造自学学习系统统，可实实现在小小样本条条件下甚甚至正常常数据样样本条件件下的高高效自学学习。网络系统可可以采用用用户指指定的操操作系统统和数据据库，也也可采用用Linnux作作为网络络支撑环环境。3、系统的的基本功功能3.1 系系统设计计原则3.1.11 高高可靠性性作为工业产产品，可可靠性要要求是第第一位的的，也是是保障技技术先进进性正常常发挥的的重要条条件。可可靠性除除包含系系统所设设计的硬硬件外，软软件的可可靠性、稳稳定性、网网络系统统抗病毒毒攻击能能力均成成为系统统可靠性性指标的的组成部部分。系系统在以以下诸方方面体现现上述可可靠性指指标： 高可靠靠数据采采

9、集前端端 系系统的数数据采集集器全部部采用嵌嵌入式LLinuux体系系和多CCPU结结构，组组成全功功能数据据采集系系统，可可满足振振动（位位移）、工工艺参数数、开关关量等参参数的多多模式采采集，根根据现场场实际和和用户需需求，也也可扩展展数字输输出功能能，实现现部分参参数的控控制。数数据采集集部分的的平均无无故障时时间不低低于4000000小时。 高可靠靠网络体体系 针对网网络普遍遍存在的的安全性性问题，系系统局域域网采用用高可靠靠的服务务器，网网络支撑撑系统采采用Liinuxx网络平平台，数数据库采采用Orraclle大型型关系数数据库，软软件整体体采用符符合网络络数据传传输要求求的B/S

10、结构构，并采采取了多多种安全全措施和和冗余设设计，系系统负荷荷不超过过设计容容量的660%，不不但保障障系统高高速运行行，也便便于随着着对系统统功能要要求的不不断提高高而进行行的功能能扩展。 高可靠靠信号分分析体系系 信号号分析方方法全面面，覆盖盖面广；除保留留应用效效果较好好的传统统分析方方法外，鉴鉴于大多多故障发发生时信信号表现现为非平平稳过程程，增加加了非平平稳过程程分析方方法和部部分现代代信号分分析方法法（如数数据融合合、盲源源分离等等），并并尽可能能以简洁洁、直观观的表达达方式呈呈现给系系统使用用者。 高可靠靠信号预预处理 对部部分耦合合通道较较多、信信号结构构复杂且且信噪比比低的信

11、信号，将将采用先先进的“盲源分分离”或“高阶统统计量”等现代代信号处处理技术术对信号号进行预预处理，获获得信噪噪比较高高的早期期故障信信息。3.1.22 方方便实用用性 功能浏浏览方便便 采采用全BB/S结结构，友友善的人人机接口口、联机机帮助系系统，使使操作非非常简单单方便。 工作状状态变更更方便 各种种参数可可通过系系统提供供的组态态软件进进行在线线调整，由由于 LLinuux系统统具备的的TCPP/IPP通讯协协议功能能优于WWinddowss系统，可可方便地地实现数数据采集集器的远远程工作作状态变变更及功功能升级级。 数据查查询管理理方便 数据据查询方方便快捷捷，针对对大多设设备状态态

12、监测系系统采用用的基于于时间标标志数据据查询方方式不直直观、效效率低等等弊病，采采用了先先进的可可视化主主动数据据驱动技技术，用用户选择择数据更更直观、准准确、快快捷。系系统还提提供事件件数据据关联技技术，实实现直接接从事件件进入数数据分析析。 用户端端扩展方方便 由于系系统软件件采用了了J2EEE体系系编制，用用户端无无需任何何设置即即可成为为系统全全功能浏浏览器，且且与用户户端操作作系统无无关。3.1.33 可可扩充性性 监测对对象扩充充 系系统具有有良好的的扩充性性，并保保证扩充充具有较较高的性性能价格格比。新新增加监监测机组组仅需增增加数据据采集器器、振动动传感器器工艺艺信号变变送装置

