主通风机在线监测与故障诊断系统方案修改.docx
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主通风机在线监测与故障诊断系统方案修改
主通风机在线监测与故障诊断系统方案
一、系统概述
主通风机在线监测与故障诊断系统主要由YHZ18矿用本安型振动监测分析仪和KGS18矿用本安型振动加速度传感器构成，可以智能地诊断出设备可能存在的不对中、不平衡、配合松动、装配不当以及轴承疲劳损伤等潜在故障。
可以正确有效地揭示潜在故障的发生、发展和转移，智能地诊断出设备故障原因与故障严重程度，为应急控制和维修管理提供准确、可靠的依据，从而节约维修费用，避免重大事故发生。
振动状态监测部分参照GB/T19873.1-2005/ISO13373-1:
2002《机器状态监测与诊断振动状态监测》
有关电气装置的实施参照GB50255-96《电气装置安装工程施工及验收规》
有关自动化仪表实施参照GB50093-2002《自动化仪表工程施工及验收规》及DLJ279-90《电力建设施工及验收技术规》（热工仪表及控制装置篇）；
风机性能测试满足GB/T1236-2000《工业通风机用标准化风道进行性能试验》和MT421（煤炭行业标准）“煤矿用主通风机现场性能参数测定方法”。
其余部分参照企业标准。
二、系统功能与特点
1、系统功能
系统主要由在线监测、轴承实时诊断与状态预报、离线数据分析三部分组成。
（1）在线监测功能
①在线监测通风机所在地点的环境大气参数，包括大气压力、大气温度、和大气湿度。
②在线监测通风机的流量、风压、轴功率、效率、振动等工况状态参数。
③在线监测电气设备的电气参数，包括电流、电压、功率因数，开关状态及系统保护信息。
④当运行中的通风机设备性能出现异常时，系统按照不同的故障类型，依据用户设定的模式进行提示、报警。
系统能够对于温度、振动等关键参数给出预警。
系统对各种故障点具有记忆功能，以对故障的分析提供帮助。
⑤系统具有运行状态实时数据显示、历史纪录查询、特性曲线或工况参数列表显示、报表打印及网络通讯传输等功能。
⑥系统与矿集中控制系统留有通讯接口，可接入矿局域网，在中央控制室可实施对通风机设备的远程监测。
（2）轴承系统的振动监测与实时诊断：
系统通过设备的在线监测，获取系统的振动信息。
对获取的振动信息进行分析处理，从而得到轴承振动状态趋势图、轴承振动时域波形、振动特征参数值，主要功能如下：
①系统能向用户提供全方位的轴承运行信息，可在线监测轴承运行状态及其变化情况。
②系统能给出轴承的温度和振动等综合信息，包括实时温度检测、振动信号的监测数值，及时向用户提供轴承运行状态，以便采取相应的措施，避免或减少重大事故的发生。
③独特的故障定量分析和智能诊断功能，利用先进的信号识别与表征技术，嵌基于时域、频域、小波理论故障特征提取技术以及故障定量与智能诊断算法，定量诊断故障损伤部位与严重程度，将振动监测信息智能地转化为预测性机械状态报警，克服传统故障诊断对专业技术人员的过分依赖。
系统具有大容量数据存储功能，定期记录设备的运行状态，能自动进行趋势分析，以便用户随时掌握设备运行状态和趋势，为设备检修、维护、保养、备件采购等工作提供可靠的依据。
（3）振动数据离线分析功能
为了满足故障诊断专业技术人员的分析要求，本监测诊断系统提供了以下诊断分析工具：
①时域波形分析，为专业人员提供了峰峰值、烈度值、峭度指标等时域指标。
②频谱分析功能，用于专业人员对振动信号中频率成分进行分析，从而识别设备故障特征；
③包络谱分析功能，用于识别设备振动信号中轴承故障特征。
2、系统特色
Ø振动信号高速同步采集与连续实时监测
通过本安型振动传感器与多通道数据同步采集芯片，可以实现煤矿主通风机振动信号的同步采集，系统具备连续实时监测的能力；
Ø多故障信息融合报警判断
通过ISO2372振动标准基础上，融合设备振动烈度、振动加速度以及设备温度等信息，实现设备振动报警；
Ø设备实时诊断分析与智能预示
本系统采用YHZ18矿用本安型振动监测分析仪，通过DSP与ARM双核处理器，集成高性能智能诊断算法，实现煤矿主通风机在线监测与实时诊断，克服了设备故障诊断对专业人员的过分依赖；
Ø系统根据需要可以采用双主机备份，防止数据丢失；
Ø监测部分采用双电源供电，双电源互锁，在电源出现故障时自动切换。
Ø网络应用上采用功能强大的B/S（浏览器/服务器）网络结构，具有良好的稳定性、安全性、开放性，支持TCP/IP、MODBUS、RS485、RS232等多种通讯协议，通过工业以太网技术与企业现有的Intranet实现无缝连接，整个系统无需专用工程师站，网络中的计算机用户无需安装任何专用软件皆可轻松实现远程浏览，实现资源共享。
三、系统整体设计方案与组成
1、系统结构图
