1、西山煤電集團(tuán)杜兒坪礦新華風(fēng)機(jī)在線監(jiān)控改造初步方案一 概述：從已有的資料看，西山煤電集團(tuán)杜兒坪礦新華風(fēng)機(jī)控制和監(jiān)視系統(tǒng)采用的是傳統(tǒng)的繼電器和按鈕操作控制模式，不僅各種風(fēng)機(jī)狀態(tài)的顯示非常不直觀、操作不便而且各種觸點(diǎn)故障率高，容易誤動(dòng)作。不利于風(fēng)機(jī)的安全高效運(yùn)行，也談不上設(shè)備的現(xiàn)代化管理，因此迫切需要進(jìn)行微機(jī)集中監(jiān)控的改造。 近年來(lái)，隨著設(shè)備故障診斷技術(shù)的迅猛發(fā)展，已經(jīng)有眾多廠家開(kāi)始從中受益。所謂的設(shè)備故障診斷技術(shù)是以設(shè)備振動(dòng)測(cè)點(diǎn)波形頻譜分析為基礎(chǔ)，以帶通濾波技術(shù)為手段，輔助溫度、電流等工藝參量進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)的技術(shù)，對(duì)于風(fēng)機(jī)等大型旋轉(zhuǎn)設(shè)備有明顯的設(shè)備故障預(yù)防預(yù)知作用。 本在線監(jiān)控改造方案融合了在線監(jiān)控

2、和設(shè)備故障診斷技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，使得原有的控制系統(tǒng)直接一步到位，大大提升風(fēng)機(jī)的現(xiàn)代化管理水平。二 系統(tǒng)主要功能及特點(diǎn)1、系統(tǒng)主要功能系統(tǒng)主要功能包括： 性能參數(shù)的監(jiān)測(cè)包括風(fēng)量、靜壓、動(dòng)壓、全壓、風(fēng)速、喘振點(diǎn)壓力、負(fù)壓的監(jiān)測(cè)；通風(fēng)機(jī)和電機(jī)振動(dòng)烈度的監(jiān)測(cè)；風(fēng)流中瓦斯、CO濃度的監(jiān)測(cè)；開(kāi)關(guān)柜電壓、電流、功率因數(shù)、能耗指標(biāo)以及風(fēng)機(jī)開(kāi)停狀態(tài)的監(jiān)測(cè)；現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)時(shí)域和頻域波形以及統(tǒng)計(jì)值數(shù)字顯示；通風(fēng)機(jī)和電機(jī)軸承溫度以及電機(jī)繞組溫度的監(jiān)測(cè)。 風(fēng)機(jī)喘振的監(jiān)測(cè)為了防止風(fēng)機(jī)進(jìn)入喘振區(qū)運(yùn)行，避免造成風(fēng)機(jī)設(shè)備的損壞和引發(fā)不安全事故，風(fēng)機(jī)必須配置喘振報(bào)警裝置，確保裝置報(bào)警信號(hào)的正常輸出。畢特曼管（失速探針）和喘振報(bào)警

3、裝置（差壓開(kāi)關(guān)等）的連接要求及喘振報(bào)警裝置壓力整定值的確定。整個(gè)喘振報(bào)警裝置由裝于葉輪進(jìn)口前的畢特曼管和差壓開(kāi)關(guān)、連通橡膠軟管等主要部件組成。風(fēng)機(jī)常用差壓開(kāi)關(guān)的型號(hào)為DPD1T-M3SS或DPD2T-M3SS。由于風(fēng)機(jī)喘振危害極大，必須對(duì)喘振裕度和工況點(diǎn)距離喘振的距離做出指示，當(dāng)喘振裕度小時(shí)提醒運(yùn)行人員檢查風(fēng)機(jī)阻力異常升高的原因。如下圖示：正常接近報(bào)警危險(xiǎn)喘振裕度：xPa 喘振指示 風(fēng)機(jī)實(shí)時(shí)性能曲線的監(jiān)測(cè)在風(fēng)機(jī)性能曲線上動(dòng)態(tài)顯示通風(fēng)機(jī)運(yùn)行的工況點(diǎn)以及通風(fēng)阻力曲線，在風(fēng)機(jī)性能上體現(xiàn)出當(dāng)前風(fēng)機(jī)運(yùn)行的安全區(qū)間，如下圖示。.根據(jù)通風(fēng)阻力曲線預(yù)測(cè)風(fēng)量調(diào)節(jié)時(shí)工況點(diǎn)的變化，確定葉片角度的改變量，避免調(diào)節(jié)過(guò)量

