大型风机在线监测系统
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排烟风机组群的在线状态监测与控制系统[摘要] 本文介绍排烟风机组群的在线状态监测与控制系统。
通过该系统,实现排烟风机组群的运行状态的实时在线状态监测、故障及时判断和历史趋势分析以及自动联锁控制。
[关键字] 在线状态监测排烟风机组群故障及时判断1、引言排烟风机是一种广泛应用于铝电解烟气净化系统的大型关键设备,运行是否正常对于企业的安全生产有着至关重要的意义。
由于铝电解净化系统生产工艺流程的需要,排烟风机需长期连续、高效运转。
这种高速旋转设备在长期高负荷工作状态下就容易出现磨损、窜动、不平衡、轴承超温、振动异常等机械故障。
而对于排烟风机运行状态的判断,则是检查电机和风机轴承座的振动、温度以及电机电流,如果出现异常,则再通过振动趋势图、温度趋势图、电流趋势图等来具体分析判断,同时,如果振动过大、温度过高、电流过高,则需要对排烟风机进行停机处理。
因此建立排烟风机在线状态监测与控制系统,实时在线地进行排烟风机振动、温度和电流参数的监测、判断、报警、联锁控制,有效地防止故障的发生,确保风机长周期安全、可靠、有效地运行,具有重大的经济效益和现实意义。
2、排烟风机在线状态监测与故障诊断原理排烟风机是铝电解烟气净化系统形成负压的主要设备,它由风机和电机共同组成,其工作原理为:电机与风机通过联轴器联接,电机启动后,带动风机共同作高速旋转,从而使净化后的烟气从一端抽出,使整个净化系统形成负压密闭运行。
排烟风机的主要结构如图1所示。
排烟风机的在线状态监测通常是指通过测定设备的振动、温度、电流等特征参数,来判断其状态是否正常。
排烟风机组群的在线状态监测对象是8台排烟风机,监控信号是每台排烟风机的4个振动加速度信号、五个温度信号、1个电流信号和1个联锁开关控制信号。
每台排烟风机的结构与监测点分布如图2。
图2 排烟风机振动、温度监测点分布图图2所示为排烟风机在线状态监测系统中传感器的安装位置,其中监测点1、2、3、4为加速度和温度监测点,安装于电机轴承座外壳和风机轴承座外壳,采用罗克韦尔自动化公司生产的9200a 加速度和温度多功能传感器;监测点5为温度监测点,安装于电机内部定子绕组间,负责测量电机定子三相绕组的温度,采用性能稳定、安装方便的pt100热电阻。
太原煤气化公司东河煤矿主通风机在线监控系统应用研究报告二o—一年十月十日1、概述通风机在线监测系统是依据国家标准《工业通风机用标准化风道进行性能试验》GB/T1236-2000和煤炭行业标准《煤矿用主要通风机现场性能参数测定方法》MT 421- 2004的要求,结合煤矿安全生产的实际情况而研制的新一代矿用主通风机在线监测系统。
它利用高性能PLC构成前端数据釆集和处理单元,以稳定、可幕、精确的方式将采集数据传送给主控制计算机,主控制计算机对采集数据进行分析计算并显示存储,从而对通风机的运行状态进行连续的在线监测,为通风机的安全、高效运行提供科学依据。
风机是矿井要害设备之一,风机的实时运行数据需要纳入全矿井自动化系统,传统的设备无法与矿井自动化系统交换数据,只要依赖于计算机网络技术,才可以将风机运行的实时信息数据传送给矿调度室,并将其运行数据并入全矿井数据库以供整体分析决策使用。
所以,在线监测是实现全矿井自动化的必须设备。
通风机微机监测系统是应用于大型通风机流量监测方法的装置;系统以国家标准”通风机空气动力性能试验方法”和煤炭行业标准”煤矿用主要通风机现场性能参数测定方法”为依据,应用工业计算机检测技术和独特的专有研究成果对矿用大型通风机的运行状态进行连续在线测量与处理,以多种方式提供通风机运行状态的各种数据,保障通风机的安全运行和方便通风机的性能测试,并为多种功能扩充提供方便的条件。
在线测量与处理的风机运行参数包括:风量、负压、静压、动压、全压、风速、瓦斯;风机振幅;电机电压、电流、功率因数、轴功率、转速、轴承温度、定子绕组温度、电能损耗、正反转、效率等;电源配电柜母线电压、电流;根据运行情况可实时输出各种特性曲线。
数据传输模式兼容满足国际标准的多种数交换形式,FTP、局域网IE数据服务与广域网IE数据服务功能,可与全矿井自动化系统实现灵活便捷的数据联网,将风机的实时运行参数传输到矿总调度室,满足自动管理的需求。
煤矿主通风机远程在线监测监视系统摘要:文章介绍了煤矿主扇风机在线监测系统的硬件构成和软件设计,以及系统的功能和特点。
经实际运行检验,证明监测系统可以保证被监测风机的安全运行。
