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震动在线监测（精选三篇）
震动在线监测 篇1
立磨是一种理想的大型粉磨设备, 它集破碎、烘干、粉磨、于一体, 生产效率高, 被广泛应用于水泥, 电力, 冶金, 化工, 非金属矿等行业。国外现代新型干法水泥生产线建设中, 立磨占有率超过90%以上。立磨在我国的应用始于上个世纪四十年代末, 当时用于白水泥厂的生料磨粉。自七十年代末, 国内在干法水泥厂开始发展窑外分解新型干法工艺时, 才比较重视立磨粉磨生料的研究开发工作。
在水泥企业的日常生产过程中, 立磨是生产中的大型重负荷设备, 它的正常运行对企业连续生产起到重要的作用, 但是立磨减速机在运行中出现的故障前兆是隐性的, 平常巡检不能及时被发现, 往往是出了故障才知道, 这对生产存在着严重的威胁, 我公司和其他成员企业立磨减速机曾经就出现过故障。
针对上面的问题, 我公司引进郑州恩普特“e M3000立磨震动远程监测与运行管理系统”, 这是专用于立磨机组而设计的在线监测与故障诊断系统, 克服了传统控制系统不能有效保护设备安全生产和设备安全的缺陷。
2. 故障诊断技术在立磨中的应用
2.1 系统整体结构
采用集中控制架构, 充分利用传感器、ICS3000数据采集器、工业计算机、服务器等有关技术, 对所有运行状态性能参数、立磨系统性能参数进行集中、实时监测和分析诊断, 支持远程诊断、短信报警、移动网页浏览等功能。系统拓扑结构如图1。
2.2 故障诊断在立磨中的应用
我公司于2013年初在郑州恩普特设备诊断工程有限公司的协助下, 成功完成了对关键设备立磨的故障诊断分析系统。故障诊断系统可以实时采集现场的振动监测信息、电气监测信息、工艺量数据, 全方位实现对立磨运行状态的监测, 并建立立磨运行状态评估体系和与之相适应的数据指标体系, 最终可以通过多种分析方法实现对立磨设备的健康评估。
工程技术人员在网络浏览器的地址栏中输入http://<服务器IP地址>:8080/e M3000v4, 如在本机测试可用http://localhost:8080/e M3000v4, 就可进入故障诊断系统的主界面。
立磨主减速机是水泥厂最关键的设备之一, 其主要参数为:功率:1800KW;转速:1000r/m;减速比:34.72;减速机输入轴:滚动轴承。其测点的布置如图2所示
从故障诊断的角度来看, 轴承或齿轮的的特征频率标注功能非常实用, 如图3所示:
上图中, 黑色的标注是系统自动产生的, 只要把轴承型号、齿轮齿数输入系统, 系统会在对应通道的频谱上自动标注该轴承的特征频谱, 包括轴承的保持架、内圈和外圈特征频率及其倍频以及齿轮的特征频率。当该通道报警的时候, 用此图来判断是轴承或齿轮的哪个部位引起的, 可以直接定位轴承和齿轮故障。
从监测层面看, 系统的多趋势分析是非常有用的一个功能。该功能把多个通道的趋势放在一块显示, 并提供扫描线的功能。
多趋势分析可以同时调出多个监测量进行分析, 这样便能准确的判断出设备的运行状况及故障信息。
图4是2013年3月24日到2013年4月5日的一段设备运行状况。在该趋势图中显示了磨盘转速、电机前段振动、减速机输入端垂直方向振动、减速机输入端水平方向振动、电机A相电源电流。由图中可以看出, 在减速机的输入侧有几个较大的振动脉冲。分别是水平方向的值最大达到18.389;水平方向的值最大达到12.898。而在电机的对应测点中, 这些冲击信号则没有体现。说明水泥立磨减速机的负荷是冲击性负荷。这些冲击性都体现在减速机的测点中。在其对应的时间点查看电流等其它参数, 并没有较大的变化。由此判断该脉冲应该是瞬时的机械冲击造成的, 设备在这个时间段内的运行状况良好。通过多通道不同时间段的趋势分析, 可以从监测层面很好的了解设备的运行状况。
另外, 系统内置综合评价和故障诊断功能, 当测点报警时, 自动启动故障诊断和综合评价模块, 给出立磨减速机的机器诊断结果, 见图5:
从多趋势分析功能可以了解设备过去的状态, 要想了解设备未来的走向, 则需要另外一个比较有特色的分析方法:趋势预测。根据设备以往的运行情况来预测将来的趋势, 见图6。
针对系统监测的所有数值量进行趋势预测, 趋势预测结果类型包括8小时预测, 1天预测, 1周预测和21天预测, 本系统采用ARMA模型方法来进行趋势预测。
