EN8000大型旋转机械振动监测分析故障诊断系统课件

EN8000

水轮机组状态监测

故障诊断专家系统北京英华达公司EN8000

水轮机组状态监测

故障诊断专家系统北京英华达公1英华达

——成立于1992年，系英国独资的高新技术企业；专业从事机械设备振动监测故障诊断的公司英华达公司振动监测类主要产品：EN3800在线振动监测保护系统EN900便携式旋转机械振动监测故障诊断仪EN8000旋转机械振动监测故障诊断专家系统英华达公司的质量方针一流产品精湛技术顾客满意持续改进英华达——成立于1992年，系英国独资的高新技术企业；2状态监测的必要性与可能性系统的层次性

传感器二次仪表振动分析(人工诊断)专家系统状态监测的必要性与可能性传感器3一、状态监测的必要性维修制度从事故、定期向视情维修的转变设备老化，故障率增加大量新设备投运，容量增大，复杂性增加提高经济效益

二、状态监测的可能性

故障诊断理论、技术的不断发展和完善传感器、信号分析和计算机技术的发展一、状态监测的必要性维修制度从事故、定期向视情维修的转变二4第一层次：传感器

位移传感器：测量轴相对轴承的振动速度传感器：测量轴承振动，经过一次软件积分或硬件积分可以得到振动位移加速度传感器：测量轴承振动，经过一次积分可以得到振动速度，再经过一次积分可以得到振动位移。

传感器的配置：

小型旋转机械一般只安装速度传感器大型旋转机械安装速度传感器和涡流传感器齿轮和轴承等安装加速度传感器某些习惯做法第一层次：传感器位移传感器：测量轴相对轴承的振动传感器的配5状态监测以组态方式实时显示所监测的数据，能自动识别设备的状态，出现异常时可自动报警。状态监测以组态方式实时显示所监测的数据，能自动识别设备6第二层次：二次仪表

EN3800在线振动监测保护系统主要特点：丰富的显示功能数据记录功能设置功能丰富通道组合功能可靠的保护功能

第二层次：二次仪表EN3800在线振动监测保护系统7丰富多彩的显示方法

主画面动态显示每个通道的棒图，通道名称，报警值，危险值，实时值以及投保状态等。丰富多彩的显示方法主画面动态显示每个通道的棒图，通道8丰富多彩的显示方法（续）

数字显示:画面以大号阿拉伯数字满屏显示通道的实时值，显示清晰醒目。丰富多彩的显示方法（续）数字显示:画面以大号阿拉伯数9第三层次：振动分析（人工诊断）振动三要素：振幅、频率和相位振幅（A）一般用振动的位移、速度或加速度表示。位移一般用微米(μm)表示，现场也有用丝为单位，1丝=10μm；速度一般用mm/s表示，加速度一般用m/s2或重力加速度g表示。振幅一般是计算一段时间内振动波形的峰峰值、平均值和均方根值（有效值）。速度的有效值称为振动烈度，反映振动的能量大小。

第三层次：振动分析（人工诊断）振动三要素：振幅、频率和相位10频率

频率（f）是具有周期性变化规律的物理量在单位时间内的循环次数。由于振动频率趋向于机器转速的整数倍或分数倍，通常表示为机器转速的倍数，如：

1X=1×rpm表示振动频率和机器的转速相同0.43X=0.43×rpm表示振动频率是机器转速的43％频率是用来分析设备故障的主要参数。有些故障通常表现为特定的频率，但振动频率和故障之间并不存在简单的一一对应关系。

频率11相位

相位(φ)是用角度来表示的两个信号之间的计时关系。振动相位指从键相器信号触发到振动信号第一个正峰值之间的角度。相位的测量对于确定转子上的高点、转子的临界转速以及诊断故障和进行动平衡等都是非常重要的。相位12故障分类

根据故障机理分为强迫振动和自激振动。稳定的强迫振动：基频振幅、相位不随运行时间和运行工况变化而变化，如质量不平衡。不稳定强迫振动：如碰摩。A∝Р/Κ式中：A—振幅；P—激振力；Κ—部件动刚度。