关键词:通风机;在线监测系统;计算机主通风机是煤矿生产重要设备之一,担负着向井下输送空气、带走风尘及污浊气流、确保井下人员安全生产的重任,保证风机安全可靠的运行关系重大。
而现有的大多数煤矿风机设备仍然是由人工进行设备的状态检测,因此由于人为原因或故障而导致风机停机造成风机停机,通风中断的事故时有发生,所以,对煤矿主通风机的实时监测势在必行。
文章开发的主扇风机在线监测系统通过采用多种传感检测,计算机数据采集和数据处理新技术,对矿井风压、风量、电机功率、风机轴温、电机绕组温度以及通风机开停状态信号进行实时采集,及时发现矿井通风异常状况,使之得到及时有效处理,有利于保证矿井生产的安全。
1主扇风机远程在线监测系统文章开发了一种基于工业计算机的风机在线监测监视系统,该系统由工业计算机、上位机软件(力控组态软件)、数据采集模块、现场传感器和无线通讯网络组成,对主扇风机的运行状况进行实时在线监测,自动采集记录分析数据,发现问题隐患及时报警,提高设备安全运行的可靠性,在保证矿井正确安全生产方面起着非常重要的作用。
1.1主要监测数据目前每个矿井的通风机一般为双机配置,1台工作,1台备用,每台通风机由两台电动机驱动。
为安全监测每台风机的工作状态,需对以下参数进行监测:①空气密度、风量和风压的测定;②电机参数:三相电压、电流、功率因数以及品质因数;③风机参数:通风机轴功率、输出功率、转速以及风机效率;④环境参数:环境温度、环境湿度和环境噪声。
1.2监测系统的硬件结构该系统硬件部分包括信号采集模块、数据采集模块和工控主机、显示打印模块三大部分,其结构如图1所示。
①信号检测模块。
信号检测模块包括下端传感器、变送器和信号处理板三部分。
系统中传感器采用电涡流式振动传感器、热电偶温度传感器、电容式压力传感器、电参数综合采集模块和采用高清摄像头的图像监视装置;信号变送器对前端传感器采集的信号隔进行离、放大、补偿、变换,具有抗干扰和延长传输距离的能力;信号处理板的功能是对变送器处理过的信号放大、滤波、隔离、类型变换。
矿井主扇风机在线监测设备功能说明一、系统组成:KGF-ZXJC主扇风机在线监测系统主要由日本三菱可编程序控制器、日本富士彩色触摸屏、电参数测试模块、隔爆型风速、风压传感器、监控计算机、以及控制柜体(分箱式和操作台式)等组成一套完整的监控系统,能监测两台主扇风机的运行参数,包括风机的风速、风压、电机轴承温度、定子温度、风机入口的瓦斯浓度、风门开度、电机电压、电流、功率、频率等参数,控制主扇风机共4台电机、以及两台风门蝶阀的运行。
在线监测控制柜安装在风机控制室,计算机设在矿调度室,通过双绞线或光缆实现数据传输。
KGF-ZXJC型风机在线监测控制柜照片(用户也可选择操作台方式)KGF-ZXJC型风机在线监测系统调度室计算机运行图(部分)二、功能说明:KGF-ZXJC型主通风机在线监控设备(以下简称本系统)需要控制由4台电机拖动的两台轴流风机实现自动运行,具体控制方式和性能指标如下:1.PLC控制及远程电脑监控系统能实现授权远控、现场集中、就地手动三种控制方式。
远控方式:由调度室通过计算机监测主扇风机的运行情况,通过计算机控制风机以及风门的启停;现场集中控制:通过操作安装在现场在线监测设备上的彩色触摸屏,实现风机的自动启停控制;就地操作:通过安装在在线监测设备上启停按钮实现风机的启停控制。
2.在控制室内实现对主扇风机和辅机的" 三遥"控制,风速、负压等参数的实时监测。
3.外设整套负压、风量监测装置,通过模拟信号接入PLC。
4.主通风机正常状态下的开、停控制。
5.主通风机定期轮换控制(只有变频控制风机的情况下)。
6.矿井发生事故需返风时的倒转反风控制(只有变频控制风机的情况下)。
7.风门绞车控制,控制风门电动执行机构,实现风门的开闭,并监测到位信号;8.监测风机电机的轴承温度、绕组温度信号。
9.显示、记录所检测的各个温度值,并提供历史数据的查询。
10.主要过程参数以报表和硬盘形式记录,记录时间大于一年。
西山煤电集团杜儿坪矿新华风机在线监控改造初步方案一.概述:从已有的资料看,西山煤电集团杜儿坪矿新华风机控制和监视系统采用的是传统的继电器和按钮操作控制模式,不仅各种风机状态的显示非常不直观、操作不便而且各种触点故障率高,容易误动作。
不利于风机的安全高效运行,也谈不上设备的现代化管理,因此迫切需要进行微机集中监控的改造。
近年来,随着设备故障诊断技术的迅猛发展,已经有众多厂家开始从中受益。
所谓的设备故障诊断技术是以设备振动测点波形频谱分析为基础,以带通滤波技术为手段,辅助温度、电流等工艺参量进行综合评价的技术,对于风机等大型旋转设备有明显的设备故障预防预知作用。