e M3000考虑了四个时段类型的温度或者振动信息预测:
(1) 根据24小时的数据记录预测未来8个小时的数据趋势;
(2) 根据过去七天的数据记录预测未来1天的数据趋势;
(32) 根据过去一个月的数据记录预测未来1周的数据趋势;
(33) 根据过去一个季度的数据记录预测未来21天的数据趋势。
另外系统提供有短信报警和移动网页的功能, 见图7。
系统的报警短信分为如下3大类:
1) 本系统自身故障, 反映设备自身问题, 如网络出现故障, 数据库出现异常等的提示信息, 一般产品的提供商或系统维护人员接受此类信息可以快速解决故障, 确保系统稳定运转。
2) 设备报警, 设备的某些通道出现报警的信息。此类信息发给设备日常维护人员, 发送频率取决于设备监测的报警情况。
3) 统计信息, 设备的监测和评价结果信息。此类信息主要发给设备管理的领导。统计信息每天发送一条。
3 结论
作为管理者必须做到准确有效的掌握了设备状态, 否则就不可能正确决策, 就不能很好的发挥设备性能。提早发现设备故障的征兆, 把设备事故控制在萌芽状态之中, 这就是设备管理人员的目标之一。在线监测故障诊断系统在立磨减速机上的应用, 把我们从长期以来对立磨计划检修的思路束缚中解放出来, 最终实现优化检修和状态检修。实际应用表明:对于立磨实施在线监测和故障诊断系统对优化操作、实时状态监测和预防设备故障发挥了非常重要的作用。
摘要：设备故障诊断技术70年代初形成于英国, 近几十年来由于其实用性以及为社会和企业带来的效益, 它日益受到企业和政府主管部门的重视, 而这项技术也使企业对设备的维修制度实现了从事故维修制度到以状态监测为基础的预防性制度的转变。立磨是水泥行业中最为关键的设备之一。立磨减速机一旦发生故障, 除设备维修本身所需的长时间和昂贵的费用外, 还直接导致停窑的恶劣后果, 使企业蒙受巨大经济损失。
关键词：立磨,震动在线监测,故障诊断
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浅析电梯故障在线远程监测 篇2
1.数据库需求分析
系统配置管理模块中需要包含用户使用权限信息、电梯汇总数据采集配置信息、报警对象信息和报警数据信息,共设计包括角色名、功能模块、小区ID、电梯ID、开梯时间、关梯时间、IP地址、是否采集、报警对象、报警时间、报警数据、联系方式等16个数据项。设备管理模块中需要体现电梯技术档案信息和电梯配件信息,制定包括电梯编号、使用部门(电话、联系人、地址)、管理部门(电话、联系人)、电梯制造单位、电梯安装单位、电梯启用日期、驾驶人员、驾驶人员证件编号、电梯种类、控制方式、电梯型号、额定载重量、运行速度、运行站、曳引方式、开门距离、开门方式、轿箱规格、曳引机型号、曳引机模数、曳引机速度比、曳引机转速、曳引绳直径、曳引绳根数、电动机型号、电动机功率、电动机电压、电动机电流、电动机转速、制动器电压、制动器维持电压、门机型号、门机电压、箱门结构、井道结构、底板深度、顶层高度、缓冲器类型等50个数据项。电梯运行与维护管理模块中应包含电梯维修记录信息、电梯故记录信息和电梯维修保养工单信息,设计制定包括填表日期、小区编号、电梯编号、维修类别、派工时间、完工时间、基本工时、维修内容、材料损耗、损耗数量、金额、维修人、检验人、注释、事故发生时间、事故内容、损失金额、责任人、处理意见、维修计划、保养计划、年检记录、大中修记录等34个数据项。
2.软件实现
2.1上位机监测程序的实现
监测窗口包括“故障显示与数据库索引”、“监测点状态显示”、“上位机拨号及应答”和“电梯动态模拟运行”4个画面,采用Microsoft Visual Basic 6·0编程。程序设计涉及到模拟电梯运行状态数据库与用于记录故障信息的故障库。采用Microsoft Office提供的Access数据库,通过数据报表向导输入数据库所需字段的名称、类型、长度、默认值等。选择当前楼层、下一楼层、内选、外呼、运行方向、故障类型、故障点等7个字段对状态进行描述,这7个字段分别定义为整型、整型、字节型、字节型、字节型、整型、字节型。故障库记录故障发生的时间、地点、故障名称等详细信息,定义的字段包括:故障发生的日期、时间、类型和所在楼层,对应类型为:日期型、时间型、文本型和整型。