自激振动：强迫振动是存在外来的扰动力或部件动刚度下降，而自激振动是系统内部存在能量反馈环节。强迫振动的频率与转子的工作频率有关，而自激振动频率与固有频率有关。故障分类根据故障机理分为强迫振动和自激振动。13故障分类（续）根据故障频率分为低频振动、倍频振动和高频振动。低频振动：振动频率<1X，如气蚀。倍频振动：振动频率=1~2X，如不平衡。高频振动：振动频率>=3X，如松动。根据故障的特征频率来诊断故障。水轮机故障频率从低到高的顺序大致如下：水力因素（尾水管涡动→气蚀）→机械因素（质量不平衡→不对中）→松动→电磁因素（电磁力不平衡）。故障分类（续）根据故障频率分为低频振动、倍频振动和高频振动14波形-频谱-轴心轨迹可动态显示当前振动的时域波形、频谱、轴心轨迹，从中可了解机组故障和损坏的原因及程度波形-频谱-轴心轨迹可动态显示当前振动的时域波形、频谱、轴心15轴系仿真图可以根据所监视各轴承的振动摆度信号，真实地模拟机组轴系的运行过程。轴系仿真图可以根据所监视各轴承的振动摆度信号，真实地模拟机组16波特图-极坐标图显示振幅及相位随转速的变化。从中可确定临界转速及机器状态的变化。波特图-极坐标图显示振幅及相位随转速的变化。从中可确定临界转17级联图显示开停机过程中振动随转速的变化，它可以清楚描述开停机过程中机组状态的变化。级联图显示开停机过程中振动随转速的变化，它可以清楚描述开18瀑布图显示振动随转速、电压和导叶开度（负荷）的变化，可反映在一定时间内机器状态的变化。瀑布图显示振动随转速、电压和导叶开度（负荷）的变化，可反19相关趋势图可显示振动和过程参数中任意一参数与其他参数之间的相互关系。相关趋势图可显示振动和过程参数中任意一参数与其他参数之间的相20动平衡计算

能自动计算影响系数具有多面影响系数动平衡计算程序具有谐分量法动平衡计算程序具有矢量加减功能能估算机组的剩余振动动平衡计算能自动计算影响系数21网络通讯

提供开放的网络接口可与各种巡检仪、现场仪表、DCS系统通讯可与电厂MIS系统通讯可通过远程登陆与远方工作站进行远程通讯提供快速、可靠的远程服务网络接口网络通讯提供开放的网络接口22第四层次：专家系统具有开放的诊断知识库可对简单振动问题进行自动诊断，给出发生故障的可能原因和置信度对复杂振动问题提供人工对话诊断，协助专家诊断可给出诊断结果的解释及特定故障处理意见提供丰富的典型故障案例及各种故障图谱第四层次：专家系统具有开放的诊断知识库23专家系统总体结构专家系统总体结构24诊断知识库管理系统诊断知识库管理系统25自动诊断界面自动诊断界面26对话诊断征兆获取界面对话诊断征兆获取界面27故障诊断帮助界面故障诊断帮助界面28EN8000系统主要特点

针对被监测对象的特点进行软件和硬件设计，保证了数据的准确性和功能的适用性；系统硬件配置灵活，分析诊断软件全部在中文Windows下用高级语言自行研制，二次开发能力强，操作简便；信号分析功能齐全，包括时域分析、频域分析、瞬态分析和趋势分析等，并具有图形打印和动平衡计算等功能；卓越的诊断能力。科学的诊断理论、完善的知识处理模式和先进的计算机技术的结合，保证了诊断结果的可靠性；强大的网络通讯功能，保证随时随地了解机组的状态。EN8000系统主要特点针对被监测对象的特点进行软件和硬29感谢新老用户对英华达公司产品的厚爱，

谢谢大家！感谢新老用户对英华达公司产品的厚爱，

谢谢大家！30EN8000

水轮机组状态监测

故障诊断专家系统北京英华达公司EN8000

水轮机组状态监测

故障诊断专家系统北京英华达公31英华达

——成立于1992年，系英国独资的高新技术企业；专业从事机械设备振动监测故障诊断的公司英华达公司振动监测类主要产品：EN3800在线振动监测保护系统EN900便携式旋转机械振动监测故障诊断仪EN8000旋转机械振动监测故障诊断专家系统英华达公司的质量方针一流产品精湛技术顾客满意持续改进英华达——成立于1992年，系英国独资的高新技术企业；32状态监测的必要性与可能性系统的层次性

传感器二次仪表振动分析(人工诊断)专家系统状态监测的必要性与可能性传感器33一、状态监测的必要性维修制度从事故、定期向视情维修的转变设备老化，故障率增加大量新设备投运，容量增大，复杂性增加提高经济效益

二、状态监测的可能性

故障诊断理论、技术的不断发展和完善传感器、信号分析和计算机技术的发展一、状态监测的必要性维修制度从事故、定期向视情维修的转变二34第一层次：传感器

位移传感器：测量轴相对轴承的振动速度传感器：测量轴承振动，经过一次软件积分或硬件积分可以得到振动位移加速度传感器：测量轴承振动，经过一次积分可以得到振动速度，再经过一次积分可以得到振动位移。

