EN8000大型旋转机械振动监测分析故障诊断系统

一种旋转机械故障诊断测试系统及工作方法
与流程
由于旋转机械系统在工业应用中处于极其重要的地位，旋转机械
故障诊断测试系统在工业设备维护方面起着非常重要的作用。

本文主
要介绍旋转机械故障诊断测试系统及工作流程。

旋转机械故障诊断测试系统是由几部分组成的，主要包括测量仪表、诊断仪表、轴承护套检测装置以及诊断电子计算机系统等。

测量
仪表是用来采集机械系统的运动性能数据的，包括有动平衡仪、动静
温度仪和电子隔震器等仪器。

诊断电子计算机系统则是将采集到的测
量数据分析处理，从而得出机械故障诊断结论的一种电子计算机系统。

轴承护套检测装置则是一种专门用于测量轴承护套温度状态以及其弹
性状态的仪器检测装置。

旋转机械故障诊断测试系统的工作流程如下：首先，根据该机械
系统的结构特征接线测试仪表，有的测量仪表需要单独安装在机械系
统上，有的则可以无需安装；其次，将测量仪表连接到诊断电子计算
机系统，并启动各个仪表；然后，将轴承护套检测装置安装在机械系
统上，并配备定义的参数；随后，运行机械系统，并将仪表测量取得
的实时数据传输给诊断电子计算机，以便根据经过分析处理后的数据，得出机械故障诊断结论；最后，根据诊断结果进行故障排除。

因此，旋转机械故障诊断测试系统的装配和运行工作就可以进行了。

它能够为相关的机械系统提供快速精确的故障诊断结果，有效提
高机械系统维修效率，保护机械系统长期运行。

总之，旋转机械故障诊断测试系统在维护工业设备以及保护机械
系统长期运行方面发挥着重要作用，其工作原理如本文所述。

大型旋转机械振动分析及故障诊断技术研究的开题报告一、研究背景旋转机械在现代工业生产中得到广泛应用，如燃气轮机、汽轮机、离心压缩机、离心泵等。

这些机械在长期运转过程中，其机械部件可能因设备老化、制造缺陷、材料疲劳、装配不当、操作不当等因素而产生振动和故障，严重影响运行效率和安全性。

因此，对旋转机械进行振动分析和故障诊断是非常必要的。

二、研究内容本研究将重点研究大型旋转机械的振动分析和故障诊断技术，具体内容包括：1.大型旋转机械振动分析技术的研究。

通过振动测量和信号处理技术，获取机械振动的频率、幅值、相位等参数，分析振动特征，确定振动源，找到振动的根本原因，为故障诊断提供依据。

2.大型旋转机械故障诊断技术的研究。

结合振动分析结果和机械运行参数，采用专业的故障诊断软件或算法，对机械故障进行智能分析和判断，准确诊断出故障原因和部件位置。

3.大型旋转机械振动分析和故障诊断系统的开发。

基于上述研究内容，结合计算机软件技术和系统集成技术，开发较为智能化、可操作性强的大型旋转机械振动分析和故障诊断系统，实现对机械振动和故障的实时监测和智能诊断。

三、研究意义本研究对大型旋转机械振动分析和故障诊断技术及其应用具有重要意义。

其中主要体现在以下几个方面：1.提高机械设备的运行效率和安全性，保障生产安全和稳定运行。

2.为企业制定科学合理的维护计划和节能减排方案提供参考。

3.拓展振动分析和故障诊断技术新的应用领域，促进科学技术发展和产业升级。

四、研究方法本研究采用实验室控制试验和现场实验相结合的方式进行研究。

具体研究方法包括：1.利用振动分析仪对旋转机械进行振动测量。

2.利用专业的故障诊断算法和软件对机械故障进行诊断。

3.研究和开发大型旋转机械振动分析和故障诊断系统。

五、预期成果通过本研究，预期取得以下成果：1.大型旋转机械振动分析和故障诊断技术研究的进一步深化，提高机械设备的安全运行和维护效率。

2.研发智能化的大型旋转机械振动分析和故障诊断系统，为工业生产提供可靠的振动分析和故障诊断保障。

大型旋转机械轴承状态监测与故障诊断摘要：大型旋转机械是指由涡轮机（如汽轮机、水轮机、燃气轮机、烟气轮机等）及其驱动的工作机（如离心式压缩机、轴流式压缩机、发电机等）所组成的透平式流体动力机械，简称大型机组。