数据库建立后, VB通过Data控件、Adodc控件和Data Grid控件与其链接。在Data控件的属性窗口找到Data Source属性,选择Access;在Data Name属性中设置存放状态库的路径,然后依次绑定文本框和相应字段。把控件全部转移到Frame控件上,设定Frame控件的Visual属性为False,程序运行时Frame控件上的内容不显示,但可通过程序对它进行操作,建立后台工作方式。监控程序采用定时器并发送处理方式,循环从数据库中逐条检索出符合条件的记录,根据有关字段的取值对相应记录进行处理,从而将电梯运行状态显示在界面上,并允许对记录进行查询、排序、过滤等交互性操作,且不终止数据库的检索。利用VB6·0中提供的MSComm控件,通过计算机串行口传输和接收数据,实现远程通讯功能。MSComm控件提供2种处理通讯方法,考虑到电梯远程监测所需数据量大,本文选用事件驱动通讯方式。采用VB编程代码,设定上位机和下位机之间数据传输协议。通过远程通讯的数据采集,数据库实时对每一过程定点刷新。故障时,根据故障类型在程序相应位置调用判断语句,通过状态变量的改变,向操作人员发出故障报警信号。同时自動记录故障发生的时间、类型及位置,将其写入故障库并显示。
2.2下位机服务程序
主程序在初始化后开中断,接收故障信息或上位机的呼叫信息,然后实时采集信号。转入故障中断服务程序后,P2·7发一负脉冲,撤除中断的有效低电平,关中断。然后采集当前状态信号和故障类型,控制MODEM拨号,联机成功后,向上位机发送信息,开中断,返回。转入响应上位机呼叫中断服务程序后,关中断,接收中断标志位置0,然后采集状态信号,发送信息,直至检测到无载波信号,开中断,返回。8255工作于方式0,8051串行口工作于方式3,方式3可用于多机通讯,根据用户要求定义波特率。定时器工作在方式2,这是因为方式2具有自动加载功能,可避免反复装入初值所引起的定时误差,使波特率更加稳定。
3.结论
本文的电梯远程监测系统采用VB编程,界面直观简洁而且容易实现。下位机不仅可以实现电梯故障的实时检测,也可以采集电梯运行状态信号供监测中心调用。通过电话网络进行通讯可以实现远距离的信息交换,为异地多台电梯的集中监测提供了条件。
马鞍山隧道地表孤石震动监测研究 篇3
青兰高速公路邯郸至涉县段马鞍山隧道出口处山顶孤石位于22合同段内,孤石下方隧道里程桩号约为ZK157+570,孤石在隧道左侧山顶(见图1),距隧道左边墙水平距离约为40 m,距离隧道拱顶垂直距离约110 m,如图2所示。山顶孤石之间存在大的竖向、横向裂隙,稳定性差。
马鞍山隧道出口围岩为Ⅳ级围岩,上台阶开挖每次爆破进尺约为3 m,每爆破循环的装药量在200 kg左右,爆破能量较大。隧道所处位置地表坡势较陡,坡面无任何阻挡物,与之较近处有数家采石场每日数次爆破碎石。孤石所处坡面山脚之下有大量居民住宅和施工人员临时住所。
2爆破震动监测的目的
1)通过爆破震动监测,包括隧道爆破时、附近采石场爆破时、两者同时爆破时的振动速度分析隧道开挖爆破参数的科学性和合理性,以便及时调整施工方法和爆破参数,保证山顶孤石施工爆破期间的安全。
2)合理确定爆破振动速度控制指标及根据爆破震动控制指标,合理选择降振控制爆破措施,通过监测、试验、修正和优化爆破施工设计,实时监控并反馈信息,确保孤石安全。
3监测内容及测点布设
通常结构物受爆破震动引起的受害损伤程度与振动速度密切相关,所以在实际的振动监测中常直接量测振动速度,得到振动速度与测点距爆源之间距离的关系,以此为依据对爆破参数进行优化,保证孤石的安全。
现场监测所需的仪器设备主要由三大部分组成:拾振器或测振仪、记录仪和振动分析仪。
传统的爆破振动速度的采集是通过传感器、测振仪、光线示波器组成的测试系统取得的,此系统由于笨重及自动化程度不高已不能适应现在的野外观测需要。本工程中采用了目前较先进的WS-5921N型爆破震动记录系统。
WS-5921N型震动记录系统主要用于对地震波、机械振动和各种冲击信号进行记录数据、分析结果、输出显示、打印、数据存储而设计的便携式仪器,它直接与压力、速度、加速度等各种传感器相连,并将模拟电压量转换为数字量进行存储,经自身的RS232串行口和笔记本电脑或台式电脑通讯,由计算机进行波形显示谱图、显示波形的各种特征参数及测试结果的表格显示、存盘和打印等。
