在線傳感器網(wǎng)絡(luò)智能預(yù)知維修診斷技術(shù)在空壓機(jī)組上的運(yùn)用

汪 莉

（馬鋼電氣修造有限公司，安徽馬鞍山243000）

在線傳感器網(wǎng)絡(luò)智能預(yù)知維修診斷技術(shù)在空壓機(jī)組上的運(yùn)用

汪 莉

（馬鋼電氣修造有限公司，安徽馬鞍山243000）

為解決企業(yè)傳統(tǒng)設(shè)備管理中離線點(diǎn)巡檢存在的問題，結(jié)合在線傳感器網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點(diǎn)，以空壓機(jī)組為實(shí)例，提出了一種在線智能預(yù)知維修診斷控制策略，進(jìn)一步做好企業(yè)設(shè)備的運(yùn)行管理工作。

在線傳感器網(wǎng)絡(luò)；空壓機(jī)；預(yù)知；維修診斷

1 背景介紹

1.1 設(shè)備診斷技術(shù)與在線傳感器網(wǎng)絡(luò)

設(shè)備故障診斷技術(shù)20世紀(jì)70年代初形成于英國，由于其實(shí)用性及為社會(huì)和企業(yè)帶來的效℃，因而日℃受到企業(yè)和政府主管部門的重視。尤其是計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展和普及，它已經(jīng)逐步形成了一門較為完整的新興邊緣綜合工程學(xué)科。

在線傳感器網(wǎng)絡(luò)是當(dāng)今國內(nèi)外備受關(guān)注的、由多門學(xué)科交叉的新型前沿研究領(lǐng)域。在線傳感器網(wǎng)絡(luò)的基本功能是收集并傳輸大量傳感器節(jié)點(diǎn)所在監(jiān)測(cè)區(qū)域的各種信息。在線的主要優(yōu)勢(shì)：（1）采集密度大且數(shù)據(jù)具有實(shí)時(shí)性；（2）檢修維護(hù)方便：拆卸簡(jiǎn)單。

在大型復(fù)雜機(jī)械設(shè)備上，可以通過組建在線傳感器網(wǎng)絡(luò)來構(gòu)建監(jiān)控系統(tǒng)，利用監(jiān)控系統(tǒng)可以降低設(shè)備檢維修成本，縮短設(shè)備停機(jī)時(shí)間，提高效率。離線點(diǎn)巡檢與在線監(jiān)測(cè)應(yīng)用對(duì)比見表1。

表1 離線點(diǎn)巡檢與在線監(jiān)測(cè)應(yīng)用對(duì)比分析

1.2重要機(jī)組在線狀態(tài)監(jiān)測(cè)方案

1.2.1 測(cè)點(diǎn)配置

在線監(jiān)測(cè)測(cè)點(diǎn)部位的選擇和測(cè)點(diǎn)采集參數(shù)的設(shè)置對(duì)在線監(jiān)測(cè)的效果至關(guān)重要，需要對(duì)設(shè)備結(jié)構(gòu)和振動(dòng)信號(hào)有深入的了解，方案的選擇要根據(jù)具體的設(shè)備決定。

1.2.2 傳感器的安裝

根據(jù)在線監(jiān)測(cè)器工作特性，一般選擇離振源最近的位置（如軸承座）進(jìn)行安裝。一般分為2種：

（1）直接在設(shè)備本體監(jiān)測(cè)部位打孔攻絲，將傳感器通過連接螺栓安裝在監(jiān)測(cè)部位。

（2）傳感器先安裝在專門制作的通透或粘塊上，將通透或粘塊粘接在監(jiān)測(cè)部位。

傳感器安裝如圖1所示。

圖1 在線傳感器安裝圖

2 案例分析

2.1 機(jī)組基本情況

該空壓機(jī)組自2012年9月1日運(yùn)行以來，機(jī)組振動(dòng)速度幅值、加速度幅值持續(xù)上升，有劣化傾向。

機(jī)組剛性安裝，壓縮機(jī)和電機(jī)安裝在一個(gè)整體鋼結(jié)構(gòu)框架上，壓縮機(jī)通過膜片聯(lián)軸器和電機(jī)連接。各個(gè)轉(zhuǎn)子支撐為滑動(dòng)軸承，為壓力循環(huán)潤滑方式。

