1、xxx田电站动力设备振动分析与研究 阶段研究报告之二动力设备振动分析与研究阶段研究报告之二作者：任兴民 郑龙席 司春 卜凯旗 杨永锋 西北工业大学振动工程研究所2004年6月7日动力设备振动分析与研究阶段研究报告之二任兴民 秦卫阳 郑龙席 卜凯旗 杨永锋 西北工业大学振动工程研究所2004年6月7日一、 概况“动力设备振动分析与研究” 项目自2003年10月28日在库尔勒中国石油塔里木油田分公司协商后，乙方西北工业大学振动工程研究所就开始进行相关的研究工作，并于2004年3月完成了第一份项目阶段研究报告，向库尔勒中国石油塔里木油田分公司做了汇报。本文是项目研究工作的阶段研究报告之二，向库尔勒中
2、国石油塔里木油田分公司汇报2004年3月5月间的工作进展情况，进度安排情况，以及需要甲方协助提供的信息，请甲方审查该报告，并协助提供有关数据，使项目能按照合同进度顺利完成。按照合同的进度安排，并结合项目的实际情况，2004年3月5月间完成了以下工作：1 购置了32路的数据采集系统，完成了分析系统的硬件系统设计、安装、调试；2 初步完成了数据库的结构设计、软件设计、程序设计；3 初步完成了振动分析软件的结构设计、以及部分程序的编程工作；4 进行了与项目有关的部分研究工作；5 对项目的研究方案与甲方进行了协商，为下一步的研究工作做好充分的准备。本文是以上工作的总结汇报，部分工作得到甲方的大力协助和
3、支持。在此对甲方的帮助和支持表示感谢。二、 详细工作汇报1 振动分析系统的硬件结构ADLINIK Technology Inc. PCI-9114(A)DG/HG数据采集系统数据采集系统的基本参数和通讯结构概述：PCI-9114(A)数据采集系统的基本功能如下：图11.1 FeaturesThe PCI-9114（A）PCI-Bus Advanced Data Acquisition Card provides the following advanced features: 32-bit PCI-Bus, Plug and Play 32 single-ended or 16 differe
4、ntial analog inputs channels 16-bits high resolution AD conversion High amplification gain of 1, 10,100,1000 for PCI-9114(A) HG Normal gain of 1,2,4,8,for PCI-9114(A) DG Single channel sampling rate up to 100 KHz for PCI-9114 Single channel sampling rate up to 25Hz for PCI-9114A Multi-AD trigger mod
5、e: software trigger, timer pacer trigger On-board A/D 1K WORDS FIFO memory Auto-scanning channel selection One user configurable general purpose Timer/Counter (Only available in PCI-9114A and PCI-9114 Rev. C2 or later) 16 Isolated Digital Input Channels 16 Isolated Digital Output Channels with high
6、driving capability 5000 V rms high voltage isolation for DIO channels1.2 Applications Industrial process control Transducer, thermocouple, RTD Power monitor Medical instrument Biomedical measurement1.3 Specifications Analog Input (A/D) Converter: LTC 1605 (LTC1606 for PCI-9114A) or equivalent, succe
7、ssive approximation type Resolution: 16 bits Input channels: 32 single-ended or 16 differential input channels Input Range: (Programmable)Bipolar: 10V, 1V, 100mV, 10mV,( PCI-9114(A)HG)Bipolar: 10V, 5V, 2.5, 1.25V,( PCI-9114(A)DG) Throughput: single channel 100 KHz max for PCI-9114Single channel 250
8、KHz max for PCI-9114A Over Voltage Protection for Analog inputs: Continuous 35V maximum Input Impedance:10M, A/D Trigger Modes: Software and Timer pacer trigger Data Transfer Mode: Pooling , EOC Interrupt, FIFO Half-full Interrupt FIFO Buffer Size: 1024 samples Isolated Digital Input (IDI) Number of
9、 input channels: 16 Input voltage: 024 VDCLogic L: 01.5VLogic H: 324V Input resistance: 4.7 M 0.5W Isolation voltage:5000V rms Throughput: 10 KHz Isolated Digital Output (IDO) Number of output channels: 16 channels current source Output type: open emitter 0.5 to 50 VDC Source Current:Single channel
10、sources 500 mA maximum8 channels source 60mA maximum simultaneously Isolation voltage: 5000V rms Throughput: 10KHz General Specifications Connector: 37-pin D-type connector Operating temperature: 060s Storage Temperature: -2080 Humidity: 595%, non-condensing Power Consumption:+5V600mA (typical)+12V1