4、造成風(fēng)機(jī)喘振。 設(shè)備故障診斷及綜合評(píng)價(jià)設(shè)備故障診斷與綜合評(píng)價(jià)部分的基礎(chǔ)是振動(dòng)信號(hào)的波形頻譜及相關(guān)度分析，在此基礎(chǔ)上用其他的工藝參量做為輔助判據(jù)進(jìn)行綜合評(píng)判，詳見(jiàn)下述。 具有數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳和web瀏覽功能系統(tǒng)基于B/S結(jié)構(gòu)，方便遠(yuǎn)程瀏覽和數(shù)據(jù)傳輸。2、系統(tǒng)主要特點(diǎn)：1) 用微機(jī)控制代替?zhèn)鹘y(tǒng)的繼電器控制，降低系統(tǒng)故障率，提高可靠性。2) 在微機(jī)控制有故障時(shí)，用微機(jī)/就地轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)切到手動(dòng)操作，等微機(jī)控制恢復(fù)時(shí)再切到微機(jī)控制，確保系統(tǒng)操作可靠性。3) 在工控軟件高可靠性的基礎(chǔ)上融合了高速信號(hào)圖譜分析功能。三 總體解決方案系統(tǒng)采用以數(shù)據(jù)庫(kù)為核心運(yùn)行，軟件界面以組態(tài)王6.53為基礎(chǔ)構(gòu)建。系統(tǒng)融合了工控軟件實(shí)時(shí)性

5、、可靠性高的優(yōu)點(diǎn)和設(shè)備故障診斷技術(shù)（狀態(tài)監(jiān)測(cè)）的優(yōu)點(diǎn)。系統(tǒng)能夠全面地對(duì)礦井總回風(fēng)中的風(fēng)壓（負(fù)壓、靜壓、動(dòng)壓、全壓及其效率）、風(fēng)速、風(fēng)量、瓦斯?jié)舛?、出口氣體溫度、主通風(fēng)機(jī)前后軸承溫度、喘振點(diǎn)壓力、運(yùn)行狀態(tài)、正反轉(zhuǎn)狀態(tài)、電機(jī)定子溫度和軸承溫度等通風(fēng)機(jī)性能參數(shù)，主通風(fēng)機(jī)設(shè)備振動(dòng)烈度、振動(dòng)主頻、頻率分量、波形等振動(dòng)參數(shù)，電機(jī)三相電壓、電流、有功無(wú)功電度、有功無(wú)功功率、總有功功率、總無(wú)功功率、功率因數(shù)、頻率等電量參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)，在機(jī)組的運(yùn)行過(guò)程中,判別機(jī)組性能劣化趨勢(shì),使維護(hù)管理人員心中有數(shù)。系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)窗口顯示和存儲(chǔ)報(bào)表打印、趨勢(shì)曲線顯示、越限聲光報(bào)警和歷史報(bào)警摘要顯示查詢、設(shè)備故障診斷、報(bào)警閥

