设备振动诊断系统的设计与实现

1、    设备振动诊断系统的设计与实现    张斌谭建宇摘要：通过设备振动进行预测性诊断，不但能对点检无法发现的故障进行判断，还能对故障的发展趋势进行跟踪，从而实现对故障早发现、早诊断、早处理，从而最终降低维修成本。本文主要从在线与离线两种振动诊断系统的设计与实现进行阐述以达到预测性故障诊断。关键词：振动诊断；预测性；离线；在线中图分类号：tp277 文献标识码：a 文章编号：1007-9416（2017）04-0160-011 背景经历了早期的被动维修，也就是所谓的事后维修，目前，钢铁企业普遍实行了点检定修制。通过点检人员每天对设备的巡检，使用五感来发现

2、设备出现的问题以及存在的隐患，制定检修计划，并在下次检修过程中进行处理。而对于无法发现问题的设备只能根据自身经验或是其固定失效周期来进行拆捡或是更换，这就是所谓的预防性维修。點检定修制虽然解决了部分设备问题，但也存在一些弊端。例如无法确认设备是否真正存在问题，只能按经验周期检修，因此导致了良好的设备被“维修”，浪费大量的维修成本；每次定修只是解决了定修前所产生的设备问题，而在两次定修期间出现的故障依旧会发生，因而导致不必要的停机时间；并且通过点检能够发现的设备问题基本已经属于发展到比较严重的地步，用简单的维护方法很难将其恢复到最佳状态。通过预测性维修技术，却可以提早发现设备故障，做到早发现，早

3、诊断，早处理，将设备故障消灭在萌芽之中。预测性诊断技术包括对温度、压力、流量、油液以及运行设备的振动进行分析，而其中振动诊断是最为重要的一环。2 需求分析设备振动诊断技术主要可以分为在线和离线两种形式。在线检测技术可以快速确定设备故障原因、发生的部位，并为运行及维护人员提供有效的维修建议，但投资大，只能监控纳入系统的监测点。离线检测投资小，覆盖面广，但是受人员的技能和经验水平影响较大。合理地对设备进行离线和在线分配，不但能够最大限度地覆盖监控设备范围，并且能够达到经济效益最大化。唐钢根据自身情况，首先对1580热轧线和高强汽车板的酸轧、镀锌、连退线的重点设备安装了在线监测系统，而其余设备则采用

4、离线检测的方式进行状态评估，并分别为在线和离线设备分别开发了振动检测系统。3 系统的设计3.1 在线检测系统对于四条产线的重点设备采取在线检测。首先在设备的检测位置安装振动传感器，机旁安装采集柜和信号采集模块。通过信号线将传感器的振动信号传输给采集模块，采集模块经过信号转换后将数据通过光缆传输给振动分析评估系统。该系统对每个设备进行数据编程，以便能够将生成的信号进行分析，并通过事先设置好的预警和报警值来评估设备的运行状态。当振动幅值超过警戒线时，该系统会自动生成一份评估报告。报告中将与设备故障相关的频谱和时域图以及相关的辅助参数集成在报告里，并随即发送给与之匹配的设备状态发布平台。该平台在线显

5、示每个设备的运行状态，并通过不同颜色反应出每个设备的优劣情况。设备检测人员通过该平台能够对在线检测设备的运行状态一目了然，并能随时对产生的设备故障进行分析及处理。3.2 离线检测系统对于离线的设备，根据其产线是否装有在线检测系统分为两类。一类是装有在线检测系统的产线，检测人员对这类设备进行统计，并开发同样的诊断分析评估系统。检测人员对离线设备的采集位置进行标记，并定期通过离线检测设备对这类离线设备进行数据采集，同时通过局域网传输给该系统。系统自动对数据进行分析，最终将诊断结果发布到设备状态发布平台上。对设备采集位置进行标记的主要作用一是便于定期采集过程中的寻找，另一方面，随着采集次数的不断增多

6、，检测人员能够有效地通过诊断报告来比较设备的长期状态变化。通过将同一产线的在线与离线设备运行状态发布在同一平台，能够更好地达到对整条产线的设备状态进行整体管控。另一类是对于没有在线检测设备的产线。这类设备涉及范围比较广，并不需要特意定期去进行数据采集和分析。检测人员会根据点检现场发现的设备问题所反馈的意见信息，对指定设备进行离线数据采集，并将数据传至单机版振动处理系统中。该系统只能将离线设备采集的数据进行处理，生成相应的频谱和时域图，剩下的则是由检测人员对生成的频谱和时域图进行分析，最终出示一份设备诊断报告，为检修人员提供设备检修的指导意见。在这期间，检测人员需要收集该设备的各项参数，并事先将设备的各种故障频率值计算出来，以便在分析频谱过程中能够确认具体引起设备振动的原因在哪里。4 结语通过振动诊断系统，实现预测性维修，不但能够及时掌握设备的运行状态，最大限度地降低事故的发生，最重要的意义是由此降低了维修成本，提高了设备的有效性。因为在典型的制造企业，减少10%的维修成本等同于增加40%的销售收益。更何况预测性维修的潜力还远远不止于此，在减少故障停机、减少维修时间、减少备件库存、延长维修间隔方面也同样具备较大的