13、置和信号号电缆，对对于安装装距离较较近的机机组，在在采集器器框架所所容通道道许可的的条件下下，可以以通过扩扩充采集集板的方方式进行行扩充。 系统功功能扩展展 软软件系统统采用组组态化、模模块化设设计，所所有分析析功能均均作为一一个独立立控件模模块，便便于系统统功能扩扩展和功功能升级级。 系统覆覆盖范围围扩展 系统统提供与与ERPP/EAAM系统统互联的的的标准准数据接接口，便便于组成成大型企企业监测测网络和和不同应应用系统统之间的的数据传传输与共共享。 技术支支持范围围扩展 系统统具备远远程故障障诊断技技术支持持功能（需需INTTERNNET网网络支持持），通通过INNTERRNETT可实现现

14、领域外外专家的的技术支支持和远远程故障障诊断。3.1.44 人人工智能能性 智能诊诊断机组组常见故故障 系统配配备了智智能故障障诊断专专家系统统，自动动或人机机交互诊诊断166大类机机组常见见故障。 智能自自学习功功能 采用先先进的支支持向量量机技术术更新了了系统的的自学习习功能，支支持在小小样本条条件下（甚甚至是正正常数据据下）的的系统自自学习功功能，进进一步提提高了系系统故障障诊断的的准确度度。 智能综综合源数数据 系统对对于故障障诊断推推理机构构造有与与一般诊诊断系统统不同。一一般故障障诊断系系统多利利用频谱谱特征（将将频率成成份分为为多个“段”，给予予一定的的加权值值）、轴轴心轨迹迹形

15、状、振振动稳定定性等因因素进行行模糊识识别，由由于采用用的数据据源为一一个“点”数据，且且频谱多多为单通通道频谱谱（投影影谱），故故诊断准准确率相相对较低低。系统统综合考考虑了振振动信号号来源位位置、数数值变化化趋势、截截面信息息融合、源源信号分分离、唯唯一性源源数据处处理等方方式进行行设备状状态的推推理，因因此可以以提高故故障诊断断的准确确性。对对于采用用电涡流流传感器器的系统统，所有有考核数数据均为为振动矢矢量，避避免了单单通道数数据（投投影数据据）受传传感器安安装位置置影响导导致数据据无唯一一性问题题。 智能数数据采集集 数数据采集集器采用用了全自自动智能能工作模模式设计计，可智智能识别

16、别机组运运行状态态变化并并应用相相适应的的数据采采集方式式，全部部功能均均处于全全自动运运行状态态。3.1.55 数数据准确确性 采用数数字矢量量滤波技技术获取取真实相相位信息息。 采用盲盲源分离离技术获获取高信信噪比信信号。 采用高高位数AA/D（116位）提提高模数数转换精精度。 采用截截面轴系数数据融合合技术获获取唯一一性数据据。 采用通通频、分分频、梯梯度及状状态报警警等多维维报警功功能，获获取真实实的机组组状态变变化信息息。3.2系统统总体特特点3.2.11 基基于嵌入入式Liinuxx体系设设计的多多CPUU高智能能数据采采集技术术。3.2.22 旨旨在提高高信号信信噪比与与准确性

17、性的多重重数据预预处理技技术。3.2.33 提提高数据据查询的的可视化化主动数数据驱动动技术。3.2.44 基基于矢谱谱分析的的系列信信号分析析技术。3.2.55 基基于数据据挖掘技技术和矢矢谱数据据分析的的智能故故障诊断断技术。3.2.66 基基于Sttrutts架构构的J22EE模模式的与与操作系系统无关关的编程程技术。3.2.77 基基于LiinuxxOrraclle的数数据库服服务器安安全配置置技术。4 系统功功能及技技术指标标4.1 智智能数据据采集站站数据采集系系统主要要功能是是采集、传传送并处处理各种种振动、位位移、键键相及温温度等数数据。采采用工业业控制计计算机架架构体系系和当

18、今今智能IIT仪器器设计广广泛采用用的嵌入入式Liinuxx体系，结结合针对对振动信信号特性性设计的的多CPPU并行行预处理理技术，配配合特殊殊设计的的多种专专用集成成电路技技术(AASICC)及数数字信号号处理（DDSP）等等多种信信号调理理板，构构造的数数据采集集器具有有高可靠靠性和稳稳定性，完完全满足足工业现现场苛刻刻的环境境，其平平均无故故障时间间不小于于400000小小时。动动态振动动数据取取自现场场机组，在在条件许许可的情情况下，也也可从PPLC、DDCS系系统引入入部分工工艺信号号，或直直接取自自工艺信信号的标标准信号号输出端端。根据据机组所所处的工工作状态态，数据据采集器器会自

