大型旋转机械远程在线监测.docx
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大型旋转机械远程在线监测.docx
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大型旋转机械远程在线监测
XXX
旋转机械远程在线监测和故障分析系统
技术方案书
代理商:
重庆伯辰机电设备有限公司
联系地址:
重庆市高新区奥体路1号附11-2-17-8号
联系电话:
1系统构成2
1.1系统概述2
1.2系统构成2
1.3系统测点数量汇总2
1.4系统信号来源3
2技术性能指标4
2.1中心服务器WEB80004
2.2现场监测站NET80004
2.3浏览站6
2.4S8000分析图谱及组件6
2.5状态监测系统的通信7
2.6网络安全7
3供货清单7
4工程实施与售后服务8
4.1甲乙方工作界面8
4.2工程时间9
4.3验收与质保9
4.4培训10
4.5售后服务10
5附件:
分析图谱及组件12
5.1常规图谱分析功能12
5.2启停机图谱分析功能14
5.3列表日记功能15
5.4诊断助手分析功能15
5.5数据传输功能17
1系统构成
1.1系统概述
甲方:
XX
乙方:
XX
本技术协议书是XX公司(以下简称乙方)根据XX公司(以下简称甲方)对其机组提出的在线状态监测和分析系统(以下简称状态监测系统)相关的技术要求,提出了以旋转机械状态监测系统(S8000)及配套附件为基础的完整解决方案和完整系统构成,并对该方案的系统软、硬件配置、技术性能和工程服务等进行了详细说明,要求接入公司大型
旋转机械在线监测中心。
乙方对提供的所有硬件、软件、技术服务和整套系统的安全、稳定运行负有完全责任。
S8000旋转机械状态监测系统是乙方在2006年推出的新一代在线监测系统,速度更快、图谱更专业:
采用全新的设计理念,监测分站采用Linux操作系统构建,底层采用PC104总线结构,大大提高了系统的可靠性和采样速率;系统采用Java语言编写人机界面,设备管
理和诊断人员,可通过IE浏览器查看更多更专业的分析诊断图谱。
1.2系统构成
系统由旋转机械状态监测系统、和辅助设备组成:
1.旋转机械状态监测系统(S8000):
含NET8000现场监测站3台,WEB8000中心服务器1台,DELL现场浏览站;
2.系统附件(见供货清单);
3.伴随系统的技术工程服务、售后服务和质量保证。
1.3系统测点数量汇总
本状态监测系统涵盖机组。
1套S8000系统共监测的:
轴振动测点共72点;
轴位移测点共12点;
轴系键相测点共12点;
轴系监测仪表型号:
待定
按照现场运行的监测要求,S8000系统监测通道数量如下表:
序号
机组
监测通道数量
NET8000
装置
机组名称
键相
轴振动
轴位移
工艺量
配置
安装方式
装置
电机
4
NET80001台
液力耦合器
1
4
1
4
2
装置
电机
4
NET80001台
1
4
1
4
2
装置
电机
4
NET80001台
合器
1
4
1
4
2
装置
4
NET80001台
液力耦合器
1
4
1
4
2
装置
电机
4
NET80001台
1
4
1
4
2
装置
电机
4
NET80001台
液力耦合器
1
4
丙烷压缩机
1
4
2
合计
12
72
12
备注:
接入工艺量要求控制系统的DCS必须具有RS485的通信功能,并配有通信板卡。
1.4
系统信号来源
2技术性能指标
2.1中心服务器WEB8000接收、存储、备份现场监测站上传的数据(包括:
实时数据、趋势数据、历史数据及启停机数据等4大类);管理状态监测数据库;向浏览站发布状态监测数据;
WEB8OO0勺设置信息可以导出到文件中备份。
历史数据和起停机数据根据SQL数据库的
备份策略来备份。
系统的正常数据与备份数据是保存在不同的硬盘上的,以防止由于硬盘崩溃或故障导致备份数据的丢失。
根据灵敏监测触发事件驱动保存的异常历史数据,保存在WEB8OO0勺数据库内,按照不同的监测分站NET8000不同的振动通道保存在不同的数据表内。
用户检索历史数据的类型可以有三种方式,可以单独检索按时间存储的历史数据、异常的报警数据、起停机数据,或同时检索前几种类型数据。
