风机在线监测系统Word下载.docx
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风机在线故障监控系统"
充分利用传感器检测,信号处理,计算机技术,数据通讯技术和风机的有关技术,全面地对矿井总回风中的风压（负压、静压、动压、全压及其效率）、风速、风量、瓦斯浓度、出口气体温度、主通风机前后轴承温度、运行状态、正反转状态、电机定子温度和轴承温度等通风机性能参数，主通风机设备振动位移、速度、加速度、振动主频、频率分量及其烈度等振动参数，电机三相电压、电流、有功无功电度、有功无功功率、总有功功率、总无功功率视在功率、功率因数、频率等电量参数进行实时在线监测，在机组的运行过程中,判别机组性能劣化趋势,使运行,维护,管理人员心中有数。
系统具有数据窗口显示和存储报表打印、趋势曲线显示、越限声光报警和历史报警摘要显示查询、工况点合理范围分析、风产分析、设备故障诊断和手自动控制、报警阀值设定、用户及权限管理、操作记录、日志查询、在线联机帮助、风机房视频监控和数据远距离传输等丰富功能。
通过本系统的实施,使煤矿风井主扇风机的状态监测诊断的水平达到国内领先水平。
实施本项目的意义在于:
1）避免风机机组在运行过程中发生重大事故而造成的重大生产安全事故,并避免以此而产生的巨大经济损失,保证设备在规定的时间内无故障安全可靠的运行。
2）向运行人员提供及时的信息,有效地支援运行,提高设备使用的合理性,运行的安全性和经济性,充分挖掘设备的潜力,延长设备的使用寿命3）通过本项目的实施达到设备的有效维修,降低设备的维修成本,提高设备的使用效率,改善产品的质量,增加产量,减少同类事故的发生.
2．2系统测点统计
根据煤矿企业现场的实际情况以及风机在线监测系统所必需测量物理量的要求，必须监测以下各量（两台风机）：
序号
测点名称
测点数量
备注
1
负压
2
静压
3
动压
4
风速
5
全压
全压=静压+动压
6
风量
通过风压和风速换算
7
瓦斯浓度
8
有功功率
功率因数根据有功功率和总功率计算
9
电机轴承温度
10
定子绕组温度
11
风机振幅
通过振动专用数据采集器采集
12
I、II段母线电压
13
I、II回路电流
14
风机1、2级电机电流、反转电流
15
正反转、停止信号
开关量
16
电机转速
17
电机功率、风机耗电量
通过电压、电流、运行时间换算
表1测点统计表
2．3振动监测和风机在线监测融合为一体的新型风机在线监测系统
从煤矿风机监测的实际情况来看，除了需要监测风机的工艺参量如风量、风压、电机电流等外，还需要监测风机的振动情况。
也就是说要从风机的振动和工艺参量的复合角度来判断风机的运行性能好坏。
振动参量的采集一般要求同步整周期采集和自动跟踪滤波。
所谓同步整周期采集是指以键相位信号为基准实现多通道的同步采样，采样速率受控于机组转速，每周期（转）采集的数据样本长度相同，每次采集的周期数相同，瞬态与非稳态数据自动采集。
自动跟踪滤波包括跟踪抗混滤波和跟踪数字矢量滤波，前者采用特殊设计的八阶椭圆低通滤波器，后者以数字处理技术为核心，实现以机组转速为中心频率的带通滤波功能。
另外，振动参量包括三个要素：
振幅、频率和相位，三者缺一不可。
综合上述振动参量的特点，一般不用PLC直接采集振动快变量，而是采用专业的振动数据高速采集器采集。
由专业的振动采集器（如MF100）采集到的数据不仅有当前的振动p-p值而且有相应时刻的波形数据和频率特征，而这正是煤矿风机在线监测所必需的数据。
XXXXXXXXXXXXXXXXXXXX的新型煤矿风机在线监测系统从风机振动的专业角度结合PLC采集到的工艺参量来组合分析风机的工作状况，从而使得我们对于风机工作状况的把握更加准确和可靠。
振动数据采集器采集到的数据和西门子s7-300PLC采集到的数据采用ODBC（OpenDatabaseConnectivity，开放数据库互连）方式相互共享。
通过ODBC，在线监测系统的数据服务器与上位机可以互换数据，并由上位机实时动态写入PLC中。
下面是风机在线监测系统的拓补图。
图1风机在线监测系统拓补图
2．4煤矿风机在线监测系统硬件配置
根据以上测点分析和系统拓补图情况，给出以下的系统硬件配置清单。
下面的配置清单没有列出系统施工所用的屏蔽电缆线、配柜所用的铜塑线以及操作座椅等内容。
名称
型号
数量
厂家
机柜
工控机
研祥
CPU模块
CPU224
西门子
数字量输入模块
EM221
数字量输出模块
EM222
模拟量输入/出模块
EM235