2.2 趨勢(shì)分析

趨勢(shì)顯示所有測(cè)點(diǎn)的速度幅值都存在寬帶震蕩上升趨勢(shì)，尤其壓縮機(jī)和電機(jī)上升幅度超過150%。

圖2 空壓機(jī)和電機(jī)診斷趨勢(shì)圖

2.3 頻譜波形分析

從2012年9月2日的0.57 mm/s上升到2013年3月的2.55 mm/s寬帶震蕩，上升主要特征頻率為轉(zhuǎn)頻，時(shí)域波形變化為簡(jiǎn)單的正弦波。

所有測(cè)點(diǎn)頻譜特征轉(zhuǎn)頻為主是共性，電機(jī)側(cè)測(cè)點(diǎn)有較高的奇數(shù)倍頻振動(dòng)，波形有顯著的“截頭”。

頻率趨勢(shì)顯示三級(jí)葉片均良好，震蕩和負(fù)荷關(guān)聯(lián)。

圖3 空壓機(jī)4V、6A頻譜

圖4 電機(jī)2V頻譜和時(shí)域

2.4 診斷結(jié)論

（1）電機(jī)轉(zhuǎn)子失衡，振動(dòng)較大引起了軸瓦局部輕微摩擦。

（2）基礎(chǔ)下沉導(dǎo)致的剛度下降引起機(jī)組整體性振動(dòng)增加，也導(dǎo)致了機(jī)組對(duì)中存在顯著、均勻持續(xù)的劣化。

2.5 檢修處理

機(jī)組檢修前，進(jìn)行對(duì)中測(cè)量，做好記錄，檢查整體鋼結(jié)構(gòu)和混凝土基礎(chǔ)的接觸和緊力情況，緊固后再次進(jìn)行對(duì)中測(cè)量，與上次對(duì)中記錄比較，根據(jù)差異大小決定是否進(jìn)行基礎(chǔ)的處理。

（1）電機(jī)轉(zhuǎn)子清灰后進(jìn)行動(dòng)平衡。

（2）現(xiàn)場(chǎng)安裝，軸瓦輕微修研，進(jìn)行機(jī)組對(duì)中。

2.6 檢修后

經(jīng)檢修后機(jī)組運(yùn)行正常，檢修前后測(cè)得的振動(dòng)值見表2。

3 結(jié)論

設(shè)備在線狀態(tài)監(jiān)測(cè)的成功應(yīng)用說明該系統(tǒng)是一套可以解決機(jī)組監(jiān)測(cè)的系統(tǒng)，其最大優(yōu)勢(shì)是整體方案，即采用在線傳感器實(shí)時(shí)、連續(xù)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)技術(shù)同科學(xué)有效專業(yè)管理相結(jié)合，不僅可以幫助企業(yè)降低故障率、減少非計(jì)劃檢修停機(jī)時(shí)間，同時(shí)帶領(lǐng)企業(yè)進(jìn)入預(yù)知維修時(shí)代，獲得滿意的監(jiān)測(cè)控制效果，因此值得廣泛推廣。

表2 檢修前后數(shù)據(jù)對(duì)比表mm/s

[1]夏虹，劉永闊.設(shè)備故障診斷技術(shù)[M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2009.

[2]屈梁生，何正嘉.機(jī)械故障診斷學(xué)[M].上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1987.

[3]韓捷.大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械信號(hào)分析系統(tǒng)SADPS[J].鄭州工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1996（17）.

[4]馮秀芳.無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)融合技術(shù)的研究及在機(jī)械故障診斷中的應(yīng)用[D].太原理工大學(xué)博士學(xué)位論文，2009.

[5]張雨，徐小林，張建華.設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)與故障診斷的理論和實(shí)踐[M].長沙：國防科技大學(xué)出版社，2000.

Application of Online Intelligent Prediction and Maintenance Diagnosis Technology Using Sensor Network in Air Compressor Unit

WANG Li
(Masteel Electrical Equipment Manufacturing and Repair Company,Maanshan,Anhui 243000,China)

In order to solve the problems in offline fixed point inspection in traditional equipment management,an online intelligent prediction and maintenance diagnosis control approach was put forward based on the advantages of the online sensor network and taking an air compressor unit as an example,to improve equipment operation management of enterprises.

online sensor network;air compressor;prediction;maintenance diagnosis

TP277

B

1006-6764(2014)11-0079-03

2014－08－05

2014－08－19

汪莉（1981－），女，2004年畢業(yè)于安徽工業(yè)大學(xué)自動(dòng)化專業(yè)，助理工程師，現(xiàn)從事設(shè)備管理工作。