2、系统组成
1）数据采集、变送模块及现场电源模块
安装在设备现场，主要功能是采集、处理并传送各种状态参数。
信号测取装置和传感（变送）器主要包括取压装置、电压及电流互感器、差压变送器、温度变送器、电量采集模块等。
信号采集及转换装置主要包括滤波环节和电压/电流变换。
供电装置主要包括直流稳压电源。
2）传感器与仪器配置
用于测量矿井负压、风量、静压、全压、及风机的电量、振动和轴承温度等运行参数的传感器、变送器等。
详细参数如下表：
类型
参量
应用功能
信号接出
通风系统
负压、风量、静压、全压（压力变送器）
监测分析
输出4-20mA的标准信号。
振动
温度
监测
振动
风机轴承振动
监测分析
输出4-20mA的标准信号
风机电机轴承振动
YHZ18振动监测分析仪
诊断分析
输出RS485
电参数
主机电压
监测、状态分析参考
输出4-20mA的标准信号到智能采集模块
主机电流
控制电压
功率因数
温度
电机轴承温度
风机轴承温度
开关量
开关状态
风机启停
监测
振动、温度、压力测点分布表
序号
测点位置
测点类型
传感器类型
数量
备注
振动
电机前后轴承
振动
加速度传感器
8个
风机轴承
振动
加速度传感器
4个
振动监测分析仪
1个
温度
电机前后轴承
温度
温度传感器
8个
电机定子
温度
温度传感器
1个
风机轴承
温度
温度传感器
4个
压力
风机进风口
压力
压力传感器
2个
3）在线监测与实时诊断分析系统
系统采用高性能专用工控机和各功能软件组成，采用组态王为系统开发平台，具有很好的稳定可靠性，主要功能包括：
通风机运行状态监测功能
Ø通风机风量、静压、负压的监测
Ø电流、电压、功率因素以及风机开停状态监测；
Ø通风机和电机轴承温度监测与报警
Ø通风机和电机振动大小监测与报警
振动信号分析功能
Ø时域指标分析
Ø振动温度关联分析
Ø频谱分析
Ø包络谱分析
Ø趋势分析
故障智能诊断功能
数据库管理功能
3）数据传输系统
系统支持多种数据传输协议，具有良好的稳定性、安全性、开放性，支持TCP/IP、MODBUS、RS485、RS232等多种通讯协议，通过工业以太网技术与企业现有的Intranet实现无缝连接。
通讯装置主要包括10mbps/100mbps自适应网卡、485工业适配卡等。
4）系统数据库管理与Web发布
采用关系型数据库技术，建立完善的机组状态数据库，采用热备份冗余技术，保障数据存储可靠安全。
采用网络功能强大的B/S（浏览器/服务器）结构，具有强大的扩展性。
系统管理员通过网络实现远程对数据采集器的工作状态及各项功能参数的更改设置，可根据情况灵活对各通道的采集参数、报警阀值及系统数据库结构进行组态设置。
系统具备工艺扩展接口，设备现场工艺仪表信号接入该系统实现微机显示及自动化管理，保持各系统独立运行。
通过通讯电缆将风机数据接入矿井局域网，实现信息共享。
系统构架为B/S结构，客户端不需要安装任何软件即可实现远程浏览数据。
四、系统配置清单（见附表）
风机房主通风机在线监测与故障诊断系统配置及报价单
序号
名称
规格型号
厂家
数量
单位
备注
一
工控机、采集卡及机柜
1
液晶显示器
22
HP
1
台
2
工控机
IPC610
研华
2
台
3
打印机
HPP1007
HP
1
台
4
振动监测分析仪
YHZ18
天地（）
2
台
矿用本安
5
开关电源
220AC/24DC10A
西门子
2
个
6
电源防雷模块
DBM40
2
只
7
模拟信号转换器
ADAM4017+
研华
2
台
8
通讯转换模块
ADAM4020
研华
1
台
9
开关量采集模块
ADAM4055
研华
2
台
10
UPS
2000VA
山特
1
套
11
专用保险
10A
欧姆龙
20
只
12
接线箱
极峰
1
个
小计
二
系统软件
1
组态软件
组态王
KINGVIEW
1
套
2
监测系统软件
自开发
天地（）
1
套
3
数据库软件
SQLsever
微软
1
套
小计
三
传感器及电缆
1
压力变送器
4
块
2
振动传感器
KGS18
天地
16
个
矿用本安
3
温度传感器
PT100
思达
20
只
4
电压变送器
MSE102-9414
MAXONIC
4
个
5
电流变送器
MSE102-3411
MAXONIC
4
个
6
大气压力变送器
CF-P-Q
北京尺度
1
个
7
大气温湿传感器
CF-TH
北京尺度
1
个
8
有功功率变送器
MSE103-P34231
MAXONIC
4
个
9
温度巡检仪
2
10
电缆
KVVP3*1.0
国标
5000
米
11
安装辅材
1
批
小计
四
安装调试费
总计
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