MMC存储卡64K
电量采集装置
9033E
力创
温度采集模块
9017T-D
压力变送器
JYB-KO
昆仑
振动变送器
YB40
中泰
瓦斯浓度传感器
GJ4/40
安瑞特
CO浓度传感
GTH500
风门开闭传感器
GTK
电机开停传感器
GKTS
安装导轨
20针前连接器
18
40针前连接器
19
BM2*4模块
20
总线连接器
21
触摸屏
11.4
威纶
22
通讯电缆
23
PLC配置附件
24
断路器
C65N/2PC10
施耐德
25
C65N/3PC6
26
C65N/1PC3
27
开关电源
DRP-120-24
28
DRP-75-24
29
隔离模块
HGC-Ⅳ
30
中间继电器
MY4NJ
表2系统硬件配置清单
三．系统基本功能
由于本系统集合了XXXXXXXXXXXXXXXXXXXX的振动在线监测和风机工艺参数在线监测的双重优点，因此在系统特点上也融合了二者的特长，具有全新的监测画面和特点。
3.1监测预报
风机在线监测系统中的振动监测系统以获得国家科技进步奖的矢谱技术为核心组成分析系统，功能配置突出实用、有效、强大，系统组合分析方法近30种，除具备完善的稳态分析、瞬态分析外，还增加了非稳态过程分析和振动与工艺参数相关分析，以可视化主动数据驱动技术进行数据快速查询，对所有被监测机组在不同时刻、不同状态下的动态信号快速、准确地进行各种信号分析和数据处理，以简洁、直观、信息量丰富非图谱表达出来，并将其数据值信号特征传递至故障诊断专家系统。
新的风机在线监测系统除提供常规的信号分析功能外，还将目前独有的双通道数据融合技术应用到工程实际中，其中包括矢量谱分析、进动谱分析、二维矢功率谱分析等，另外，还提供短时Fourier分析、小波分析、Wigner分布等时频分析方法。
振动模块主要分析方法
●常规分析方法类
时间波形、轴心轨迹、提纯轴心轨迹、频谱图、振动矢量区域分析、统计特性分析、倒频谱分析、细化谱分析、相位谱分析、特征谱分析、自相关、互相关分析、相干分析等
●数据融合分析
矢谱分析、矢功率谱分析、进动谱分析、全信息分析、轴心位置（稳态）
●瞬态过程分析
波德图、极坐标图、三维频谱图、轴心位置（瞬态）、坎贝尔图
通过对新风井主扇风机振动信号和工艺信号的在线监测，使您的设备历史运行状态全掌握；
丰富的波形和频谱棒图等显示方式，使您能够清晰地判断设备的运行状态。
不但可以在设备失效前及时检测捕捉到故障信息对设备进行保护而且对设备运行趋势进行管理，为设备的维修提供依据。
最大限度地保证风机的安全有效经济运行从而保证各种工艺目的参数达到安全要求。
3.2调度室监测显示
1）主界面
图2
调度室主控界面
振动监测
本界面中按照现场分布实际情况设置，上部为2#风机，下部为1#风机。
正在运行的风机显示为绿色，停止的风机显示灰色，显示切换不需要人为干预。
但在风机切换过程中，可能存在切换状态，切换完成后，显示即刻正常。
系统在主界面中显示各个测点的实时参数，包括1＃电机的温度、1#电机的连轴温度、1＃电机的压力、1＃电机的风量、1#电机的振动值等；
2＃电机的温度、2#电机的连轴温度、2＃电机的压力、2＃电机的风量、2#电机的振动值等；
如有温度超出安全值或压力低于安全值，都会有报警信息在监控界面出现，并且界面中有闪烁红灯出现。
故障消除后，报警信息消失。
当点击按钮时弹出振动监测分析的界面，如下所示：
图3
振动监测界面
2）趋势分析
系统能按年、月、日、小时等方式显示一个或多个测点的历史数据趋势曲线，根据标准值的限定范围实现趋势分析，并结合标准信息提供设备检修指导。
在图4中可以看到变量参数的曲线走向，每分钟记录归档一次，并且可以自由选择日期时间查看归档信息，根据需要打印报表。
在工具栏中有下列功能菜单：
第一条数据记录，前一条数据记录，后一条数据记录，最后一条数据记录，启动停止，标尺，缩放，趋势开关，时间范围选择等。
图4
参数变化趋势图1
按下
曲线开关按钮，显示如下图5，可以自由选择不同的变量，并选择某个变量的曲线是可见还是不可见的。
标尺按钮，在曲线图下面会出现一个表格，表格里面是变量和日期等。
图5
参数变化趋势图2
按下
时间范围选择按钮，显示如下图6，可以对不同的变量选择不同的时间，就会出现它对应的历史曲线。
图6
参数变化趋势图3
1#温度历史曲线，1＃压力历史曲线，2#温度历史曲线，2＃压力历史曲线，这4个界面操作是类似的，仅数据内容不
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