6、值設(shè)定、用戶及權(quán)限管理、操作記錄、日志查詢、在線聯(lián)機(jī)幫助和數(shù)據(jù)遠(yuǎn)距離傳輸?shù)蓉S富功能。在故障診斷方面，由于機(jī)械故障的80%是由于振動(dòng)引起的，可見(jiàn)監(jiān)測(cè)機(jī)械振動(dòng)信號(hào)的重要性。對(duì)于振動(dòng)烈度信號(hào)國(guó)家有明確的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，這些是我們進(jìn)行振動(dòng)報(bào)警值設(shè)定的依據(jù)。但是只有振動(dòng)幅值的監(jiān)測(cè)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，必須借助于頻率成分的分析以從中提取我們有作用的信息。進(jìn)行振動(dòng)測(cè)量時(shí)，振幅和頻率是分析設(shè)備故障的主要參數(shù)。機(jī)器故障通常在某些特定頻率下發(fā)生，有助于區(qū)分故障類(lèi)型。另外，頻率和故障的關(guān)系并不是互相對(duì)應(yīng)的，就是說(shuō)，某一特定頻率的振動(dòng)通常和多種機(jī)器故障相聯(lián)系，在振動(dòng)頻率和機(jī)器故障之間并不存在一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。在對(duì)設(shè)備進(jìn)行分析時(shí)，頻率是

7、重要的參數(shù)，有助于對(duì)機(jī)器故障進(jìn)行分類(lèi)，但僅是一種參量。如果要得到正確結(jié)果，還必須對(duì)波形等參量進(jìn)行分析。頻率分析的最大貢獻(xiàn)在于揭示了振動(dòng)的組成，因此可以于許多機(jī)器常見(jiàn)故障或異常進(jìn)行對(duì)應(yīng)（并非簡(jiǎn)單的一一對(duì)應(yīng)），使得診斷故障成為可能。同時(shí)也彌補(bǔ)了單純以振動(dòng)幅值來(lái)衡量振動(dòng)對(duì)機(jī)器的影響，結(jié)合幅值和頻率可以更全面地計(jì)量振動(dòng)。許多故障如轉(zhuǎn)子不平衡、不對(duì)中、流體引發(fā)的不穩(wěn)定（渦動(dòng)、振蕩、喘振、旋轉(zhuǎn)失速等）、齒輪故障、滾動(dòng)軸承故障都可通過(guò)頻率分析獲得明顯的故障特征。在上圖中，實(shí)時(shí)顯示出振動(dòng)測(cè)點(diǎn)的波形和頻譜圖，如果用戶有所用軸承的型號(hào)或者參數(shù)的話可以點(diǎn)擊 按鈕，彈出以下的對(duì)話框，將根據(jù)用戶所輸入的軸承參數(shù)實(shí)時(shí)計(jì)算

8、出軸承的特征頻率，用戶可以將此特征頻率與上圖中的實(shí)時(shí)特征譜線比對(duì)以得出結(jié)論信息。當(dāng)然，上述的判斷可能還不是太準(zhǔn)確，還需要調(diào)綜合評(píng)價(jià)畫(huà)面進(jìn)行佐證。綜合評(píng)價(jià)畫(huà)面是綜合設(shè)備振動(dòng)、溫度、電流等參量而做出的針對(duì)當(dāng)前機(jī)組的運(yùn)行狀況的綜合評(píng)判。畫(huà)面首先是給出各個(gè)振動(dòng)測(cè)點(diǎn)的振動(dòng)相關(guān)性餅圖。相關(guān)性一般包括轉(zhuǎn)子相關(guān)、軸承相關(guān)以及齒輪相關(guān)，根據(jù)設(shè)備的不同，相關(guān)源有的有齒輪，有的沒(méi)有齒輪。一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)振動(dòng)偏大時(shí)如果轉(zhuǎn)子相關(guān)大于軸承相關(guān)，則認(rèn)為振動(dòng)大的貢獻(xiàn)主要是由轉(zhuǎn)子引起，反之主要是由軸承引起。在此分析的基礎(chǔ)上綜合各個(gè)測(cè)點(diǎn)的溫度以及電機(jī)電流等因素而實(shí)時(shí)地綜合給出狀態(tài)評(píng)價(jià)。應(yīng)當(dāng)說(shuō)綜合評(píng)價(jià)畫(huà)面對(duì)于工程技術(shù)人員有很高的參考和分析價(jià)值。如果是測(cè)點(diǎn)的軸承相關(guān)度大而且所測(cè)頻譜線與用戶所輸入的特征譜線吻合則應(yīng)該是軸承的問(wèn)題；但如果是轉(zhuǎn)子相關(guān)度大，則要考慮是