本在线监控改造方案融合了在线监控和设备故障诊断技术的优点,使得原有的控制系统直接一步到位,大大提升风机的现代化管理水平。
二.系统主要功能及特点1、系统主要功能系统主要功能包括:✓性能参数的监测包括风量、静压、动压、全压、风速、喘振点压力、负压的监测;通风机和电机振动烈度的监测;风流中瓦斯、CO浓度的监测;开关柜电压、电流、功率因数、能耗指标以及风机开停状态的监测;现场实时监测数据动态时域和频域波形以及统计值数字显示;通风机和电机轴承温度以及电机绕组温度的监测。
✓风机喘振的监测为了防止风机进入喘振区运行,避免造成风机设备的损坏和引发不安全事故,风机必须配置喘振报警装置,确保装置报警信号的正常输出。
毕特曼管(失速探针)和喘振报警装置(差压开关等)的连接要求及喘振报警装置压力整定值的确定。
整个喘振报警装置由装于叶轮进口前的毕特曼管和差压开关、连通橡胶软管等主要部件组成。
风机常用差压开关的型号为DPD1T-M3SS或DPD2T-M3SS。
由于风机喘振危害极大,必须对喘振裕度和工况点距离喘振的距离做出指示,当喘振裕度小时提醒运行人员检查风机阻力异常升高的原因。
如下图示:喘振指示✓风机实时性能曲线的监测在风机性能曲线上动态显示通风机运行的工况点以及通风阻力曲线,在风机性能上体现出当前风机运行的安全区间,如下图示。
煤矿大型机电设备在线监测与故障诊断系统摘要:胶带机、通风机以及提升机等大型机电设备的安全运行是确保煤矿安全生产的关键,这些大型设备运行状态和故障监测是确保煤矿安全生产的重要措施。
本文以某煤矿为例,该矿基于工业以太网构建和实现了基于煤矿大型设备运行状态及故障的实时在线监测和诊断系统,经实际应用,有效降低了设备运行故障,同时显著提高了点检人员的工作效率及检修成本。
关键词:煤矿设备;运行状态;故障监测引言:近年来,随着计算机技术、传感器技术和信息通讯技术的不断提升,煤矿井下设备的功能越来越多样化,在实现煤矿自动化生产的同时,也产生大量的故障问题,而且有些故障问题很难被发现,从而造成设备运行中断,降低生产效率。
为了保证井下大型设备的稳定运行,在线监测和故障诊断技术必不可少,早期发现问题,在发生事故之前找出问题进行维修保养,以免造成更大的损失。
1.滚动轴承振动机理滚动轴承是煤矿中大型设备的主要零部件,在煤矿大型设备的故障中,滚动轴承出现故障的概率约为30%,利用故障诊断技术对滚动轴承进行监测和故障判断,可以有效的将事故的故障发生率降低75%,维修费用可以降低25%左右。
造成轴承振动的因素可以分为内部因素和外部因素,其中由于出厂前的装配问题产生的机械结构问题、运行时的故障和轴承自身设计的结构特点成为内部因素,在轴承的运行过程中,最容易导致轴承系统出现振动的因素是运行故障,微小的振动激励可以使轴承系统处于不正常工作状态,这种不正常状态又会加剧轴承的振动。
在引起轴承振动的三个因素之间没有必然的联系,引起振动的信号具有一定的随机性,需要根据振动的频率,分别处理动的造成原因,通过分析不同频率下的振动信号,诊断故障来源。
2.监测系统设计及硬件选型2.1系统总体结构本文构建的大型设备状态运行及故障在线监测系统对煤矿16处机械设备的子系统开展了监测和诊断故障。
图1是监测结构示意图,各监测设备通过监测点进行管理,并通过CAN总线在井下对监测点与监测设备进行通信,控制器和传感器在CAN总线的作用下高速传输数据,通过以太网可以将对应大型设备监测采集的信息实时传送至集控中心工控机,以便检修和管理人员实时查看和进行信息管理,及时掌握各系统的故障诊断结果和监测设备数据。
太原煤气化公司东河煤矿主通风机在线监控系统应用研究报告二〇一一年十月十日1、概述通风机在线监测系统是依据国家标准《工业通风机用标准化风道进行性能试验》GB/T1236-2000和煤炭行业标准《煤矿用主要通风机现场性能参数测定方法》MT 421-2004的要求,结合煤矿安全生产的实际情况而研制的新一代矿用主通风机在线监测系统。
它利用高性能PLC构成前端数据采集和处理单元,以稳定、可靠、精确的方式将采集数据传送给主控制计算机,主控制计算机对采集数据进行分析计算并显示存储,从而对通风机的运行状态进行连续的在线监测,为通风机的安全、高效运行提供科学依据。
风机是矿井要害设备之一,风机的实时运行数据需要纳入全矿井自动化系统,传统的设备无法与矿井自动化系统交换数据,只要依赖于计算机网络技术,才可以将风机运行的实时信息数据传送给矿调度室,并将其运行数据并入全矿井数据库以供整体分析决策使用。
所以,在线监测是实现全矿井自动化的必须设备。