19、动动采用相相应的触触发方式式。正常常工作状状态下系系统采用用等时间间间隔的的同步整整周期采采集（需需要键相相信号支支持），异异常时即即采即存存，开停停车状态态按设定定的转速速间隔采采集，全全部采用用同步整整周期采采集。 4.1.11 特特点 优化设设计的同同步整周周期采集集 同同步整周周期采集集是以键键相位信信号为基基准实现现多通道道的同步步采样，采采样速率率受控于于机组转转速，每每周期（转转）采集集的数据据样本长长度相同同，每次次采集的的波形周周期数相相同。整整周期采采样是在在硬件控控制下实实现的，每每周期采采样长度度和采样样周期数数均可设设置。 自动跟跟踪滤波波 跟跟踪滤波波包括跟跟踪抗混

20、混滤波和和跟踪数数字矢量量滤波，前前者采用用特殊设设计的八八阶椭圆圆低通滤滤波器，该该滤波器器的拐点点频率ff0可通通过改变变时钟脉脉冲频率率fc任意意设定（滤滤波器的的拐点频频率在110Hzz和5000kHHz之间间，一般般转速的的机组设设置在225kHHz即可可满足需需要），因因此控制制低通滤滤波器的的时钟频频率即可可方便地地实现跟跟踪抗混混滤波；后者以以数字处处理技术术为核心心，实现现以机组组转速为为中心频频率的带带通滤波波功能，可可实时跟跟踪1XX、2XX矢量（幅幅值与相相位），也也可跟踪踪用户设设置的任任何分频频矢量。 自动瞬瞬态与稳稳态数据据采集 机组组瞬态与与稳态数数据的采采集均

21、按按同步整整周期采采样。机机组开停停车数据据是采集集器自动动进入高高速数据据采集状状态，采采用专门门设计的的静态动态数数据混合合采集技技术，实实现高分分辨率的的开停停车数据据采集。系系统分析析软件能能自动识识别瞬态态数据并并调用相相应的分分析方法法。 基于事事件驱动动的数据据“黑匣子子”功能 “黑匣子子”功能对对故障数数据长期期保存，以以利进一一步深入入分析。数数据为开开机数据据、停机机数据、正正常数据据、异常常数据和和实时数数据五种种，异常常数据采采集包括括了发生生异常前前后的整整个过程程的数据据。 工艺通通道光电电隔离 对不不允许共共地的工工艺信号号，采集集器专门门设计了了全光电电隔离信信

22、号调理理采集板板，各路路工艺信信号之间间以及与与采集系系统完全全隔离，隔隔离的耐耐压为10000V。4.1.22 技技术指标标宽电压设计计，9001332VAAC或11802644VACC6/12/18CCH11键相通通道独立立CPUU采集模模板，积积木式组组合设计计。ASIC+DSPP结构，完完善的数数据预处处理功能能，包括括先进的的数字矢矢量滤波波技术。TCP/IIP通讯讯协议，通通讯速率率1000Mbpps。采样频率最最高达5500kkHz。16位A/D转换换。优化设计的的同步整整周期采采集技术术，采样样长度和和每转采采样点数数可调。可编程抗混混跟踪滤滤波器与与数字矢矢量滤波波。测量转速

23、范范围6006000000rpmm。多种模式采采集设计计，自动动识别键键相信号号，采样样模式自自动转换换。远程控制与与参数设设置。模拟输出功功能（选选件）。系统自检功功能，自自举功能能与自动动联网设设计高分辨率开开/停车车过程数数据采集集功能。转速误差小小于0.05%，相位位测量范范围0-3600。4.2 监测预预报系统统监测预报系系统属于于系统软软件中的的一个组组成部分分，这个个部分的的所有功功能是针针对机组组操作人人员获取取正确的的机组状状态信息息而设置置的，其其目的在在于让机机组操作作人员以以直观、快快捷的方方式获取取机组是是否正常常运行、是是否需要要进行进进一步诊诊断的准准确信息息。数