传感器的配置：

小型旋转机械一般只安装速度传感器大型旋转机械安装速度传感器和涡流传感器齿轮和轴承等安装加速度传感器某些习惯做法第一层次：传感器位移传感器：测量轴相对轴承的振动传感器的配35状态监测以组态方式实时显示所监测的数据，能自动识别设备的状态，出现异常时可自动报警。状态监测以组态方式实时显示所监测的数据，能自动识别设备36第二层次：二次仪表

EN3800在线振动监测保护系统主要特点：丰富的显示功能数据记录功能设置功能丰富通道组合功能可靠的保护功能

第二层次：二次仪表EN3800在线振动监测保护系统37丰富多彩的显示方法

主画面动态显示每个通道的棒图，通道名称，报警值，危险值，实时值以及投保状态等。丰富多彩的显示方法主画面动态显示每个通道的棒图，通道38丰富多彩的显示方法（续）

数字显示:画面以大号阿拉伯数字满屏显示通道的实时值，显示清晰醒目。丰富多彩的显示方法（续）数字显示:画面以大号阿拉伯数39第三层次：振动分析（人工诊断）振动三要素：振幅、频率和相位振幅（A）一般用振动的位移、速度或加速度表示。位移一般用微米(μm)表示，现场也有用丝为单位，1丝=10μm；速度一般用mm/s表示，加速度一般用m/s2或重力加速度g表示。振幅一般是计算一段时间内振动波形的峰峰值、平均值和均方根值（有效值）。速度的有效值称为振动烈度，反映振动的能量大小。

第三层次：振动分析（人工诊断）振动三要素：振幅、频率和相位40频率

频率（f）是具有周期性变化规律的物理量在单位时间内的循环次数。由于振动频率趋向于机器转速的整数倍或分数倍，通常表示为机器转速的倍数，如：

1X=1×rpm表示振动频率和机器的转速相同0.43X=0.43×rpm表示振动频率是机器转速的43％频率是用来分析设备故障的主要参数。有些故障通常表现为特定的频率，但振动频率和故障之间并不存在简单的一一对应关系。

频率41相位

相位(φ)是用角度来表示的两个信号之间的计时关系。振动相位指从键相器信号触发到振动信号第一个正峰值之间的角度。相位的测量对于确定转子上的高点、转子的临界转速以及诊断故障和进行动平衡等都是非常重要的。相位42故障分类

根据故障机理分为强迫振动和自激振动。稳定的强迫振动：基频振幅、相位不随运行时间和运行工况变化而变化，如质量不平衡。不稳定强迫振动：如碰摩。A∝Р/Κ式中：A—振幅；P—激振力；Κ—部件动刚度。

自激振动：强迫振动是存在外来的扰动力或部件动刚度下降，而自激振动是系统内部存在能量反馈环节。强迫振动的频率与转子的工作频率有关，而自激振动频率与固有频率有关。故障分类根据故障机理分为强迫振动和自激振动。43故障分类（续）根据故障频率分为低频振动、倍频振动和高频振动。低频振动：振动频率<1X，如气蚀。倍频振动：振动频率=1~2X，如不平衡。高频振动：振动频率>=3X，如松动。根据故障的特征频率来诊断故障。水轮机故障频率从低到高的顺序大致如下：水力因素（尾水管涡动→气蚀）→机械因素（质量不平衡→不对中）→松动→电磁因素（电磁力不平衡）。故障分类（续）根据故障频率分为低频振动、倍频振动和高频振动44波形-频谱-轴心轨迹可动态显示当前振动的时域波形、频谱、轴心轨迹，从中可了解机组故障和损坏的原因及程度波形-频谱-轴心轨迹可动态显示当前振动的时域波形、频谱、轴心45轴系仿真图可以根据所监视各轴承的振动摆度信号，真实地模拟机组轴系的运行过程。轴系仿真图可以根据所监视各轴承的振动摆度信号，真实地模拟机组46波特图-极坐标图显示振幅及相位随转速的变化。从中可确定临界转速及机器状态的变化。波特图-极坐标图显示振幅及相位随转速的变化。从中可确定临界转47级联图显示开停机过程中振动随转速的变化，它可以清楚描述开停机过程中机组状态的变化。级联图显示开停机过程中振动随转速的变化，它可以清楚描述开48瀑布图显示振动随转速、电压和导叶开度（负荷）的变化，可反映在一定时间内机器状态的变化。瀑布图显示振动随转速、电压和导叶开度（负荷）的变化，可反49相关趋势图可显示振动和过程参数中任意一参数与其他参数之间的相互关系。相关趋势图可显示振动和过程参数中任意一参数与其他参数之间的相50动平衡计算

能自动计算影响系数具有多面影响系数动平衡计算程序具有谐分量法动平衡计算程序具有矢量加减功能能估算机组的剩余振动动平衡计算能自动计算影响系数51网络通讯

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