通风机微机监测系统是应用于大型通风机流量监测方法的装置;系统以国家标准”通风机空气动力性能试验方法”和煤炭行业标准”煤矿用主要通风机现场性能参数测定方法”为依据,应用工业计算机检测技术和独特的专有研究成果对矿用大型通风机的运行状态进行连续在线测量与处理,以多种方式提供通风机运行状态的各种数据,保障通风机的安全运行和方便通风机的性能测试,并为多种功能扩充提供方便的条件。
在线测量与处理的风机运行参数包括:风量、负压、静压、动压、全压、风速、瓦斯;风机振幅;电机电压、电流、功率因数、轴功率、转速、轴承温度、定子绕组温度、电能损耗、正反转、效率等;电源配电柜母线电压、电流;根据运行情况可实时输出各种特性曲线。
数据传输模式兼容满足国际标准的多种数交换形式, FTP、局域网IE数据服务与广域网IE数据服务功能,可与全矿井自动化系统实现灵活便捷的数据联网,将风机的实时运行参数传输到矿总调度室,满足自动管理的需求。
风机在线监测系统设计方案XXXXXXX有限公司一、系统设计参照标准本系统设计依据煤矿风井主扇风机现场实际情况制定;振动状态监测部分参照GB/T 19873.1-2005/ISO 13373-1:2002《机器状态监测与诊断振动状态监测》;有关电气装置的实施参照GB50255-96《电气装置安装工程施工及验收规范》;有关自动化仪表实施参照GB50093-2002《自动化仪表工程施工及验收规范》及DLJ 279-90《电力建设施工及验收技术规范》(热工仪表及控制装置篇);风机性能测试满足GB/T1236-2000《工业通风机用标准化风道进行性能试验》和MT421(煤炭行业标准)“煤矿用主通风机现场性能参数测定方法“。
二、系统设计的主要内容2. 1系统概况根据煤矿企业的生产特点,风井两台主扇风机是全矿生产中的特大型重要负荷关键设备。
它的正常运行是矿井得以连续安全生产的最根本保证。
主通风机经常由于超负荷运转、设备累计运行时间过长和安装质量等问题而发生很多故障,风机系统在运行中存在着多种故障,它们是隐性的,不可预测的,对生产存在严重的威胁。
这些存在的故障隐患,严重影响到全矿运行的经济性和安全性。
XXXXXXXXXXXXXXXXXXXX的”风机在线故障监控系统”充分利用传感器检测,信号处理,计算机技术,数据通讯技术和风机的有关技术,全面地对矿井总回风中的风压(负压、静压、动压、全压及其效率)、风速、风量、瓦斯浓度、出口气体温度、主通风机前后轴承温度、运行状态、正反转状态、电机定子温度和轴承温度等通风机性能参数,主通风机设备振动位移、速度、加速度、振动主频、频率分量及其烈度等振动参数,电机三相电压、电流、有功无功电度、有功无功功率、总有功功率、总无功功率视在功率、功率因数、频率等电量参数进行实时在线监测,在机组的运行过程中,判别机组性能劣化趋势,使运行,维护,管理人员心中有数。
系统具有数据窗口显示和存储报表打印、趋势曲线显示、越限声光报警和历史报警摘要显示查询、工况点合理范围分析、风产分析、设备故障诊断和手自动控制、报警阀值设定、用户及权限管理、操作记录、日志查询、在线联机帮助、风机房视频监控和数据远距离传输等丰富功能。
风机在线监测系统工作原理
风机在线监测系统主要通过以下步骤来工作:
1. 传感器安装:在风机的关键部位安装传感器,可以包括振动传感器、温度传感器、压力传感器等。
这些传感器可以实时地测量风机的运行状态和各个部位的参数。
2. 数据采集:传感器将采集到的数据发送给数据采集设备。
数据采集设备负责接收和存储传感器数据,并进行预处理,比如去除噪声、滤波等。
3. 数据传输:经过预处理后的数据被传输给监测系统的服务器。
数据传输方式可以通过有线网络或者无线通信实现,取决于具体的监测系统。
4. 数据分析:监测系统的服务器对接收到的数据进行实时分析和处理。
使用各种算法和模型来监测风机的运行状态,识别异常情况和故障风险。
5. 报警和通知:当监测系统检测到风机存在异常情况或者故障风险时,会发出报警信号并通知相关人员。
通知方式可以是短信、邮件、手机应用程序等。
6. 数据可视化:监测系统将分析后的数据以图表、曲线等形式展示给用户。
用户可以通过监控界面实时了解风机的状态,并进行数据分析、趋势预测等操作。
通过风机在线监测系统,用户可以及时监测风机的工作状态,提前发现潜在故障风险,及时采取措施进行修复和维护,提高风机的运行效率和可靠性。
煤矿风机在线监测系统煤矿是中国经济中的一个重要组成部分,但是煤矿井下工作环境却十分危险。
由于井下环境恶劣、通风条件差等原因,煤矿安全问题一直是煤矿生产中最关注的问题之一。
其中,煤矿通风系统是保障煤矿安全生产的主要手段之一。
而煤矿风机在线监测系统则是通风系统中不可或缺的一部分。