每台WEB8000可以管理64台NET8000,并具备通过INTERNET或广域网与远程故障诊断中心发送数据的能力。
2.2现场监测站NET8000
基于Linux平台的采集系统;基于数字倍频器的同步整周期采集现场振动信号采集;同步采集键相信号、轴位移信号、过程量信号等;信号分析处理:
FFT、故障特征值提取、窗谱校正等;灵敏监测和事件驱动的历史数据存储;通过网络通讯,将数据上传到中心服务器WEB8000。
硬件平台
NET8000采用高性能的运算处理芯片,数据采集和分析处理完全采用硬件(FPGA)实
现,同时配合海量SDRAM存储器;NET800的CPU主频高达800M,使用PC104总线的结构可提供高达40Mbit/S的数据存取速率。
该平台下最高1Gbit/s的数据吞吐量可以在不到1秒的时间内完成24通道每通道8192点数据的处理。
完全的多通道并行采集
NET8000最多可以监测4个轴系(键相),每个轴系采用独立数据采集和独立的时序逻辑控制,也就是说有4个独立A/D。
每路A/D为IMPS)采样速率、16位精度、24路并行采集。
与转子同步的整周期采集
采用最新的数字预测倍频器技术,引入拟合算法和余数补偿算法,即便转子在旋转一圈内(即相邻两个键相整周期采集脉冲内)转速发生剧烈变化,也可以做到等空间采样,充分地保障与转子同步的整周期采集。
FPGA技术
FPGA又称大规模可编程逻辑器件,是一种特殊的超大规模集成电路芯片,具有速度快、
专业性强、适合机组振动信号快速、并行、同步整周期采集等特点。
FPGA在工作时,是不
需要时钟、指令的,也就是说“能在同一时间处理成千上万个任务”,不论多复杂的任务,
均可在“一瞬间”完成,理论上是不需要时间的,实际上受到门电路延时的限制,一般可以在微秒级甚至纳秒级内完成,而且该时间是与任务的复杂程度无关的。
另外,由于FPGA不
需要程序指令的顺序执行,因此,也就从根本上避免了“死机”情况的发生。
NET8000的本地缓存功能
当由于NET8000与WEB8000的网络发生故障,或WEB8OO0发生故障等原因,历史数据不能够正常保存到数据库,则NET8000将历史数据保存在本地的缓存区内,一旦条件恢复,
即将本地缓存区内的历史数据上传给WEB8OO0
灵敏监测技术
S8000系统采用灵敏监测技术对每个分频均设置有偏差报警门限,在振动总量不超过报
警时,也能及时捕捉各分频的变化。
所有的门限,可以通过一段运行平稳的数据,进行自学习得到。
在数据保存方面,稳态监测时,是采用事件驱动和时间驱动结合的方式,既可以保存机
组的任何异常报警数据(触发了灵敏监测报警),也可以保存各种等时间间隔的数据。
瞬态监测时,采用等转速间隔和等时间间隔存储相结合的方式。
同时集成黑匣子功能,能保存机
组在发生振动报警时刻的前后共600组数据。
NET8000电气参数
最大输入
点数
4路键相信号,24路振动信号,12路轴位移信号或硬接线接入的工艺量信号,各255路通过通讯得到的工艺量或开关量信号
输
入特性
振
动
量
输入信号类型
双端振动位移/速度/加速度信号
输入阻抗:
400KQ
输入范围:
±100V
直流线形范围
±20V
交流线形范围
4V/2V(P-P)
直流分量精度
<0.01V
交流分量精度
<0.008V
相位延迟
转速小于24000rpm时,<2°
静
态
量
输入信号类型
双端直流电压信号
输入阻抗
400KQ
输入范围
±100V
线形范围
±20V
直流分里精度
<0.01V
滤波特性
2阶RC滤波器,截止频率2Hz
键相信号
输入信号类型
双端键相信号
输入阻抗
400KQ
输入范围
±100V
滤波特性
忽略小于比较电平20%的交流信号
相位延迟
转速小于24000rpm时,<20;
转速误差
<±1.5rpm
键相参考比较
电平
强键相(1/2/3/4/5/6/7/8V共八档)
弱键相(0.2/0.4/0.6/0.8/1.0/1.2/1.4/1.6V共八档)
信号输入
振动信号输入是单端输入和双端差动输入可选。
输入阻抗400K欧姆,频响范围0.6Hz—7.5KHZ。
最高转速范围32000转。
其他指标
数据通讯采用独立的奔腾级通讯处理模块,支持TCP/IP和串行通讯等多种协议;
支持10/100Mbps以太网,RJ45网络端口;
