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YOUOTECH旋转设备振动在线监测系统 旋转设备振动在线系统 技术方案 合肥优尔电子科技有限公司 2016.8 一.现状分析 随着我国工业现代化进程的加快,对于连续生产的企业而言,大型旋转设备的稳定运行十分重要,一旦发生故障,都有可能导致整个生产线停机,造成极大的损失。这种损失可达每小时数十万元之巨,特别是生产过程智能控制系统的采用,对关键设备安全运行的依赖程度越来越高,因此,对这些设备进行在线监测就显得非常重要。 各种旋转设备运转过程中各零部件磨损并非相同,随其工作条件而异,但磨损的发展是有其规律的,如果能够对设备受到的这种磨损失效规律进行掌握,设备各零部件的相对运动趋势将反应出振动、温度、声音的连锁效应,使我们提前知晓设备各项功能发生改变的趋势与结果。国网铜陵发电有限公司拥有多种大、中、小型旋转设备,其较多旋转设备占据着生产中的核心地位。 二、系统架构 旋转设备振动在线监测系统,通过无线自组网和现场总线的方式,将从各传感单元采集的数据汇集到管理后台,通过计算机系统处理实现应用服务,计算机系统主要由数据前端设备、服务器机和管理端PC组成。 系统拓扑如下图所示: 三、振动采集终端 3.1振动传感器 在旋转设备两端轴座(具体部位可根据现场情况确定)设置两组三维(X、Y、Z方向)加速度振动传感器,测量振动位移矢量,监测主轴与轴瓦(轴座)之间的轴向、径向游离与波动情况。 振动传感器利用压电晶体的正压电效应,当压电晶体在一定方向的外力作用下,它的晶体面产生电压,采集电路检测出这个电压值后换算成受力大小F,由公式a=F/m可以得出瞬间加速度大小a,对加速度二次积分得出瞬间位移量,从而得出被测对象振动频谱和振动位移。 主要技术参数: 传感器类型:IEPE 灵敏度:100mV/g 加速度量程:0.1~100mm/s² 速度量程:0.1~250mm/s 位移量程:1~3000μm 频率范围:0.3~12000Hz(±10%) 谐振点:27kHz 分辨率:0.001g 非线性:≤1% 横向灵敏度:≤3% 恒定电流:4mA 输出阻抗:<100Ω 激励电压:DC24V 温度范围:-40~+80℃ 放电时间常数:≥1秒 3.2振动采集器 YT-400振动采集器是合肥优尔电子科技自主研发的一款高性能IEPE类传感器信号采集终端,内置了传感器所需的恒流激励和信号调理电路,可以不需外部的信号调理器而直接采集IEPE传感器的输出信号。YT-400具有四路大量程、高采样率、低噪声的高性能同步信号采集通道。每个通道的量程为±10V,采样率高达128Ksps,并能保证实时传输到后台服务器进行显示与分析。通过高性能ADC和先进的DSP信号处理技术,使YT-400具备极低的采样噪声,在1Ksps采样率下采样噪声峰峰值仅为0.00004V,满量程信号的信噪比高达50万。多通道、高采样率和低噪声和同步采样使YT-400能够满足科研与生产中高端信号监测的需要。 YT-400系列采用跨平台通用的动态链接库作为驱动函数接口,可工作在Server03/Server08/Win2000/XP/WIN7/WIN8等操作系统下,支持VB,VC,C++Builder,Dephi,LabVIEW,Matlab等大多数编程语言。 主要技术参数: 输入通道 4路同步采集通道 支持IEPE(ICP)类传感器 BNC接线端子 交流输入 IEPE调理 输出电流:恒定4mA 驱动电压:24V 隔直电容:10微法 电压量程 -10.5V到+10.5V 采样率 128K、64K、32K、16K、8K、4K、2K、1K八档可调 分辨率 128K采样率下,噪声峰峰值<400微伏,无噪声分辨率15.7bit;噪声有效值<60微伏,有效分辨率18.6bit,信噪比103dB; 64K采样率下,噪声峰峰值<250微伏,无噪声分辨率16.2bit;噪声有效值<38微伏,有效分辨率19.0bit,信噪比105dB; 32K采样率下,噪声峰峰值<150微伏,无噪声分辨率17.0bit;噪声有效值<23微伏,有效分辨率19.8bit,信噪比109dB; 16K采样率下,噪声峰峰值<100微伏,无噪声分辨率17.7bit;噪声有效值<16微伏,有效分辨率20.6bit,信噪比113dB; 8K采样率下,噪声峰峰值<70微伏,无噪声分辨率18.4bit;噪声有效值<10微伏,有效分辨率21.3bit,信噪比115dB; 4K采样率下,噪声峰峰值<50微伏,无噪声分辨率18.6bit;噪声有效值<9微伏,有效分辨率21.5bit,信噪比117dB; 2K采样率下,噪声峰峰值<40微伏,无噪声分辨率18.9bit;噪声有效值<6微伏,有效分辨率21.8bit,信噪比121dB; 1K采