本文就煤矿风机在线监测系统进行分析。
一、煤矿风机在线监测系统的意义煤矿风机在线监测系统是指通过现代信息技术手段,对煤矿通风系统中的风机运行状态进行实时监测、分析和预警的系统。
该系统主要由嵌入式数据采集器、数据传输网和应用软件三部分组成。
煤矿风机在线监测系统的意义主要体现在以下几个方面:1、提高通风安全水平传统的通风监测手段主要是通过人工巡检的方式,存在着劳动强度大、数据采集难度大等问题。
而煤矿风机在线监测系统通过实时采集风机运行状态和环境参数等关键数据,可以实现对通风系统的全面监测,从而提高通风系统的安全水平。
2、提高煤矿生产效率煤矿生产需要消耗大量的能源,其中通风系统是占据其中很大一部分的。
如果通风系统出现了问题,将严重影响煤矿生产效率。
通过煤矿风机在线监测系统,可以实时了解通风系统的运行状态及风机的损耗率、故障频率等重要参数,对通风系统进行精细化管理,提高煤矿生产效率。
3、降低维护成本传统的通风系统监测需要很多专业人员进行巡检,并对数据进行分析和处理。
而煤矿风机在线监测系统可以实现自动化数据采集、处理和分析等功能,不仅可以从人力上降低维护成本,还可以避免维护人员误操作等因素导致的安全隐患。
二、煤矿风机在线监测系统的功能和技术特点1、功能通过煤矿风机在线监测系统,可以实时获取风机转速、温度、电流、压力等关键参数,进行实时监测和分析。
其中,系统通过分析风机运行状态和环境参数,可以对风机当前状态进行预警分析,预测出可能存在的故障和问题。
同时,还可以对风机运行数据进行统计分析和报表生成等功能。
2、技术特点因为煤矿环境的特殊性,煤矿风机在线监测系统需要具备一些特殊的技术特点。
引言在线监测系统是近20年来在大型发电机组上发展起来的一门新兴交叉性技术,是由于近代机械工业向机电一体化方向发展的产物,自动化、智能化、大型化在许多发电生产工况下保证了生产过程的安全性和可靠性,因此对设备工作状态的监视日益重要,随着大型风力发电机容量的迅猛增加,数字化在线监测系统已经成为发电设备的重要组成部分。
风力发电机工作在野外,各风机之间距离较远,且无人值守,现场维护人员较少,机舱、塔筒高,巡视人员很难对风机内部进行现场检查及维护,不能及时发现隐患。
由于风力发电机发电量具有非稳定性,设备频繁启动,极大的影响了发电设备的安全性和稳定性。
针对风力发电的特点,我公司开发了XSJ—2000风电数字化在线监测系统。
该系统实现以下4大功能:1.风机顶部与底部的环境(烟雾及温度)实时监测;2.风机内部电缆与变压器进线电缆温度实时监测;3.塔筒门的开、闭状态实时监测;4.开关柜触头温度与母排温度实时监测;XSJ—2000数字化在线监测系统采用了当今国际先进的光纤通讯技术及485总线通迅实现多点监控的手段,极大程度的减轻了安装及维护的工作量。
该系统具有良好的计算机画面,可显示监测点的实际安放位置,报警值可调整,报警时,动作光字牌及音响,显示画面自动切换到报警画面,并提示报警点处的最佳抢修路径。
计算机提供全部传感器一年的历史数据,有效指导检修工作,为动态检修提供了理论根据。
电话:(010)82896798/6799 E-mail:wabdl@电话:(010)82896798/6799 E-mail :wabdl@一、系统结构(如图)开关柜红外测温装置系统图二、系统功能特点:1、系统操作、维护简单,友好的人机管理界面,采用先进的光纤通迅及485工业通讯技术,建立独立的数据通讯网络。
2、及时有效的监测风机塔筒顶部与底部的环境温度及烟雾浓度情况,避免人员登高巡检的作业。
3、能够实时监测风机机舱部位电缆、底部电缆和变压器进线电缆温度,并生成曲线分析,对设备的运行情况了如指掌。
矿用主通风机在线监控系统执行Q/DGSH042-2010标准)使用说明书目录1 系统概述 (3)1.1 正常工作时条件 (3)1.2 设备交流电源 (3)1.3 系统组成 (3)2 系统型号及主要技术参数 (3)2.1 型号及意义: (3)2.2 通讯方式:以太网、RS485。