2个RS232串口,支持超级终端连接和MODBUS通讯;
电源:
AC220±10%50Hz;
功耗:
最大65W;
环境温度:
0-40C;
环境湿度:
<95%,不结露。
2.3浏览站
DELL台式电脑作为本状态监测系统的浏览站。
2.4S8000分析图谱及组件
S8000提供的图谱分析、报表、诊断助手及数据传输功能等如下表:
S8000的专业诊断图谱及组件
常规图谱
总貌图
综合分析图
单值棒图
多值棒图
波形频谱图
多频谱图
振动趋势图
过程振动趋势图
轴心轨迹图
多轨迹图
全息谱图
全频谱图
轴心位置图
极坐标图
三维全息谱图
工艺量频谱瀑布图
启停机图谱及组件
转速时间图
Nyquist图
波德图
频谱瀑布图
级联图
启停机同步图谱显示组件
报表日记及组件
振动参数列表
过程参数列表
振动报警日记
过程报警日记
系统日记
灵敏监测事件
机组报表
试车记录列表
诊断助手组件
标准版专家系统
交互版专家系统
灵敏监测学习—
黑闸子组件
单面动平衡
双面动平衡
故障诊断案例库
键相波形
数据传输组件
可接入Internet的组件
数据智能压缩组件
自动远程升级组件
2.5状态监测系统的通信
本状态监测系统支持标准TCP/IP通信协议;WEB8000、NET8000和任何浏览站之间采用标准的TCP/IP通讯协议,与甲方现有厂内局域网一致。
2.6网络安全
WEB8000通过INTERNET向远程故障诊断中心数据库传送数据,不会影响到工厂内部
的网络安全性以及数据保密性。
这是因为:
1.WEB8000是通过厂内网关(或代理服务器、防火墙)上网的,本身不具备INTERNET
固定IP,自身也不向外界开放任何端口,外部的任何计算机不可能访问到WEB8000或
通过WEB8000访问厂内的任何一台计算机;
2.WEB8000与外部的连接是唯一的,即只与远程监测中心服务器的固定端口建立连接,
与其他INTERNET上的计算机不发生数据交换;
3.WEB8000与管理网站之间的数据传递是单向的,即机组的运行数据从WEB8000定期向
管理网站传递,而管理网站不向WEB8000写入任何数据。
3供货清单
序号
供货内容
数量
1
S8000远程在线监测及分析系统
1.1
WEB8000
中心服务器WEB8000软硬件系统:
PET110至强X3430(2.4G)/2G/2*500GSATA/RAID1/双网卡/mouse/keyboard/3Y24*7/DVD/WIN2008SCH;
全部状态监测软件1套。
1
套
1.2
NET8000
现场监测分站(3.0软件版本)
3
套
1.3
DELL380MT
现场浏览分站:
DELL-380MTE5200/2G/320G/DVD/XPP/19LCD
1
套
2
辅助设备
2.1
N-Accessory
NET8000标准安装附件
3
套
N-Accessory-01
监测信号输入电缆
6
条
N-Accessory-02
动态信号输入端子模块
3
块
N-Accessory-03
静态信号输入端子模块
3
块
N-Accessory-04
设置接口电缆
3
条
N-Accessory-05
主机电源线
3
条
N-Accessory-06
挂式安装支角
12
个
N-Accessory-07
螺丝刀
6
把
N-Accessory-08
螺丝套筒
3
个
N-Accessory-09
螺丝钉
12
个
2.2
电源设备
UPS不间断电源
1
台
2.3
信号电缆
4芯屏敝电缆
待定
米
2.4
网络设备
1
台
交换机
8通道10/100自适应网络交换机
1
台
网络双绞线
8芯通用网络双绞线
:
待定
米:
2.5
机柜
机柜尺寸:
机柜色标:
2
个
2.6
N-Document-10
标准文档(含:
WEB8000维护手册/分析图谱使用手册/
用户设置手册/NET8000使用手册)
3
套
注:
供货清单中所列全部软件均为正版。
4工程实施与售后服务
为了保证系统的正常安装和投用,甲乙双方将明确双方的项目负责人,具体就工作界面
和服务内容约定如下。
4.1甲乙方工作界面
序号
工作内容
甲方
乙方
1
将状态监测系统纳入机组监测系统中
负责
2
提供监测系统详细资料和现场资料
负责
3
S8000系统工厂设计和生产