作为连续化工生产的单系列心脏设备，它必须满足长周期、安全、稳定运行的条件，而保证大型机组安稳运行的首要条件则是对其运行状态进行跟踪监控，并做实时记录，分析机组当前运行状态是否正常，以此来判定机组能否继续运行。

因此对其进行准确的状态监测和故障诊断就显得尤为重要，必须随时准确的掌握其运行状态，并且在其出现异常时，能够准确的分析出异常原因，找出对策，避免恶性设备损坏事故的发生，降低停机次数和缩短停机时间、减少企业经济损失。

关键词：压缩机；推力轴承；振动1、大型旋转机械状态参数监测系统介绍我公司年产50万吨煤制甲醇项目配套的53000m3/h特大型双泵内压缩空分装置空气分离装置，其空气离心式压缩机组是由德国曼透公司设计的空压机和增压机，共用一台德国西门子公司设计制造的冷凝式透平汽轮机，即一拖二驱动。

对于此类大型透平压缩机组，推力轴瓦径向振动严重时通常会损坏轴瓦和密封，二轴向振动和位移过大则会损坏转子和隔板等部件。

要保证大型机组运行稳定，就必须对机组进行实时状态监测、故障判断分析及处理，增加监测系统的可靠性。

该机组用本特利内华达的3500在线监测保护系统来进行机组参数的监测与设备保护，所有传感器均为本特利8mm XL涡流传感器，灵敏度系数均为7.87V/mm （200mV/mil）。

2、大型机组运行时出现的故障空分空压机振动、位移保护系统3500趋势瞬间跳跃到最小值，30s后恢复正常，位移ZT018165A显示最大值。

本特利3500超速保护系统已稳定运行10多年，在2018年12月23日早7:00 多个振动、位移出现波动满量程，并持续 30秒的现象，读取3500系统数据课件“NOT OK”字样。

3、故障分析通过检查ITCC系统的历史趋势和3500系统事件记录，调取3500系统的事件记录和系统事件，联系设备厂家技术服务人员，分析3500系统事件记录。

MTS8000振动监测和故障诊断系统简介旋转机械是工业应用最广泛的机械，是众多行业的关键设备，这些设备一旦发生故障，将造成巨大的经济损失。

这就要求我们必须对这些设备进行状态监测和故障诊断。

目前国内外对于旋转机械的状态监测系统有以下两种：在线状态监测系统和离线状态监测系统。

仪表监测的主要目的是对机械的运转状态给予准确的判断并做出相应的处理，然而由于仪表与操作员之间的交互能力以及大容量数据分析的能力相对于计算机的差别，使得状态监测系统的应用尤为重要。

大型旋转机械应用在工业现场的许多领域，如：火电厂、水电站、大型泵站、风力发电机组、冶金、石化等。

这些设备一般都是该行业的关键设备，一旦发生故障不仅给企业带来巨大的经济损失，甚至威胁人身安全，生产也将会被迫中断。

因此提升这些设备的信息化管理水平，对企业来说势在必行。

据了解，针对工业企业旋转设备管理所面临的问题，目前主要有北京长城华瑞科技有限公司推出的MTS8000在线状态监测与故障诊断系统。

MTS8000系统是一种高速、全自动、设备无关性的机组运行状态在线监测系统，是长城华瑞最新研发生产的一种集原始信号处理与过程量数据处理于一体的在线状态监测与故障诊断系统。

主要应用于电力、石化、冶金等工业领域中的大型旋转机械设备，适用于水轮发电机组、汽轮发电机组、风力发电机组、大型泵站、电机、水泵、齿轮箱和滚动轴承等机械的在线振动监测分析和故障诊断。

据介绍，MTS8000系统可自动连续地采集与设备安全有关的主要状态参数，并自动形成各种数据库；能够自动识别设备的运行状态，预测和诊断设备的故障；能够实时采集、存储和分析机组运行的状态信息，直观地反映出机组运行的临界状态和平衡状态。