(3)3 系统总体结构示意图 (4)4 监控主机功能 (4)4.1 操作管理 (4)4.2 菜单显示 (4)4.3 显示功能 (6)4.4 实现远程控制 (8)4.5 故障查询 (8)4.6 双机切换时间 (8)4.7 打印 (9)4.8 备用电源 (9)4.9 人机对话 (9)5 现场控制 (9)5.1 PLC控制柜的功能: (9)5.2 一体化工控机实现的功能: (10)5.3 终端箱的功能: (10)5.4 电源指示和故障指示功能; (10)6 系统特点 (10)6.1 高可靠性 (10)6.2 实用、易操作性 (11)6.3 监测信息全面 (11)6.4 传输方式灵活 (11)6.5 可扩充性 (11)6.6 可维护性 (11)7 安装调试及注意事项 (11)7.1 安装 (11)7.2 接线 (11)7.3 调试 (12)7.4 注意事项 (12)8 包装、贮运 (12)9 验收及技术服务 (12)10 系统服务 (13)1、系统设备提供和到货 (13)2、工程进度安排 (13)3、设备安装、调试 (13)4、工程文档 (13)5、培训 (13)6、系统验收 (13)7、技术支持和服务 (13)8、保修 (13)1、求支持方式 (13)1.售后服务热线 (13)2.售后服务E-MAIL (13)3.直接与技术人员联系 (13)2、服务工作流程 (13)3、支持升级方式 (14)1 系统概述KJ-XXX矿用主通风机在线监控系统(以下简称系统)应用于煤矿地面,实现对瓦斯浓度、风速、风压、温度、震动、电压、电流、功率等参数进行监测,由S7-300PLC 进行分析处理,并对设备、局部生产环节或过程进行控制,满足全矿或局部范围的风机安全监测监控需要的系统。
风力发电机在线监测与诊断系统研究摘要:本文介绍了我国的风力发电机组在故障诊断的现状,并对其在线监测和诊断系统进行了论述,供业内人士参考,以期能够促进风力发电的稳定运行。
关键词:风力发电机;在线监测与诊断;系统随着我国经济社会的不断进步,科学技术不断进步,以煤和石油为主导的传统能源在生产和生活中所占得比例逐渐降低。
随着全球范围对环境要求越来越严苛,我国也相继出台了节能减排的十二五和十三五规划,以太阳能和风能为主要形式的清洁绿色能源必然会成为未来能源的主要形式。
风力发电是目前利用风能最主要性式,近10年来各大发电集团在我国北部、西部,东南沿海地区及近海海面建设众多的风电场,众多风力发电机相继树立起来。
总的装机容量也逐年增加,单机容量也逐渐向大额发展。
一、风力发电机在线监测与诊断系统研究的重要意义随着风电场的规模逐渐增大,风力发电机的运行与维护成为风电场面临的主要问题。
早期投产的机组运行时间很长,部分甚至已经到了服役年限,机组故障率明显增加。
常规风力发电机在运行2500h或5000h后要进行例行维护。
但是这种类形式化的检维修难以全面、及时掌握设备的运行状况。
事故后维修经常出现准备不充分、人员素质参差不齐,造成维修工作的耗时太长,不但耗费巨大的人力、物力,增加作业难度,严重的还会造成电网波动,严重的威胁到当地的电力系统稳定。
风力发电机在线监测与诊断系统可以有效的避免类似的问题,该系统集信号采集、在线监测和信号分析于一体,是一种的多功能的在线监测与诊断分析系统,能够及时有效的对风力发电机的轴承振动、定子温度、润滑油压力和电气参数等运行参数进行在线监测,并能够实时将将监测结果传输至远程计算机中,并与设计值进行比对,一旦发现参数偏离出允许范围立即报警。
对采集到的数据进行比对分析、长时间存储,从而可以准确地确定设备故障。
风力发电机在线监测与诊断系统能够实现对故障的早期诊断及预警,关键的零部件可以进行预维修,易耗零件可实现“视情况维修”,同时也能够减轻人员的劳动强度,大大降低运维成本,是风力发电系统保持长周期稳定运行的重要举措。
大型风机在线监测系统第一章. ARJC系统硬件部分第1节系统功能与技术指标1.系统功能2.技术指标3.监测参数范围4.系统特点5.系统的组成6.系统的工作原理第2节气体流量的监测1.气体流量计算的基本原理2.负压测点的布置3.微差压变送器的基本技术指标与使用方法4.EDA9017模拟量采集模块5.EDA485C 有源隔离转换器6.气体温度的测量与JWB系列温度变送器7.负压的采集与气体流量的计算第3节电机的轴承温度、绕组温度的测量1.简介2.PT100电阻介绍3.EDA9018温度采集模块4.ARJC温度采集工作原理第4节电气参数的测量1.EDA9033A三相电参数采集模块2.ARJC系统电参数的采集第5节振动的测量1.系统组成2.一体化振动变送器介绍3.振动的测量第6节 ARJC系统的报警1.系统报警的基本原理2.EDA9060继电器输出模块第7节系统的硬件滤波、电子滤波与软件滤波1.气体的滤波与稳压2.电子滤波3.软件滤波第8节计算机及数据打印设备1.ARJC对计算机、打印机的需求第1节系统功能与技术指标1 系统功能系统的主要功能有:实时监测通风系统参数、通风机的性能参数、电机的电气参数、轴承温度、电机振动、数据管理、报表管理、性能测试、远程通讯等,详述如下:⏹实时监测通风系统入口静压、入口温度、风量。
⏹实时监测通风机性能参数:流量、全/静压、效率。
