EN8000旋转机械振动监测故障诊断专家系统.ppt

EN8000水轮机组状态监测水轮机组状态监测故障诊断专家系统故障诊断专家系统北京英华达公司北京英华达公司英华达 —— 成立于成立于19921992年，系英国年，系英国独资的高新技术企业；独资的高新技术企业；专业从事机械设备振动监测故障诊断的公司英华达公司振动监测类主要产品：英华达公司振动监测类主要产品：•EN3800 振动监测保护系统振动监测保护系统•EN900 便携式旋转机械振动监测故障诊断仪便携式旋转机械振动监测故障诊断仪•EN8000 旋转机械振动监测故障诊断专家系统旋转机械振动监测故障诊断专家系统英华达公司的质量方针一流产品一流产品 精湛技术精湛技术 顾客满意顾客满意 持续改进持续改进•状态监测的必要性与可能性状态监测的必要性与可能性•系统的层次性系统的层次性 •传感器传感器•二次仪表二次仪表•振动分析振动分析(人工诊断人工诊断)•专家系统专家系统一、状态监测的必要性一、状态监测的必要性•维修制度从事故、定期向视情维修的转变维修制度从事故、定期向视情维修的转变 •设备老化，故障率增加设备老化，故障率增加 •大量新设备投运，容量增大，复杂性增加大量新设备投运，容量增大，复杂性增加 •提高经济效益提高经济效益 二、状态监测的可能性二、状态监测的可能性• 故障诊断理论、技术的不断发展故障诊断理论、技术的不断发展 和完善和完善• 传感器、信号分析和计算机技术的发展传感器、信号分析和计算机技术的发展 第一层次：传感器第一层次：传感器 •位移传感器：测量轴相对轴承的振动位移传感器：测量轴相对轴承的振动•速速度度传传感感器器：：测测量量轴轴承承振振动动，，经经过过一一次次软软件件积积分分或或硬硬件积分可以得到振动位移件积分可以得到振动位移•加速度传感器：测量轴承振动，经过一次积分可以得加速度传感器：测量轴承振动，经过一次积分可以得到振动速度，再经过一次积分可以得到振动位移。

到振动速度，再经过一次积分可以得到振动位移 传感器的配置：传感器的配置：• 小型旋转机械一般只安装速度传感器小型旋转机械一般只安装速度传感器• 大型旋转机械安装速度传感器和涡流传感器大型旋转机械安装速度传感器和涡流传感器• 齿轮和轴承等安装加速度传感器齿轮和轴承等安装加速度传感器• 某些习惯做法某些习惯做法 状状 态态 监监 测测以组态方式实时显示所监测的数据，能自动识别以组态方式实时显示所监测的数据，能自动识别设备的状态，出现异常时可自动报警设备的状态，出现异常时可自动报警 第二层次：二次仪表第二层次：二次仪表 EN3800振动监测保护系统振动监测保护系统主要特点主要特点：•丰富的显示功能丰富的显示功能•数据记录功能数据记录功能•设置功能丰富设置功能丰富•通道组合功能通道组合功能•可靠的保护功能可靠的保护功能 丰富多彩的显示方法丰富多彩的显示方法 主画面主画面动态显示每个通道的棒图，通道名称，动态显示每个通道的棒图，通道名称，报警值，危险值，实时值以及投保状态等报警值，危险值，实时值以及投保状态等丰富多彩的显示方法（续）丰富多彩的显示方法（续） 数字显示数字显示: :画面以大号阿拉伯数字满屏显画面以大号阿拉伯数字满屏显示通道的实时值，显示清晰醒目。

示通道的实时值，显示清晰醒目第三层次：振动分析（人工诊断第三层次：振动分析（人工诊断 ）振动三要素：振幅、频率和相位 振幅（A）一般用振动的位移、速度或加速度表示位移一般用微米(μm)表示，现场也有用丝为单位，1丝=10μm；速度一般用mm/s表示，加速度一般用m/s2或重力加速度g表示 振幅一般是计算一段时间内振动波形的峰峰值、平均值和均方根值（有效值）速度的有效值称为振动烈度，反映振动的能量大小 频频 率率 频率（f）是具有周期性变化规律的物理量在单位时间内的循环次数 由于振动频率趋向于机器转速的整数倍或分数倍，通常表示为机器转速的倍数，如： 1 1X=1×rpm X=1×rpm 表示振动频率和机器的转速相同表示振动频率和机器的转速相同 0.43 0.43X=0.43×rpm X=0.43×rpm 表示振动频率是机器转速的表示振动频率是机器转速的4343％％ 频率是用来分析设备故障的主要参数有些故障通常表现为特定的频率，但振动频率和故障之间并不存在简单的一一对应关系 相相 位位 相位(φ)是用角度来表示的两个信号之间的计时关系。