用户通过本系统可以预先诊断机组的运行情况，对机组在运行过程中产生的不正常现象（如：转子不平衡、不对中、轴承损坏、机架松动、轴弯曲以及轴裂等）可以较早的发现，尽早提示用户有针对的检修，从而减少损失。

MTS8000系统具有多种输入输出接口，可以与其他振动监测仪表厂家的设备连接，其接口兼容性较好。

EN8000机械设备振动监测系统在太钢热连轧厂的应用摘要本文简要介绍了en8000机械设备振动监测故障诊断系统的特点，并对其在山西太原钢铁集团第二热轧厂的应用做了详细介绍。

关键词 en8000机械设备；振动监测；热轧中图分类号tg33 文献标识码a 文章编号 1674-6708（2011）34-0092-020 引言在反映设备状态的信号中，应用最广的是振动信号，因为振动是引起设备故障的主要原因，设备的各种故障一般在振动信号上有所反映，振动信号包含着各种丰富的信息，而对振动进行测量一般不会影响设备的正常工作，十分方便。

en8000机械设备振动监测故障诊断专家系统主要应用于电力、石化、冶金等工业领域中的大型机械设备，如对汽轮发电机组、水轮发电机组、压缩机组、风机、电机、水泵、齿轮和滚动轴承等进行在线振动监测分析和故障诊断。

该系统可自动连续地采集与设备安全有关的主要状态参数，包括键相/转速、轴振、摆度、瓦振、轴位移、胀差、偏心、负荷和其它过程量（如温度、压力和开关量等），并自动形成各种数据库。

它能够自动识别设备的运行状态，预测和诊断设备的故障；能够促进设备维修方式向预知维修（状态维修）的转变，确保设备安全稳定地运行。

en8000系统可以实现的主要功能包括：系统设置、数据采集、状态识别、实时监测、报警监测、数据管理、趋势分析、事故追忆、振动分析、故障诊断、动平衡计算、报表打印以及网络功能等。

1 太钢en8000系统整体结构及方案太钢第二热轧厂生产国内最宽的2 250mm热轧不锈钢带钢，自动化程度高，生产的异常中断将造成巨大的经济损失。

因此，提高热轧设备的可靠性对于保证生产的正常进行具有重要意义。

太钢第二热轧厂选用北京英华达公司生产的en8000在线监测和故障诊断系统，用于热轧生产线主要设备的振动在线监测，也是国内首次对大型不锈钢热轧生产线的主要设备进行在线振动监测。

太钢二热轧为半连续式热连轧带钢轧机，生产产品厚度为1.2mm~25.4mm，宽度为1 000mm~2 130mm的热轧不锈钢带钢。

2012年1月（上）科技创新科技创新与应用旋转机械振动监测与故障分析赵贺嘉（黑龙江省大庆市大庆炼化公司设备监测中心，黑龙江大庆163411）旋转机械是电力、石油化工、冶金、机械、航空以及一些军事工业部门的关键设备。

随着现代工业和科学技术的发展以及自动化程度的进一步提高，旋转机械正朝着大型化、高速化、连续化、集中化及自动化方向发展，生产系统中各设备之间的联系也越来越紧密。

由于各种随机因素的影响，再加上其结构复杂，工作在高温、高速的恶劣条件下，旋转机械比较容易发生各种机械故障，降低或失去一定的功能。

旋转机械的故障类型有很多种，如质量不平衡、油膜涡动、转子不对中、碰磨等，于是旋转机械运行的状态就有很多种，可能是正常运行，也可能是一种故障或多种故障同时发生。

这些故障在机械运转中将产生各种振动信号，而某一振动信号将对应某一故障或几种故障的综合。

因此振动信号可以反映各种故障，从而为诊断旋转机械的各种故障提供了振动诊断方法。

因此，研究并发展旋转机械的故障诊断技术是当前科技和工业发展的主要研究课题之一。

为保证大型旋转机械安全可靠运行，一般都配置状态监测和故障诊断系统．大型旋转机械运行时，振动参数能比其他的状态参数更直接、快速地反映机组的运行状态，目前大多采用振动参数作为机组状态监测和运行状态趋势预测依据．因此，针对不同的旋转机械，怎样找到振动参数的共性与特性并将它们加以应用，就成为状态监测和故障诊断系统的关键。