24、据采集器器采集的的实时数数据传送送至监测测网的数数据库服服务器（兼兼作WEEB服务务器和应应用服务务器），生生成系统统监测、分分析和诊诊断所需需要的特特定数据据库。监监测预报报系统作作为系统统软件的的一个模模块，调调用数据据库服务务器中所所有反映映机组运运行状态态的数据据，如振振动幅值值、分频频矢量、位位置、相相关工艺艺参数等等，依据据系统组组态软件件中设置置的参考考数值，进进行数值值监测、状状态判断断、报警警显示以以及部分分监测图图谱的生生成显示示等。监测预报系系统向机机组操作作人员提提供多种种报警功功能，以以弥补单单纯绝对对报警的的局限性性。根据据机组的的特点，系系统提供供了梯度度报警功功

25、能，即即当监测测参数数数值变化化率超出出设定范范围时，系系统判定定为状态态异常。梯梯度报警警是一种种双向报报警方式式，无论论监测参参数过大大或过低低，均启启动梯度度报警，并并启动相相应的数数据采集集方式。对对于报警警事件和和监测列列表，系系统均可可同时显显示报警警类型、报报警时间间和故障障类型。监测预报系系统也可可随时对对监测结结果、报报警事件件或用户户指定的的报表形形式进行行打印输输出，便便于日后后存档备备查。4.2.11 特点点处理速度快快 监监测周期期不超过过1秒，完完全满足足在线实实时监测测要求。数据传输高高速可靠靠 采采用Liinuxx网络来来传输数数据，通通讯速率率高，且且安全可可

26、靠。通用性好 采用用模块化化设计和和面向对对象的程程序设计计，通用用性好，易易于推广广。操作方便 用户户端全部部采用浏浏览器方方式工作作，真正正做到了了用户端端免维护护。显示直观 各机机组的状状态在状状态行上上显示，该该状态行行在任何何主画面面上均可可见。数据组织有有序 数据分分为实时时数据、历历史数据据、趋势势数据、故故障数据据，配合合可视化化主动数数据驱动动技术，数数据查询询、调用用方便快快捷。事故数据“黑匣子子”功能 事故故发生前前数据自自动封存存保留，以以供事后后分析之之用。数据保存完完善 趋势图图最长追追忆时间间暂定为为2年（亦亦可按用用户要求求设定），可可保存332次开开停车数数据

27、（亦亦可按用用户要求求设定），报报警数据据和危险险数据长长期保存存，避免免数据在在短期内内被覆盖盖丢失。实用性强 根据据不断变变化的情情况，动动态在线线修改多多种参数数，如监监测机组组的参数数、监测测周期参参数、报报警阈值值等。4.2.22 监监测功能能机组总貌概概况图 单值多值值棒图 趋势分析截面综合全全信息谱谱多参数相关关分析矢量区域监监测轴心位置监监测报警事件列列表（绝绝对报警警、梯度度报警、进进动分量量梯度报报警、位位置报警警和矢量量区域报报警以及及自动诊诊断结论论）4.2.33 数数据类型型历史数据开、停机数数据一级正常数数据（通通频值、特特征分量量值、进进动分量量值等）二级正常数数

28、据（同同上）三级正常数数据（同同上）报警数据（绝绝对报警警、梯度度报警、进进动分量量梯度报报警、位位置报警警和矢量量区域报报警）危险数据（同同报警数数据）趋势数据监测报告数数据4.3 信号分分析系统统 信号分析系系统是整整个系统统中承上上启下的的中间关关键环节节，系统统以获得得国家科科技进步步奖的矢矢谱技术术为核心心组成分分析系统统，功能能配置突突出实用用、有效效、强大大，系统统组合分分析方法法近300种，除除具备完完善的稳稳态分析析、瞬态态分析外外，还增增加了非非稳态过过程分析析和振动动与工艺艺参数相相关分析析。系统统针对不不同的测测振传感感器获取取的信号号采取有有针对性性的分析析方法，以以

29、获得信信噪比较较高的设设备状态态信号。系统除提供供常规的的信号分分析功能能外，还还将目前前独有的的双通道道数据融融合技术术应用到到工程实实际中，其其中包括括矢量谱谱分析、进进动谱分分析、二二维矢功功率谱分分析等，另另外，还还提供时时下流行行的短时时Fouurieer分析析、小波波分析、WWignner分分布等时时频分析析方法。本系统的信信号分析析处理系系统，可可以使用用实时数数据（在在线数据据）和历历史数据据（追忆忆数据）两两种数据据，并以以可视化化主动数数据驱动动技术进进行数据据快速查查询，对对所有被被监测机机组在不不同时刻刻、不同同状态下下的动态态信号快快速、准准确地进进行各种种信号分分析