11、00mA (typical) Dimension: Length: 7.88”(200mm) for PCI-9114 Rev.B1 6.89”(175mm) for PCI-9114 Rev.C2 and PCI-9114AWidth: 4.18”(106mm) (W)1.4 Software SupportADLINK provides versatile software drivers and packages for users different approach to built-up a system, We not only provide programming libra
12、ry such as DLL for many Windows systems, but also provide drivers for many software package such as LabVIEW, HP VEETM, InControlTM, IS aGRAFTM, and so on.All the software options are included in the ADLink CD. The non-free software drivers ate protected with serial licensed code. Without the softwar
13、e serial number, you can still install them and run the demo version for two hours for demonstration purpose. Please contact with your dealer to purchase the formal license serial code.1.4.1 Programming LibraryFor customers who are writing their own programs, we provide function libraries for many d
14、ifferent operating systems, including: DOS Library: Borland C/C+. Delphi, BC5, the functions descriptions are included in this users guide. Windows 95 DLL: For VB, VC+, Delphi, BC5, the functions descriptions ate included in this users guide. PCIS-DASK: Include device drivers and DLL for Windows 98,
15、 Windows NT and Windows 2000. DLL is binary compatible across Windows 98, Windows NT and Windows 2000. That means all applications developed with PCIS-DASK are compatible across Windows 98, Windows NT and Windows 2000. The developing environment can be VB, VC+, Delphi, BC5, or any Windows programmin
16、g language that allows calls to a DLL. The users guide and function reference manual of PCIS-DASK are in the CD. (Manual_PDFSoftwarePCIS-DASK) PCIS-DASK/X: Include edevice drivers and shared library for Linux. The developing environment can be Gnu C/C+ or any programming language that allows linking
17、 to a shared library. The users guide and function reference manual of PCIS-DASK/X are in the CD. (Manual-PDFSoftwarePCIS-DASK-X)The above softwareare drivers are shipped with the board. Please refer to the “Software Installation Guide” to install these drivers.1.4.2 PCIS-LVIEW: LabVIEW DriverPCIS-L
18、VIEW contains the VIs, which are used to interface with NIs LabVIEW software package. The PCIS-LVIEW supports Windows 95/98/N/2000. The LabVIEW drivers are free shipped with the board. You can install and use them without license. For detail information about PCIS-LVIEW, please refer to the users gu
19、ide in the CD.1.4.3 PCIS-VEE: HP_VEE DriverThe PCIS-VEE includes the user objects, which are used to interface with HP VEE software package. PCIS-VEE supports Windows 95/98/NT. The HP-VEE drivers ate free shipped with the board. You can install and use them without license. For detail information ab