负责
4
S8000系统组态调试和生产测试
负责
5
WEB8000中心服务器就位
负责
6
机柜现场就位
负责
7
NET8000现场监测站就位
负责
8
系统供电和接地
负责
9
信号源端接线及电缆铺设(含电缆)至NET8000端子排
负责
10
网络电缆铺设(含电缆)至NET8000网络口
负责
11
局域网网络资源分配
负责
12
为S8000系统提供INTERNET出口
负责
13
NET8000现场监测站端接线至端子排
负责
14
NET8000现场调试组态
负责
15
WEB800C现场调试组态
负责
16
系统现场接电联合测试
负责
17
远程开车服务及系统试运行
负责
18
远程维护拨号网络调试
负责
19
与二次仪表联接头供货及联接指导
负责
备注:
S8000系统电源要求:
220VAC±10%50Hz,系统负荷:
每台NET8000现场监测站小于65WWEB8000小于100W。
甲方为S8000系统分别提供保护接地和信号接地,接地电阻小于4欧姆。
甲方为系统提供厂内局域网,网络介质为RJ45接口的双绞线;并为乙方系统的NET8000和WEB800C提供网络资源的分配(IP地址、网关等)。
S8000系统支持远程维护和升级服务,要求甲方为S8000系统配备直线电话1部(连接
到WEB8000;甲方需要进行电话线铺设及调试、电话号码资源分配等工作,乙方负责远程拨号的调试工作。
甲方需为本S8000系统提供厂内INTERNET出口,以便可以通过INTERNET连接远程诊断中心。
以上工作所需全部辅助材料由相应负责方负责。
在甲方完成上述现场安装调试准备后(参见乙方工程部的《现场开工条件确认单》内容),乙方工程人员将赴现场进行安装调试工作。
4.2工程时间
工程现场安装时间为天,调试时间为天,共计天。
自乙方接到甲方通知并对工程施
工条件确认后乙方人员到达工程现场起计。
4.3验收与质保
系统验收(SAT
在系统全部装完结束后进行系统验收(SAT),待系统稳定运行24小时后,由买卖双方
在验收报告上签字。
系统验收(SAT)后,乙方将完整的工作系统和资料移交给甲方。
质量担保
S8000系统软硬件质保期1年。
从系统投入运行并验收合格后1年或系统到货18个月
(以先到者为准)内,乙方提供免费维护及免费软件升级。
乙方提供的系统有任何质量或功
能问题,乙方应在近可能短的时间内赶到现场进行免费调整、维护、更换(包括计算机和网络设备)。
4.4培训
乙方为甲方提供现场培训与工厂培训。
工厂培训中,乙方提供培训教师、培训地点、培训课程、培训教材和培训设备(实验室
模拟设备),并提供当地电话、工作午餐和交通方便,甲方食宿自理。
甲方派出的工程师应是有能力了解状态监测系统的工程技术人员。
通过培训,甲方参加培训人员能熟悉整个系统,能操作/调出/修改设置等。
序号
培训方式
培训内容
计划人天数
1
现场培训;
S8000系统现场维护及系统使用的初步培训(现场培训)
1天
2
工厂培训
状态监测和故障诊断的基础知识
人5天
/NET8000
3
S8000系统介绍
4
NET8000WEB800O勺安装、使用和维护
5
S8000系统设置
6
分析图谱使用方法
7
上机试验与操作
8
常见故障的分析诊断
9
模拟转子台实验
4.5售后服务
二十四小时响应制度:
机组保修期内,以最快速度启动服务流程,提供解决方案,解决
用户问题;保修期外的机组提供有偿服务。
定期的远程维护:
定期远程服务,第一时间掌握系统的运行情况和使用情况,保证系统
维持最佳运行状态。
用户回访:
注重和用户的沟通,第一时间掌握用户的建议和需求,协助用户正确使用系
统,使系统可以为用户发挥最大的作用。
定期满意度调查:
每三个月进行一次满意度调查,了解用户对系统的使用满意程度。
远程升级:
乙方将有计划地进行对S8000系统的软件升级,保证系统整体性能和功能。
用户档案管理:
为每一个用户建立一份完备的用户档案,并持续不断地跟踪管理。
产品培训:
定期举办产品培训班、诊断高级研讨会,与用户一起学习、提高。
以上服务标准可能根据实际情况调整,恕不另行通知。
调整以上服务标准,须经甲方同意认可。
未尽事宜,双方友好协商解决。
5附件:
分析图谱及组件
5.1常规图谱分析功能
总貌图