30、和数数据处理理，以简简洁、直直观、信信息量丰丰富非图图谱表达达出来，并并将其数数据值信信号特征征传递至至故障诊诊断专家家系统。4.3.11 分分析方法法特点 分析方方法具有有针对性性 一一种信号号分析方方法，其其主要用用途在于于提供准准确的特特征信息息，系统统中配置置的分析析方法重重视针对对性，重重视向用用户提供供最大信信息量。 分析方方法覆盖盖面广系系统提供供传统的的分析方方法外，同同时提供供非平稳稳过程分分析方法法和数据据融合分分析方法法，如矢矢谱、进进动谱、矢矢功率谱谱、短时时FFTT、小波波和Wiigneer分布布等。 具有专专有分析析技术系系统的核核心分析析技术是是获得119999年

31、度科科技进步步奖的矢矢谱分析析技术，通通过数年年的改良良、扩展展和系列列化，已已经成为为系统分分析方法法，为准准确识别别故障提提供了功功能强大大的工具具和手段段。矢谱谱分析方方法是一一种全新新的分析析技术，与与传统的的单通道道谱（投投影谱）分分析相比比，最大大限度地地融合了了同一截截面上的的动态振振动、平平均位置置和进动动分量的的全部信信息，比比全谱、进进动圆分分析能提提供更多多、更全全面的信信息，避避免了因因传感器器安装方方向不同同引起的的刚度不不同导致致的测量量结果差差异，为为故障诊诊断专家家系统提提供了唯唯一性的的源数据据。 提供准准确、全全面状态态信息 系统统追求信信息的准准确，不不追

32、求数数值的精精确。前前者要求求系统提提供的信信息能正正确反映映机组的的运行状状态，后后者仅表表现为数数学计算算结果的的精度。分分析方法法具有一一定应用用范围限限制，如如轴心轨轨迹和轴轴心位置置仅适用用于电涡涡流传感感器系统统提供的的信号，某某些分析析方法适适用于滚滚动轴承承等。4.3.22 主要要分析方方法 常规分分析方法法类时间波形、轴轴心轨迹迹、提纯纯轴心轨轨迹、频频谱图、振振动矢量量区域分分析、统统计特性性分析、倒倒频谱分分析、细细化谱分分析、相相位谱分分析、特特征谱分分析、自自相关分分析、互互相关分分析、相相干分析析等 数据融融合分析析矢谱分析、矢矢功率谱谱分析、进进动谱分分析、全全信

33、息分分析、轴轴心位置置（稳态态）矢量谱 矢谱分分析方法法属于多多通道数数据融合合的范畴畴，它所所利用的的信息源源是转子子截面上上相互垂垂直安装装的两个个传感器器所拾取取的振动动信号，通通过特定定的快速速融合算算法将两两个通道道的信息息有机融融合起来来，准确确快捷地地跟踪转转子截面面的最大大振动量量，转子子截面进进动轨迹迹椭圆的的位置，计计算准确确高效，快快速算法法稳定可可靠，物物理意义义明确。矢量谱克服服了以往往单通道道分析方方法信息息源不完完整所带带来的对对转子截截面信息息的割裂裂作用，克克服了单单通道分分析方法法结果不不唯一、随随传感器器安装位位置不同同而不同同的弊病病，有效效地避免免了现

34、场场中使用用单通道道分析方方法所造造成的误误诊误判判等现象象。与常常规双通通道分析析相比，矢矢量谱不不仅能够够提供特特征频率率处的轴轴心轨迹迹，而且且能够跟跟踪非特特征频率率处的轴轴心轨迹迹，计算算量小，计计算效率率高，分分辨率高高，并且且通过细细化分析析等手段段还可以以进一步步提高分分辨率，很很好地满满足了工工程实际际的需要要，大大大提高了了故障的的确诊率率。进动谱 与矢量量谱一样样，进动动谱也属属于数据据融合的的范畴，所所不同的的是进动动谱不仅仅仅动态态地跟踪踪了转子子截面在在各个频频率点上上的最大大振动强强度及其其所处的的方向，而而且有效效地提取取出了转转子截面面的进动动方向。进动谱包括