振动相位指从键相器信号触发到振动信号第一个正峰值之间的角度 相位的测量对于确定转子上的高点、转子的临界转速以及诊断故障和进行动平衡等都是非常重要的故故 障障 分分 类类 根据故障机理分为强迫振动和自激振动•稳定的强迫振动：基频振幅、相位不随运行时间和运行工况变化而变化，如质量不平衡•不稳定强迫振动：如碰摩A∝∝Р/Κ式中：A—振幅；振幅；P—激振力；激振力；Κ—部件动刚度部件动刚度 自激振动：强迫振动是存在外来的扰动力或部件动刚度下降，而自激振动是系统内部存在能量反馈环节 强迫振动的频率与转子的工作频率有关，而自激振动频率与固有频率有关故障分类故障分类 （续）（续）根据故障频率分为低频振动、倍频振动和高频振动 •低频振动：振动频率<1X，如气蚀•倍频振动：振动频率=1~2X，如不平衡•高频振动：振动频率>=3X，如松动 根据故障的特征频率来诊断故障水轮机故障频率从低到高的顺序大致如下：水力因素（尾水管涡动→气蚀）→机械因素（质量不平衡→不对中）→松动→电磁因素（电磁力不平衡） 波形波形- -频谱频谱- -轴心轨迹轴心轨迹可动态显示当前振动的时域波形、频谱、轴心轨迹，可动态显示当前振动的时域波形、频谱、轴心轨迹，从中可了解机组故障和损坏的原因及程度从中可了解机组故障和损坏的原因及程度轴系仿真系仿真图图可以根据所监视各轴承的振动摆度信号，真可以根据所监视各轴承的振动摆度信号，真实地模拟机组轴系的运行过程实地模拟机组轴系的运行过程 。

波特图波特图- -极坐标图极坐标图显示振幅及相位随转速的变化从中可确定临界显示振幅及相位随转速的变化从中可确定临界转速及机器状态的变化转速及机器状态的变化级级 联联 图图显示开停机过程中振动随转速的变化，它可以显示开停机过程中振动随转速的变化，它可以清楚描述开停机过程中机组状态的变化清楚描述开停机过程中机组状态的变化瀑瀑 布布 图图显示振动随转速、电压和导叶开度（负荷）的显示振动随转速、电压和导叶开度（负荷）的变化，可反映在一定时间内机器状态的变化变化，可反映在一定时间内机器状态的变化相关趋势图相关趋势图可显示振动和过程参数中任意一参数与其可显示振动和过程参数中任意一参数与其他参数之间的相互关系他参数之间的相互关系动动 平平 衡衡 计计 算算 •能自动计算影响系数能自动计算影响系数•具有多面影响系数动平具有多面影响系数动平衡计算程序衡计算程序•具有谐分量法动平衡计具有谐分量法动平衡计算程序算程序•具有矢量加减功能具有矢量加减功能•能估算机组的剩余振动能估算机组的剩余振动网网 络络 通通 讯讯 •提供开放的网络接口提供开放的网络接口•可与各种巡检仪、现场可与各种巡检仪、现场仪表、仪表、DCSDCS系统通讯系统通讯•可与电厂可与电厂MISMIS系统通讯系统通讯•可通过远程登陆与远方可通过远程登陆与远方工作站进行远程通讯工作站进行远程通讯•提供快速、可靠的远程提供快速、可靠的远程服务网络接口服务网络接口第四层次：专家系统第四层次：专家系统• 具有开放的诊断知识库具有开放的诊断知识库• 可对简单振动问题进行自动诊断，给出发生故可对简单振动问题进行自动诊断，给出发生故障的可能原因和置信度障的可能原因和置信度• 对复杂振动问题提供人工对话诊断，协助专家对复杂振动问题提供人工对话诊断，协助专家诊断诊断• 可给出诊断结果的解释及特定故障处理意见可给出诊断结果的解释及特定故障处理意见• 提供丰富的典型故障案例及各种故障图谱提供丰富的典型故障案例及各种故障图谱专家系统总体结构专家系统总体结构诊断知识库管理系统诊断知识库管理系统自动诊断界面自动诊断界面对话诊断征兆获取界面对话诊断征兆获取界面故障诊断帮助界面故障诊断帮助界面EN8000EN8000系统主要特点系统主要特点 • 针对被监测对象的特点进行软件和硬件设计，保证了数据的针对被监测对象的特点进行软件和硬件设计，保证了数据的准确性和功能的适用性；准确性和功能的适用性；• 系统硬件配置灵活，分析诊断软件全部在中文系统硬件配置灵活，分析诊断软件全部在中文WindowsWindows下用下用高级语言自行研制，二次开发能力强，操作简便；高级语言自行研制，二次开发能力强，操作简便；• 信号分析功能齐全，包括时域分析、频域分析、瞬态分析和信号分析功能齐全，包括时域分析、频域分析、瞬态分析和趋势分析等，并具有图形打印和动平衡计算等功能；趋势分析等，并具有图形打印和动平衡计算等功能；• 卓越的诊断能力。

科学的诊断理论、完善的知识处理模式和卓越的诊断能力科学的诊断理论、完善的知识处理模式和先进的计算机技术的结合，保证了诊断结果的可靠性；先进的计算机技术的结合，保证了诊断结果的可靠性；• 强大的网络通讯功能，保证随时随地了解机组的状态强大的网络通讯功能，保证随时随地了解机组的状态感谢新老用户对英华达公司产品的厚爱，谢谢大家！。