随着电子技术和信号处理技术的迅猛发展，转子轴承系统动力特性研究的不断深入，有力地促进了大型旋转机械状态监测和故障诊断技术的发展；同时，虚拟仪器技术的迅猛发展，也使大型系统的开发成本不断降低。

1系统的总体设计1．1数据采集卡数据采集卡是硬件设计的核心，本系统采用NI公司推出的低价位M系列的多功能数据采集卡PCI-6221．性能参数：8路差分输入或16路单端输入、16位A／D转换器(逐次逼近工作方式)、最大采样频率250KHz、信号输入范围(10V、5V、1V、0．2V)。

机械系统振动监测与故障诊断方法引言机械系统的振动是指机械元件或部件在运动过程中产生的周期性或非周期性的震动现象。

振动会导致机械系统的运行不稳定，降低系统的工作效率，甚至引发故障。

因此，对机械系统的振动进行监测和故障诊断是非常重要的。

本文将介绍机械系统振动监测与故障诊断的一些常见方法。

一、振动传感器的应用振动传感器是一种用于测量机械系统振动的装置，常见的振动传感器包括加速度传感器、速度传感器和位移传感器。

加速度传感器常用于测量机械系统的振动加速度，速度传感器则用于测量振动速度，位移传感器用于测量机械系统的振动位移。

二、频谱分析方法频谱分析是一种常见的振动信号处理方法，可用于对机械系统的振动信号进行分析。

通过将振动信号转换为频谱图，可以清晰地观察到振动信号在不同频率上的能量分布情况。

频谱分析可以帮助工程师判断机械系统振动的原因，例如确定是否存在某个特定频率的共振点。

三、时域分析方法时域分析是通过分析振动信号在时间域上的波形特征来判断机械系统的振动情况。

时域分析可以通过计算信号的均值、方差、峰值等参数来评估振动信号的特性。

通过时域分析，工程师可以了解振动信号的幅值、周期、频率等信息，从而判断机械系统是否存在振动问题。

四、振动特征提取方法振动特征提取是通过对振动信号进行数学运算和处理，提取出能够反映机械系统振动特征的特征参数。

常见的振动特征参数包括峰值、脉冲指数、裕度、峭度等。

通过提取振动特征参数，可以更准确地诊断机械系统的故障原因。

五、人工智能在振动监测与故障诊断中的应用近年来，人工智能技术在振动监测与故障诊断中得到了广泛的应用。

通过使用机器学习算法和深度学习模型，可以从大量的振动数据中学习并建立模型，实现对机械系统的状态识别和故障预测。

人工智能的引入可以大大提高振动监测与故障诊断的准确性和效率。

六、实时监测与远程诊断技术实时监测与远程诊断技术是指利用物联网和远程通信技术，对机械系统的振动进行实时监测和故障诊断。

旋转机械振动状态监测与故障诊断系统
王正
【期刊名称】《振动．测试与诊断》
【年(卷),期】1989(009)003
【摘要】本文是作者在使用和调研的基础上,对用于旋转机械状态监测和故障诊断仪器系统作的综合评介。

文中对监测和诊断系统按功能和构成作了分类,提出了根据被监测对象的重要性来选用监测系统的原则。

接着按四种类型,详细介绍了各自的主要功能、系统原理框图、使用情况以及国内外生产情况。

【总页数】8页(P25-32)
【作者】王正
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】TH113.1
【相关文献】
1.建立电站旋转机械振动状态监测体系 [J], 胡海波;王永明
2.基于LabVIEW的旋转机械振动状态监测及故障诊断系统设计 [J], 杜永英;马亚鹏;鄢利群
3.旋转机械振动的故障诊断系统（续） [J], 安田千秋;姚跃
4.旋转机械振动的故障诊断系统 [J], 安田千秋.伊藤良二;喜多千里.正森滋郎
5.旋转机械振动状态监测与故障诊断系统设计及实现 [J], 张岩;权亚蕾;夏飞;彭道刚
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TN8000机组振动在线监测分析故障诊断系统TN8000机组振动在线监测分析故障诊断系统产品概述“TN8000机组振动在线监测分析故障诊断系统”又称TDM系统，是专为汽轮发电机组设计的一套在线振动监测分析系统，系统通过对机组的振动信号及相关状态参数进行实时采集分析，及时识别机组的状态、发现故障早期征兆，对故障原因、故障严重程度、故障发展趋势做出判断，从而可以及时消除故障隐患，避免破坏性事故的发生，也为机组实现状态检修提供了坚实的技术基础。