显示系统所监测的机组结构、测点分布以及这些测点的值的实时变化情况。
综合分析图谱
该图谱显示一个综合的图谱,它将一个轴承上的两个测点的频谱图、轴心轨迹图、轴心位置图、趋势图等自定义的4个分析图谱显示在一起,可以让用户从多个角度了解测点当前
的情况。
单值棒图
以三维单棒的形式实时显示多个振动通道,通过切换可获得通频值、一、二倍频、0.5
倍频、二个可选频段和残余量,GAP电压、有效值等的单值棒图;左侧区域中显示所选通道
的动态信息。
多值棒图
以三维多棒的形式实时显示多个振动通道的下列特征值:
通频值、一倍频幅值、二倍频
幅值、0.5倍频幅值、两个可选倍频幅值、残余量、有效值,每个特征值分别以不同的颜色显示;左侧区域中显示所选通道的动态信息。
波形频谱图
图谱中上半部分显示的是所选通道波时域形图,下半部分显示的是所选通道的频谱图,左侧区域中显示所选通道的动态信息。
/阶比谱、图形放大、
通过鼠标右键可进行:
波形周期数及频谱倍频数可调、显示频率谱
数据可选实时动态/实时静态/历史数据、界面的打印/保存、不同窗函数的选择等。
多频谱图
该图谱显示了一个机组下任意6个振动通道在同一时刻的频谱图。
振动趋势图
该图谱显示了一个机组下最多8个振动通道的特征值在一段时间内的变化趋势。
振动趋势图有两个子图所组成,它们分别配对成:
总振值/转速、一倍频幅值/一倍频相位、二倍频
幅值/二倍频相位、0.5倍频幅值/0.5倍频相位、GAP电压/转速、可选倍频1/转速、可选倍频2/转速、有效值/转速。
数据可选实时动态、实时静态、短时趋势数据、自定义历史数据、启停机数据等。
过程振动趋势图
该图谱显示了一个机组下最多至8个振动通道和过程量通道的特征值在一段时间内的变化趋势;图谱中上半部分显示所选振动量通道的振动趋势,下半部分显示所选过程量通道的趋势图。
在图谱的左侧,列出了趋势图的开始和结束时间、振动通道和过程量的名称以及绘图时所用的颜色等信息。
数据可选实时动态、实时静态、短时趋势数据、自定义历史数据、启停机数据等。
轴心轨迹该图谱显示了一个机组下的一个轴承的两个振动通道的特征值波形和合成轨迹。
轴心轨迹图有三个子图所组成,分别用来显示两个振动通道的特征值波形和合成轨迹图,中左半区域显示所选轴承的轴心轨迹,右侧的上半部分和下半部分分别显示该轴承的两个探头的波形图。
在图谱中显示了轴承的两个振动通道的安装角度、转子的旋转方向、轴承以及两个振动通道的名称。
多轨迹图该图谱显示了选定机组下多个轴承的轴心轨迹图;轨迹图按页安排图形,一页最多可以显示6个轴承的轴心轨迹图。
波形的轨迹类型包括:
原始轨迹(默认)、1倍频、2倍频、0.5倍频、提纯轨迹和平均轨迹。
全息谱图该图谱显示了选定机组下选定轴承的两个振动通道的多个可选倍频的轴心轨迹全息谱信息。
同时在图的下方用文字显示各选定倍频轴心轨迹的椭圆长轴、椭圆短轴、初始相角、倾斜相角、进动方向等信息。
结合全息谱理论,可以方便地分析机组各种疑难故障。
全频谱图该图谱显示了一个机组下某个轴承两个通道波形以及该两通道对应的全频谱。
图中的上半部分分别显示两个振动通道的波形,下半部分显示该轴承的全频谱。
轴心位置图该图谱显示所选轴承的转子轴心位置,曲线的变化反映了轴心的波动和转子的运行状态。
它的半径可以通过定制面板中的设置来改变,还可以在定制面板中改变坐标起点、补偿电压等参数。
极坐标图
该图谱是以极坐标的形式显示选定机组键相的最多8个振动通道不同倍频的幅值和相位的趋势、历史变化趋势。
三维全息谱图该图谱将全息谱图以三维的方式显示出来。
显示机组转子的数个支承截面上同一阶分量的振动轨迹,它们之间的相位关系,以及在轴心线上出现的节点,利用三维全息谱可以方便地确定转子失衡等的情况。
工艺量频谱瀑布图该图谱显示出选定机组的选定振动通道在一定时间范围内随着选定过程量的值的变化,其频谱图发生相应变化的情况。
该图有三个坐标,X方向是频谱的阶比,Y方向是频谱的幅值,Z方向是选定的某个过程的值。
在图中,选定振动通道的每一条频谱都对应着选定过程量通道的一个值。
5.2启停机图谱分析功能
启停机自动识别,自动切换启停机时间<0.1秒。
特征值采样转速变化间隔可调。
全
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