35、括进动幅幅度谱和和相位谱谱，幅值值谱反映映转子截截面的最最大振动动幅值及及进动方方向，其其中进动动方向以以正负数数值的形形式表达达出来，正正的幅值值表示正正进动，负负的幅值值表示负负进动；进动相相位谱表表示转子子截面最最大振动动强度方方向与方方向传感感器的夹夹角。二维矢功率率谱 二维矢矢功率谱谱是最新新研制的的数据融融合技术术，是数数据融合合技术对对转子截截面的功功率表示示形式，它它将转子子截面两两个通道道的信号号有机融融合起来来，提取取转子截截面的振振动功率率分布。与单通道分分析方法法中的功功率谱不不同，功功率谱所所分析的的对象是是转子某某一个方方向上的的单个信信号，表表达的是是转子在在单个

36、方方向上的的振动功功率分布布；而二二维矢功功率谱分分析的对对象是转转子某个个截面上上相互垂垂直安装装的两个个传感器器所拾取取的两个个信号，即即转子的的整个截截面，表表达的是是转子某某整个截截面的振振动功率率分布，具具有更加加明晰的的物理意意义。 瞬态过过程分析析波德图、极极坐标图图、三维维频谱图图、轴心心位置（瞬瞬态）、坎坎贝尔图图波德图 波德图图是分析析机组开开停车车过程的的主要方方法之一一，是振振动信号号1X矢矢量的直直角坐标标表达形形式。波波德图可可以提供供转子支撑系系统的动动力学参参数，其其中重要要的指标标是同步步方法系系数，合合理的同同步放大大系数是是反映转转子支支撑系统统稳定性性和

37、适当当阻尼的的指标。波波德图中中相位信信息的来来源对分分析结果果的影响响是至关关重要的的，必需需是真实实的物理理相位，不不能采用用FFTT计算得得到的相相位数值值。极坐标图 极坐坐标图使使用同波波德图同同样的数数据，以以极坐标标形式表表达。极极坐标图图对反映映转子的的固有不不平衡矢矢量、进进行转子子平衡计计算具有有比波德德图更直直观的效效果。轴心位置（瞬瞬态） 随转转速变化化的轴心心位置曲曲线，可可以显示示转子是是否被正正确地抬抬起，转转子是否否易于与与轴承表表面摩擦擦、转子子支撑撑系统是是否易于于失稳，对对于显示示系统预预负荷的的影响特特别敏感感，分析析对中、摩摩擦比频频谱更直直观。 非平稳

38、稳过程分分析小波分析、短短时FFFT分析析、Wiigneer分布布大多故障发发生时信信号表现现为非平平稳态，而而传统FFFT反反映的是是信号在在整个时时域的平平均值，不不是频率率变化时时刻的值值，即傅傅立叶变变换不提提供信号号在时域域上的信信息，不不具备时时域上的的分辨率率，这显显然与许许多故障障时的信信号特征征是不吻吻合的。系系统配备备的非平平稳过程程分析方方法就是是针对传传统FFFT的固固有缺陷陷而设计计的时频域分分析。 统计报报表、日日记机组状态列列表、振振动参数数列表、过过程量参参数表、报报警事件件列表、用用户指定定班组报报表4.4 故障诊诊断专家家系统4.4.11 特特点 诊断系系统

39、知识识库多来来自实践践 本本系统的的智能故故障诊断断专家系系统整合合了丰富富的故障障诊断知知识，包包括多年来科科研人员员和研究究生研究究故障机机理的成成果、科科研人员员现场机机组诊断断经验、安安装在现现场的若若干套系系统捕捉捉到的故故障实例例以及国国内外发发表的故故障诊断断知识和和研究成成果，应应用人工工智能技技术，以以人工神神经网络络、模糊糊和规则则推理，并并在运行行过程中中应用知知识工程程不断积积累经验验，丰富富知识库库，提供供故障发发生的原原因以及及治理措措施，实实现操作作开环控控制。 诊断专专家诊断断系统采采用唯一一性源数数据 多数故故障诊断断专家系系统对于于源数据据的采用用具有随随机