⏹实时监测风机配用电机的电气参数:电流、电压、功率。
⏹实时监测轴承温度并在超限时报警。
⏹实时监测定子温度并在超限时报警。
⏹实时监测电机振动。
⏹数据实时显示、存储、查询、打印。
⏹报表自动生成、存储、查询、打印⏹兼容多种国际计算机通讯协议(DDE、OPC、FTP)。
⏹局域网IE浏览功能⏹Internet信息发布与存贮功能⏹GPRS远程信息服务⏹GPRS手机短信功能2 技术指标⏹工作电压:~220V±10%⏹环境温度:-10℃~+50℃⏹环境湿度:≯85%⏹变送器精度:≮0.5级监测精度:⏹流量:2.5级⏹压力:0.5级⏹电参数:0.25级⏹温度:0.5级⏹振动:0.5级⏹其它:1.5级3 监测参数范围⏹流量:4000~125000 m3/min⏹压力:-1000~0 mmH2O⏹温度:0~150℃⏹电压:0~10kV⏹电流:由互感器确定⏹功率:无限制⏹振动: 0~20 mm/s4 系统特点⏹采用了先进的计算机技术,功能强大,智能化程度高;以图形界面显示工作状态,画面丰富,直观生动。
⏹采用模块化设计方案,系统抗干扰能力强,运行精度高,使用维护方便。
⏹采用了先进的计算机技网络技术,实现了全矿数据共享。
⏹采用了多种抗干扰措施,因此系统的抗干扰能力强,可靠性高,监测准确。
⏹流量监测措施独特、新颖,可靠性好、精度高。
⏹选用了可靠性好、精度高的传感(变送)器。
⏹软件设计安全性高。
⏹操作简单快捷、维护方便。
5 系统的组成本系统以工业控制计算机为核心,主要由信号测取装置和传感(变送)器、信号采集及转换装置、通讯装置、供电装置、显示器等组成。
如图一所示。
(图一)信号测取装置和传感(变送)器主要包括取压装置、电压及电流互感器、差压变送器、温度变送器、电量采集模块等。
信号采集及转换装置主要包括滤波环节和电压/电流变换。
通讯装置主要包括10mbps/100mbps自适应网卡。
供电装置主要包括直流稳压电源。
6 系统的工作原理该系统以工业控制计算机为核心,配以各种外围设备组成,在软件的控制下,完成数据的采集、分析等工作,以图表等多种形式显示在显示器上,并传输到指定地点。
各部分的工作过程简述如下。
电气参数的监测电气参数指配套电机的电流、电压、功率、功率因数等。
选用精度高、可靠性好的电量采集模块将来自电压、电流互感器二次侧的电压、电流换成标准电信号,再送给计算机进行处理。
气体流量的监测在ARJC系统中,气体流量的监测是依据气体流经变截面构件时所形成的静压差计算获得。
如图2所示,当流体流经变截面构件时有:式中Qv为风速,P2为静压,P1为全压。
当流量足够大时式中系数k值为常数。
K的大小可通过测量两个不同截面的面积求得,并联合通过实验室模拟实验和现场实验校对。
风机振动的监测选用优质的振动变送器监测风机的振动烈度,再交由计算机处理。
信号采集与转换由变送器输出与各种被测信号成比例的电流量,低通滤波和电压/电流变换后送到安装在工业控制计算机内的数据采集模块,在软件的配合下完成将被测的模拟电压/电流量转换为数字量。
系统的通讯监测结果可通过网卡实现局域网内或Internet上的数据公享。
系统的供电由开关电源为各种变送器、传感器提供直流电源。
第2节气体流量的监测1 气体流量计算的基本原理系统对流量监测的核心任务是监测气体在流经风机时经过两个截面积不同的断面时所产生的负压力值。
ARJC 的变截面静压测点选取在风机连接风筒的圆形断面处与一级风机的环形断面处(内有隔流腔)。
在连接风筒的圆形断面处取静压P2,在一级风机的环形断面处取全压P1。
系统工作流程如图三所示。
系统使用4只微差压变送器,分别将两台风机的4个断面处的负压力转换为4~20mA的电流信号,送到模拟量转换模块中进行A/D转换。
转换后的数据信号通过485总线方式交与计算机处理。
计算机通过采集模拟量模块送来的电流数据,换算得到对应的静/全压值,进而通过运算得出气体的流量值。
2 负压测点的布置根据《煤矿用主要通风机现场性能参数测定方法》MT 421—1996,中华人民共和国煤炭工业部1996—12—30批准,P1测点布置在一级风机环形断面测点分布见图四a,测点布置在水平、垂直的两条直径与硐壁和芯筒外缘的交点a、b、c、d、e、f、g、h处;P2测点布置在连接风筒圆形断面见图1b,测点布置在水平、垂直的两条直径与硐壁的交点a、b、c、d处,见图四b;3 ARJC系统负压测点的结构与物理位置ARJC系统在工厂设计时是在风机内部的理论位置放置负压引压环,负压引压环是使用Φ40mm的金属管弯圆焊接制成,并在理论位置上打孔,然后引通到相应位置的风机顶部,用以连接测量器件,工艺已标准化。