适用范围汽轮发电机组、燃气轮机、压缩机组、给水泵、风机、电机等工业领域广泛存在的各类旋转机械。

网络构成 TN8000系统由智能数据采集箱、上位分析计算机（工程师站）、远程分析诊断中心及相关的监测分析诊断软件组成。

监测参数 1、振动监测参数●各瓦瓦振●各瓦X、Y两个方向的轴振●键相信号对于装有机组振动保护系统系统（TSI）的机组，TN8000智能数据采集箱与TSI系统的信号连接采用硬接线或通讯方式。

对于没有TSI监测仪表的机组，TN8000智能数据采集箱可以直接与涡流传感器或速度传感器相接。

2、过程量监测参数机组振动特征与其运行工况的过程量参数有很大的相关性。

TN8000智能数据采集箱可以直接采集相关信号或通过通讯方式从DCS系统或其他智能仪表得到。

过程参数主要包括：负荷、偏心、轴位移、胀差、热膨胀、主汽温、主汽压、再热汽压力、再热汽温度、轴承钨金温度、轴承回油温度、缸温、推力瓦温、真空、氢压、励磁电流、励磁电压等。

数据采集单元它具有以下特点：1、采用标准的积木式前插拔模块化结构，可根据现场传感器的数量、信号类型进行灵活配置。

2、基于计算机中断技术、DMA技术、FIFO技术及最新模拟数字电子技术开发的硬件系统，保证了数据采集的实时性、准确性和可靠性。

3、整周期控制电路采用新颖的自适应锁相环技术，避免了在信号分析中的泄漏效应和栅栏效应。

4、采用多重容错、自诊断、看门狗和抗干扰技术，确保系统安全可靠。

大型旋转机械的状态监测与故障诊断大型旋转机械作为连续化工生产的单系列心脏设备，对其运行的可靠性有非常高的要求，要求它在装置的运行周期内必须稳定的运转。

对其进行准确的状态监测和故障诊断就显得尤为重要，必须随时准确的掌握其运行状态，并且在其出现异常时，能够准确的分析出异常原因，找出对策。

再不影响其安全运行的基础上进行故障运行或进行特护，以优化生产与设备维护的时间。

本章节对公司内普遍采用的在线及离线状态监测与故障诊断系统作一介绍，并对机组出现的常见故障作一些介绍，并根据经验，教授一些实际处理问题的方法。

第一节：基本参量与监测系统一部运转的机器，都伴有振动信号的产生，它的变化常常隐含着初期故障特征信号，因此需对振动信号进行监测，这种监测方法有以下特点：1.方便性：利用现代的各种振动传感器及二次仪表，可以很方便的检测出设备振动的信号。

2.在线性：监测可以在现场以及在设备正常运转的情况下进行。

3.无损性：在监测过程中，通常不会给研究对象造成任何形式的损坏。

但是一部机械是非常复杂的，仅仅靠振动信号来判断它是否正常，显然不够，这就需要对它多方面进行了解，亦即需要对多方面的参量进行测量。

每一种故障在下列参数上均有不同表现，因此测量以下基本参数，再通过分析，可以掌握机器的运转状态。

基本参量一. 振动参量1.振幅振幅值有三个单位，即振动位移(μm)，速度(mm/s)，加速度(mm/s2)，都是振动强度的标志，用来表明机器运行是否平稳，振动位移是通过非接触式的电涡流传感器直接测量的轴与轴承座（探头安装的基础）的相对位移量。

振动速度与加速度是通过测量机壳而得到的振动数据。

振动速度是通过惯性式速度传感器（磁力线圈）测量的，而加速度是通过压电式加速度传感器测量的，振动位移，速度，加速度三者之间的关系是微积分关系D=∫vdt=∫∫adt。

三者在实际应用中是相辅相成的，有时对异常的信号需要对两个参数进行测量，以求精确的掌握机组运行状态。