40、性，特特别是基基于频谱谱特征的的诊断模模式，往往往受方方向性导导致的特特征差异异影响，得得出的结结论同样样具有不不确定性性。系统统的故障障诊断专专家系统统采用基基于矢谱谱分析的的特征源源数据，具具有唯一一性，因因此诊断断结论亦亦具有唯唯一性。 采用多多重技术术构造专专家系统统 故故障诊断断系统的的关键环环节包括括多机组组数据库库、知识识库的建建立和管管理，基基于多知知识库多多数据库库的推理理；本系系统在应应用模糊糊、灰色色、神经经网络等等一系列列较成熟熟的诊断断技术之之外，还还尝试应应用基于于实例的的诊断推推理新技技术、非非线性征征兆识别别和支持持向量机机等新技技术。该系统由元元知识库库、专用

41、用知识库库、机组组数据库库、动态态数据库库、推理理机、征征兆获取取、人机机交互接接口、解解释器和和学习机机九大部部分组成成。元知知识库包包括频谱谱知识库库、波形形知识库库、相位位谱知识识库等88个元知知识模块块。专业业知识库库包括旋旋转机械械中机泵泵知识库库、发电电机知识识库、电电动机知知识库、齿齿轮箱知知识库合合压缩机机知识库库。数据据库包括括上述各各机组数数据库。 采用高高效学习习机构造造技术 学习习机包括括元知识识学习和和故障实实例积累累两大块块，元知知识学习习分规则则学习和和神经网网络学习习。一般般系统的的自学习习功能需需要大量量的故障障样本，这这个要求求在实际际中往往往是无法法满足的

42、的，系统统故障诊诊断专家家系统采采用了支支持向量量机技术术构造自自学习模模块，实实现了小小样本条条件下的的高效学学习。 采用混混和诊断断诊断策策略 采用人人工神经经网络与与基于规规则的故故障诊断断专家系系统有机机结合技技术，克克服了目目前神经经网络每每次学习习必须忘忘记已具具有的知知识而从从头开始始学习的的弊端，发发展了神神经网络络的学习习理论；采用人人工神经经网络与与模糊故故障诊断断模型有有机结合合技术，使使得以模模糊诊断断模型为为基础的的神经网网络不再再是一个个“黑匣子子”，而是是具有明明确物理理概念的的神经网网络，这这符合专专家系统统的透明明性，为为神经网网络在专专家系统统中的进进一步应

43、应用奠定定了理论论基础；采用故故障征兆兆自动识识别技术术，定义义了常用用信号分分析图的的有效数数学特征征量，深深入研究究了这些些特征量量的敏感感性，利利用先进进的计算算机技术术实现了了故障征征兆的全全自动识识别；采采用以故故障历为为依据的的专家诊诊断系统统学习技技术，使使故障历历学习系系统真正正能够积积累众多多现场专专家的故故障诊断断经验，为为学习提提供了很很好的素素材。4.4.22 分分析故障障种类 转子不平衡衡转子弯曲转子裂纹摩擦油膜涡动轴承损坏旋转失速密封气流激激振转子缺损转子零部件件松动转子不对中中连续摩擦油膜振荡轴承间隙过过大喘振支撑零部件件松动4.5 网络服服务器系系统随着生产的的

44、发展和和科技进进步，计计算机的的应用越越来越普普遍，许许多企业业建立了了基于工工厂的计计算机管管理网络络，对改改善信息息的采集集、传输输、加工工和存贮贮提供了了快速安安全的基基础。利利用先进进的网络络技术，可可以方便便的与公公司LAAN局域域网及IInteerneet网对对接，采采用大型型数据库库技术，实实现远程程监测与与诊断，实实现企业业信息化化管理。4.5.11 网网络结构构选择原原则强大的互联联和兼容容能力，便便于网络络升级和和扩展；具有很高的的可靠性性和安全全性，便便于系统统的管理理和维护护；数据传输率率高，即即能满足足当前生生产和管管理的需需要，又又能适应应未来发发展要求求；具有较强

45、的的抗电磁磁干扰能能力；具有较强的的容错和和故障恢恢复能力力；具有长距离离信息传传输能力力。4.5.22 特特点 安全性性与方便便性 采用用用户指定定网络系系统作为为大型旋旋转机组组在线监监测与故故障诊断断系统的的网络支支撑环境境，突出出其网络络安全性性；采用用基于BBrowwserr/Seerveer的NN层分管管式结构构模式，浏浏览器端端采用BB/S结结构，无无需安装装任何专专用软件件，系统统真正做做到了免免维护，突突出其方方便性。 开放性性 系系统具有有开放的的网络体体系结构构和SQQL SServver 大型关关系数据据库，便便于扩充充，便于于与其他他计算机机网络系系统（如如各类企企业