ARJC系统的负压P2与P1引压环路在风机实体上的物理位置如图五。
在本系统中为描述方便分别称为全压P2与静压P1 (注:全压的最终值并不是这里P1的测量结果)。
4 微差压变送器的基本技术指标与使用方法在ARJC系统中,负压的测量采用LLD-EX防爆型微差压变送器,其性能与技术指标如下:特点⏹长期稳定性好⏹激光调阻温度补偿,使用温域宽⏹防浪涌电压和极性反相保护⏹抗干扰设计⏹灵敏度高,温漂小主要技术参数⏹输出形式:4~20mADC⏹供电电源:+24VDC⏹准确度:±0.25%⏹介质温度:-20~85℃⏹环境温度:-10~60℃⏹响应时间:≥30mS⏹负载能力:≤600Ω⏹过载压力:2倍⏹过程连接:M20X1.5外螺纹外形及尺寸接线(图七)ARJC系统所使用的4只微差压变送器分别位于两台风机4个引压环路的顶部,使用非导体管箍与引压管路相连。
这样的设计其一避免了使用长距离管路将负压引到室内的作法管路中冬季容易积水堵塞的现象;其二使用非导体管箍可使差压变送器与风机机体作到电气隔离,降低了电机工作时引入的电气干扰,降低了测量误差。
在风机工作时,微差压变送器接受到来自引压环内的负压,将此压力信号转换为4~20mA的电流信号,交与模拟量转换模块作A/D转换及进一步处理。
5 EDA9017模拟量采集模块ARJC系统的模拟量转换采用EDA9017 模拟量测量模块。
EDA9017模块可广泛应用于各种工业控制与测量系统中。
它能测量压力、温度、电量等变送器输出的4~20mA或0~10V信号。
通讯接口为RS485或RS232,电源为DC8~30V,通讯协议为MODBUS-RTU、ASCII码、十六进制LC-02协议3种,协议可自动识别。
EDA9017模块外形图输入信号⏹输入:8路0~20mA电流及4路0~10V电压。
输入信号为直流或交流(频率 25~75Hz)。
⏹信号处理:16位A/D采样;采样速率: 3000次采样/S。
输出真有效值。
⏹测量周期:每通道0.1秒,12通道循环测量。
⏹过载能力:1.2倍量程可正确测量;过载 3倍量程输入1s不损坏。
⏹隔离:信号输入与通讯接口输出之间隔离,隔离电压1000V DC。
A/T、B/R、VCC、GND为输出端,与GND端共地;12路信号输入共地端为AGND端子。
⏹电流通道:输入阻抗 110Ω。
⏹电压通道:输入阻抗 > 100KΩ。
通讯输出⏹接口:EDA485C接口,二线制,±15KV ESD保护;或RS-232接口,±2KV ESD保护。
⏹协议:MODBUS-RTU、ASCII码、十六进制LC-02协议3种,协议可自动识别。
⏹速率:1200、2400、4800、9600、19200 Bps ,可软件设定。
⏹模块地址:00~FFH 可软件设定。
⏹测量精度:电流、电压:0.2级或更高。
⏹模块电源:+ 8~30V DC ;功耗:典型电流消耗为15 mA。
⏹工作环境:工作温度:-20℃~+70℃;存储温度:-40℃~+85℃;相对湿度:5%~95%不结露。
⏹安装方式:DIN导轨卡装体积:122mm * 70mm * 43mm。
EDA9017 模拟量测量模块应用EDA9017模块可广泛应用于各种工业测量与控制系统中。
它能测量压力、温度、电量等变送器输出4~20mA 或0~10V信号。
其输出为RS485总线方式。
通讯协议为MODBUS-RTU、ASCII码、十六进制LC-02协议3种,协议可自动识别,使其可与其他厂家的控制模块挂在同一RS485总线上,且便于计算机编程。
通讯方式为RS485时,将主计算机串口接转换器EDA485TZ(RS-232/EDA485C),转换器输出DATA+端和所有模块的A/T端连接,DATA-端和所有模块的B/R端连接,并在两终端接入匹配电阻(距离较近时,也可不用),接入电源。
通过EDA系列模块应用软件,便可开始测量。
EDA9017模块能连接到所有计算机和终端并与之通讯。
EDA9017模块出厂时,都已经过校准,且模块地址为01号,波特率为9600bps。
模块地址从1-255(01H-FFH)随意设定;波特率有1200bps.2400bps. 4800bps. 9600bps. 19200bps五种可使用。
模块地址与波特率修改后,其值存于EEPROM中。
模块的数据更新周期可在67mS~1.7S的范围内设定,方便应用;不超过2倍满量程的瞬时输入信号不会导致模块的损坏。
EDA485C网络:最多可将64个EDA系列模块挂于同一RS485总线上,但通过采用EDA485C中继器,可将多达255个模块连接到同一网络上,最大通讯距离达1200m。