使用WebAccess/MCM进行旋转机械转子不对中故障诊断

智能制造预测性维护与大数据应用 2018-06-17 11:11:27

旋转机械是指主要依靠旋转动作完成特定功能的机械,典型的旋转机械有汽轮机、燃气轮机、离心式和轴流式压缩机、风机、泵、水轮机、发电机和航空发动机等,广泛应用于电力、石化、冶金和航空航天等部门。旋转机械主要的振动故障有不平衡、不对中、碰摩和松动等,大型旋转机械一般安装有振动监测保护和故障诊断系统

旋转机械故障的60%是由转子不对中引起,本文介绍如何利用WebAccess/MCM进行旋转机械转子不对中故障诊断。

转子不对中故障指机器在运行状态下,转子与转子之间的连接对中超出正常范围,或者转子轴颈在轴承中的相对位置不良,不能形成良好的油膜和适当的轴承负荷,从而引发机器振动或联轴节、轴承损坏的现象。

引起转子不对中故障的常见原因有:
①初始安装对中超差;②冷态对中时没有正确估计各个转子中心线的热态升高量,工作时出现主动转子与从动转子动态对中不良;③轴承架热膨胀不均匀;④管道力作用;⑤机壳变形或移位;⑥地基不均匀下沉;⑦基础变形;⑧转子弯曲,同时产生不平衡和不对中故障。

转子不对中故障的振动特征

WebAccess/MCM

WebAccess/MCM(Machine Condition Monitoring)设备状态监控系统, 是一个从时间致密数据中抽取出有意义的稀疏数据的工具软件. 可以实现机台状态可视化,随时掌握机台上关键组件的寿命. MCM 内建许多波形处理, 时频转换, 特征值提取等功能. 经由设定方式定义数据处理过程, 实时采集分析, 以通讯的方式或是讯号的方式送出检验结果, 整合到整个SCADA系统中.  补足SCADA 系统无法处理高速连续波形的缺陷.


振动数据采集与特征值提取

使用MIC-1816采集电机主轴测点的径向振动值,使用WebAccess/MCM直接进行Peak_To_Peak,RMS,Frequency,Magnititude特征值提取。

WebAccess/MCM内建15种特征值提取函数:

  1. Mean 截取到的信号幅度值平均值

  2. Max 截取到的信号最大幅值

  3. Min 截取到的信号最小幅值

  4. Peak_To_Peak 峰峰值(最小幅值与最大幅值差的绝对值)

  5. Median 截取到的信号幅度值的中位数

  6. RMS 截取到的信号的幅值均方根值

  7. Positive_Pulse_Width 正脉冲宽度(截取到的信号第一个上升沿到第一个下降沿的时间差)

  8. Negtive_Pulse_Width 负脉冲宽度(截取到的信号第一个下降沿到下一个上升沿沿的时间差)

  9. Positive_Duty_Cycles 正脉冲占空比

  10. Negtive_Duty_Cycles 负脉冲占空比

  11. Time of Maximum 截取到的信号第一个幅值最大值相对于起始点的时间

  12. Time of Minimum 截取到的信号第一个幅值最小值相对于起始点的时间

  13. Frequency 信号频率

  14. Magnititude 能量频率分布中,能量最大值

  15. FFT_Frequency 能量频率分布中,能量最大值对应的频率值

故障预测

利用MCM内置插件提供的数学运算符,逻辑运算符,比较运算符,内置function等,以特征提取页勾选的特征值为变量,用户可编辑判定表达式

故障处理

目前MCM内置插件支持Modbus协议与AO/DO输出控制,Value或Logic类型的Index都可以通过Modbus协议与其他模块进行通讯,也可以通过DAQNavi的AO/DO输出到本地仪表或DCS。

WebAccess/MCM设定通讯参数,通过ModBUS/TCP上传振动状态值和超限报警到WebAccess/Cloud进行集中管控和设备云管理,并可以通过授权手机进行访问。

通过以上配置,实现了压缩机转子不对中故障的在线诊断和远程管理,其他故障识别可以参照此方法进行,当发现故障预警信息后,可再通过专家系统进行进一步诊断。WebAccess/MCM以模块化的形式提供了常用的特征值提取算法工具,对于一些特殊的特征值提取算法,可以通过开发接口二次开发并加到WebAccess/MCM中进行授权分发和使用。


扩展阅读:

预测性维护系统组态利器WebAccess/MCM体验记(一)

预测性维护系统组态利器WebAccess/MCM体验记(二)