46、网）互互联，达达到数据据传输、资资源共享享的目的的。 支持多多种通讯讯协议 系统统支持标标准的TTCP/IP通通讯协议议，在数数据采集集端设计计中支持持与DCCS/PPLC交交欢数据据的Moodbuus通讯讯协议。 远程技技术支持持 对对于疑难难故障问问题可通通过系统统网络传传输至南南京农城城网公司司的远程程专家诊诊断中心心，实现现中心专专家与用用户专家家的交互互诊断与与技术交交流。5 系统统体系结结构远程设备诊断中心提供远程故障诊断技术支持，移动用户也可通过INTERNET访问机组状态监测信息。企业网INTERNET网络支持转子相对振动轴承座绝对振动键相温度远程设备诊断中心提供远程故障诊断技

47、术支持，移动用户也可通过INTERNET访问机组状态监测信息。企业网INTERNET网络支持转子相对振动轴承座绝对振动键相温度数据采集器交换机服务器承担中心数据库、WEB发布、信号处理、与MIS等管理系统数据接口等功能系统现场浏览工作站，向操作用户提供系统全功能技术设备科厂领导办公室其它科室等数据采集器交换机服务器承担中心数据库、WEB发布、信号处理、与MIS等管理系统数据接口等功能系统现场浏览工作站，向操作用户提供系统全功能技术设备科厂领导办公室其它科室等6 安装、调调试方案案及供货货明细6.1安装装调试方方案原则则用户机组在在线状态态监测与与故障诊诊断项目目，由本本公司（以以下简称称乙方）

48、负负责实施施。但系系统安装装需要厂厂方（以以下简称称甲方）的的支持与与配合。为为保证系系统安装装、调试试工作的的顺利进进行，特特制定安安装、调调试方案案如下：风机测点数数量说明明按照现场机机组的监监测要求求，系统统监测通通道数量量和现场场监测站站配置情情况及安安装方式式如下：风机Z-01X-04Y-04X-03Y-03风机Z-01X-04Y-04X-03Y-03增速器增速器电机电机K-01K-01机组测点说说明序号测点编号测点说明测点数量传感器类型型1X-03、YY-033风机前端径径向轴振振2电涡流2X-04、YY-044风机后端径径向轴振振2电涡流3Z-01轴向位移1电涡流4K-01键相/

49、转速速1电涡流备注：以上测点是是最简单单的布置置，根据据情况建建议在齿齿轮箱输输入、输输出端各各布置11只加速速度传感感器，以以达到最最佳监测测效果。对风机键相相测点的的说明相位对于振振动测量量和故障障诊断非非常重要要，相位位测量的的传感器器一般采采用电涡涡流传感感器，最最常用的的方法是是按要求求在不影影响转子子的某个个位置上上沿轴向向开一个个键槽，尺寸为20*8*1，使之产生一个每转一个脉冲信号，因此相位传感器也称作键相传感器。如果开键槽不方便，也可以附加一个同等尺寸的凸台。通过光电传感器加反光片的方法也可测量相位，但这种方法时间长了反光片容易损坏，导致测量失效，一般仅用于临时性相位测量。键相传感器的作用可以归纳为以下几点：作为系统同同步整周周期采用用的外触触发同步步信号；实现跟踪抗抗混滤波波和跟踪踪带通滤滤波，作作为截止止频率和和中心频频率的同同步信号号；机器转速测测量；实现机组升升降速过过程跟踪踪监测；用于转子平平衡状态态识别。6.2 机机柜安装装若需要在现现场安装装操作机机柜，由由甲方指指定系统统机柜在在机组操操作室内内的安放放位置，并并协助解解决2220VAAC,115A交交流电供供电。该该位置确确定后，由由乙方负负责机柜柜就位。如如甲方对对机柜就就位条件件或机柜柜尺寸、颜颜色、样样式有特特殊要求求，可在在实施方方案确定定前尽快快提出，以以便协商商解决