20、out PCIS-VEE, please refer to the users guide in the CD.(Manual-PDFSoftwarePCIS-VEE)1.4.4 DAQBenchTM: ActiveX Controls We suggest the customers who are familiar with ActiveX controls and VB/VC+ programming use the DAQBenchTM is designed under Windows NT/98. For more detailed information about DAQBen
21、ch, please refer to the users guide in the CD.1.4.5 DASYLab TMPRODASYLab is an easy-to-use software package, which provides easy-setup instrument functions such as FFT analysis. Please contact us to get DASYLab and ASLINK hardware drivers.1.4.6 PCIS-DDE: DDE Server and In TouchTMDDE stands for Dynam
22、ic Data Exchange specifications. The PCIS-DDE includes the PCI cards DDE server. The PCIS-DDE server is included in the ADLINK CD. It needs license. The DDE server can be used conjunction with any DDE client under Windows NT.1.4.7 PCIS-ISG: ISaGARAFTM DRIVERThe ISaGRAF WorkBench is an IEC1131-3 Soft
23、PLC control program development environment. The PCIS-ISG includes ADLINK products target drivers for ISaGRAF under Windows NT environment. The PCIS-ISG is included in the ADLINK CD. It needs license.1.4.8 PCIS-ICL: In ControlTM Driver PCIS-ICL is the InControl driver which support the Windows NT. T
24、he PCIS-ICL is included in the ADLINK CD. It needs license.1.4.9 PCIS-OPC: OPC ServerPCOS-OPC is an OPC Server, which can link with the OPC clients. There are many software packages on the market can provide the OPC clients now. The PCIS-OPC supports the Windows NT. It needs license.图2目前已经完成了数据采集系统的
25、设计、安装、调试，图3是PCI-9114(A)数据采集系统的测试界面。图4是调试过程中采集的三角波信号，图5是采集的正弦波信号，信号的采样频率从5100KHz可调，如图6所示。图7是采集的方波信号，信号的样本长度可调，如图8所示。信号的幅值也可调。PCI-9114(A)数据采集系统调试完成后，我们进行了数据库的设计，数据管理协议的规划。图3图4图5图6图7图82 初步完成了数据库的结构设计、软件设计、程序设计数据库设计是项目的关键内容，根据数据采集系统的结构，通讯方式，数据传输方式，系统的软件结构如振动分析系统软件流程图所示，包括：系统设计、数据采集、数据管理、用户管理等模块。其中数据采集部分
26、主要功能有： 数据采集有1-32号通道，可采集32路数据，用户可根据需要设置数据采集的通道个数。 数据采样的频率在200-20000赫兹之间，用户可根据需要选择采样频率。 用户可以设置每组采集数据的采样点个数。 用户可对各个通道的灵敏度及其单位进行设置。 用户在每次进行数据采集时，所有的默认设置均以最近的一次为准。软件还包括图形显示，图形回放。振动分析系统软件流程图 3 初步完成了振动分析软件的结构设计、以及部分程序的编程工作初步完成了振动分析系统的软件结构设计、分析功能设计。塔里木油田电站监测系统信号分析功能：采集的信号，存储在数据库中后，通过界面上的菜单、按钮，可以调用Matlab程序，进
27、行具体的分析。主要包括： 转子系统的轨迹显示。对于压气机、涡轮、发电机组，其轴心轨迹的监测有着重要意义，可以显示任一测点的轴心轨迹。 采集信号的功率谱图。功率谱是信号处理中最基本的特征。通过显示信号的功率谱，可以分析信号的频率成分，以及能量的大小，对故障及振动监测提供依据。 任意两个信号的相关函数。对于某个测点的信号，当其中出现异常振动信号时，首要的问题是判断这些信号的来源。利用相关函数，可以判断两个信号之间有无相同的分量。 倒谱分析。对于齿轮箱的齿轮来说，通过判断其啮合频率旁的边频带频率，可以分析齿轮的振动主要来源于涡轮转子，还是发电机组转子。利用倒谱，对于判断齿轮的边频带频率，有特殊的优势
28、。 信号的高级分析，可以包括小波分析等。信号的高级分析功能，如小波分解，主要是为高级分析人员提供参考，其分析结果，需要结合历史数据，以及信号的特点，才能得到比较准确的分析结果。4 进行了与项目有关的部分研究工作 乙方自2004年3月至2004年5月进行的与项目有关的研究工作如下： 信号采集技术研究，包括采集方式，采集频率，触发方式，采样容量，采集程序的编写语言等。 振动信号分析技术研究，研究内容有，小波分析，各类谱分析技术，数据处理技术等。为项目的完成做准备。 数据库方面的研究，组织人员进行前期研究，包括数据库结构，内容，编写语言等。5 对项目的研究方案与甲方进行了协商，为下一步的研究工作做好
29、充分的准备 双方多次通过电话对项目的研究方案进行了研究，就数据库的数据获得形式，接口形式等问题进行了充分的讨论，还就双方关心的项目的其他问题进行了广泛的讨论，交流了看法，为下一步的研究工作做好充分的准备。三、 下一步研究安排按照合同要求，项目应于2004年10月完成，为了配合二期工程设备调试，我们计划将振动分析的主体结构完成时间提前到2004年7月中下旬，到时我们将携带系统到二期工程现场测试，采集设备的有关数据，分析，保存。并对振动分析系统进行综合调试。四、 需要甲方配合的工作请甲方配合提供：1 设备的彩图一张，供振动分析系统的主界面用；2 提供甲方的标准徽标图形，用途同上；3 提供燃气轮机各路传感器的类型，灵敏度等参数。