为监测到马鞍山隧道爆破震动在孤石位置的振速值,达到测试的目的,测点按以下方式布置:将测点设在山顶孤石上,传感器布置在3个处于不同高度的台阶面上,并尽量使传感器能与孤石固结为一个整体;每个测点分别布置水平和竖直传感器各1个,共布置6个,传感器编号及类型见表1。
4监测数据及分析
4.1 爆破振动速度控制指标的确定
现行规范中的破坏标准有速度标准、加速度标准和能量标准,常用的是速度标准。
与马鞍山隧道山顶孤石稳定性分析相类似的研究有三峡工程永久船闸左线二闸首南侧(中隔墩)倒悬岩体稳定性控制研究,以此作为借鉴作简要分析。
在三峡工程永久船闸左线二闸首南侧(中隔墩)岩体处,由于受到NWW和NEE两组陡倾角结构面切割,形成一系列规模较大的不稳定块体,如图3所示。
在形成的倒悬体下部,尚有约4 000 m3岩石需爆破开挖,开挖爆破诱发的震动对倒悬体稳定与安全方面非常不利。在静力条件下,设计单位曾对倒悬体进行过稳定计算和安全校核,结果表明,其稳定安全系数为1.3左右。
关于爆破安全判据的研究,水电部门曾经在“八五”科技攻关中作了大量的工作,根据岩体边坡特征,以爆破质点振速值作为判据给出了相应的标准。研究结论认为:爆破所引起的原稳定性安全系数的降低小于10%;对于断层带及不稳定边坡地段的爆破,认为安全质点振速[V]≤5 cm/s～20 cm/s。在三峡临船的槽挖过程中,曾规定安全振速为6 cm/s～8 cm/s。而在三峡永船的槽挖过程中规定:安全质点振速在爆心距10 m～15 m时,设计边坡、输水洞、竖井、基础及壁面[V]≤10 cm/s。
本次监测研究采用控制指标[V]≤7 cm/s作为安全上限。
4.2 监测数据分析
本次监测从2007年12月19日开始对马鞍山隧道山顶孤石进行爆破震动监测。监测段爆破过程中只进行上台阶爆破开挖。从现场调查情况来看,采石场爆破、隧道右线开挖爆破与隧道左线开挖爆破未见耦合。因此重点监测隧道左线开挖爆破对孤石的影响。
截止到2008年1月28日,隧道爆破时对孤石进行监测的振动速度与掌子面至孤石的水平距离的关系如图4所示。其中通道号1,3,5分别为3个监测点的竖直振动速度监测,通道号2,4,6为对应竖直振动监测点的水平振动速度监测。
从图4可以看出:
1)山顶孤石监测过程中,测点的竖直振动速度最大值为6.19 cm/s,水平振动速度最大值为3.76 cm/s。均未超过孤石安全的控制指标[V]≤7 cm/s,山顶孤石是安全的。
2)每次爆破竖直、水平振动速度峰值随孤石跟掌子面之间的距离的减小而增大,每次爆破用药量大致相同条件下,距离越近振动速度越大,在孤石下方位置爆破时,振动速度达到最大值。掌子面远离孤石比靠近孤石时的振动速度要明显变小,主要原因有两个:a.已经开挖的隧道在爆破时在一定程度上起到了减振作用;b.爆破的一次装药量在远离掌子面时比靠近掌子面时少24 kg左右,所以从监测振动速度看当隧道掌子面通过孤石后应比没到孤石时安全。
3)爆破在远离孤石100 m左右时,振动速度已经趋于稳定,数值稳定在1.5 cm/s以下,远小于孤石的安全控制指标7 cm/s,孤石是安全的,在装药量变化不大的情况下已经不需要再继续监测。
5监测结论
通过对监测数据的分析,可以得出如下结论:
1)山顶孤石振动速度控制指标建议采用[V]≤7 cm/s。
2)山顶孤石监测过程中,竖直振动速度最大值为6.19 cm/s,水平振动速度最大值为3.76 cm/s。均未超过孤石安全的控制指标[V]≤7 cm/s,山顶孤石是安全的。
3)隧道爆破时竖直、水平振动速度峰值随孤石跟掌子面之间的距离的减小而增大,每次爆破用药量大致相同条件下,距离越近振动速度越大,在孤石下方位置爆破时,振动速度达到最大值。掌子面远离孤石比靠近孤石时的振动速度要明显变小,所以从监测振动速度看当隧道掌子面通过孤石后应比没到孤石时安全。
4)每次毫秒微差爆破时,孤石振速峰值大多出现在掏槽眼爆破时,因此须严格控制掏槽眼装药量。
摘要：针对马鞍山隧道地表山顶一巨型孤石在隧道爆破开挖的扰动下的稳定性,进行了监测及稳定性评价,给出孤石稳定的评价标准及结论,对目前隧道开挖过程中爆破震动对地表危险性构筑物的震动影响提供参考。
关键词：隧道,孤石,震动,监测
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