浅议风机状态监测与故障诊断

【摘要】风机是我国对气体压缩和气体输送机械的习惯简称，是依靠输入的机械能，提高气体压力并排送气体的机械，它是一种从动的流体机械。我国的企业中都在使用这种设备，因此风机的状态监测和故障诊断就成为了关系企业生产的重要环节。本文以D350风机为例，来进行风机状态监测和故障诊断系统的相关介绍，将其设计思路和主要功能进行详述。

【关键词】旋转机械；状态监测；故障诊断；风机

上个世界七十年代是计算机飞速发展的年代，随着计算机技术及其相关技术的快速发展，通过计算机来进行风机状态监测以及故障诊断技术开始得到了发展。国外发达国家在这方面的水平要比我们先进很多，像是美国Bendy Nevada公司的ADRE系统，Scientific—Atlanta公司的 M6000系统等；我国最近几年在这方面也开始引起了重视，像是和一些高校以及研究所联合开展一些科研性的项目，自己开始研发监测和诊断系统，这些技术虽然和国际先进技术有差距，但是也没有以前那么大了。本文以D350煤气排送机为例，进行风机状态监测和故障诊断系统的讲解，介绍其工作机制和一些技术方面的问题。

1、系统总体结构

此系统是集合了许多功能的系统，例如数据收集、状态监测、振动分析、故障检查等等。信号采集的时效性和准确性事确保监测和诊断系统是否精准的一个重要指标。系统的结构是多个层次构成的，分为不同的子系统，状态监测子系统和故障诊断子系统并行工作。为了提高系统可靠性，设计了仪表监测子系统和以计算机为中心的监测诊断子系统并行工作的系统。其结构如图1所示。

2、传感器的选择与测点布置

传感器负责收集和传递系统的往来信息。因此传感器是否精确，决定着系统所收集到的信息以及对这些信息利用的可靠性。相对于本系统而言，壳体振动选用压电式速度传感器。这类传感器灵敏度高，安装方便，使用寿命长。轴位移信号和键相信号采用电涡流传感器。测量壳体振动一般测量3个方向的振动，即2个径向信号和1个轴向信号。2个径向测点互相垂直安装。系统中测点的布置根据机组具体情况以能够捕捉机组故障为前提进行优化，每个机组布置了10个压电式速度传感器、1个轴位移测点和1个键相信号测点。工艺参数直接从机组原控制系统中获取。

3、仪表监测及报蕾保护子系统

本系统处于安全性和可靠性考虑，不仅采用了仪表监测，还使用了微机监测、诊断系统，两者共同进行，确保系统的安全稳定。传感器信号经放大后直接进入振动监测仪表，每路信号对应仪表中的一个模块。二次仪表由双通道速度监测模块、单通道轴位移监测模块、转速监测模块组成，可实时显示机组转数和各个测点的振动幅值。幅值超过设定的报警值，可经继电器输出危险报警信号和连锁跳车信号，通过外部电路可实现声光报警和设备的连锁保护。报警保护子系统电路图如图2所示，其中，危险报警继电器输出触点为ZD—IC，连锁跳车信号输出触点为ZWY—9C。图中，1ZJ—3ZJ为中间继电器，YJ为时间继电器，其功能是实现声光报警；ZJ—TC为断路保护继电器线圈，其内触点为二次仪表的输出触点，CA为消音按钮。当壳体振动值达到危险警示值时，ZD—TC触点闭合，黄灯亮，同时声音报警，按CA按钮可消除声音，危险解除后黄灯灭；当主轴位移达到危险值时，ZWY—TC触点闭合，红灯亮，声音报警，同时2J—TC线圈接通，发生跳车保护。

4、数据采集与状态监测子系统

机组的运行状态都是通过数据来进行反应的，因此数据采集仪的作用就是从机组采集各种数据，像是振动、轴位移和转速等等，这些信号接收到之后经过处理再传输给监测系统，系统就可以通过这些数据了解机组的运行状态，从而进行对机组的控制。

状态监测系统可以和其上下层进行通信，借助不同的传输途径和设备技术可以实现数据的传输，让监测者可以随时随地的了解系统的运行状态。机组的运行状态如果不借助各种仪器设备是很难窥其全貌的，因此通过状态实时监测系统，可以利用其工控机来进行数据的收集功能，将这些监测到的信号，经过处理后以图表的形式直接的显示出来，通过时域分析、幅值分析、频谱分析，能够获得各种数据，通过计算去掌握机组的运行状态是否良好，这样给现场工作人员直接监测机组运行起到了很大的便利，而且通过这些实时数据也能很快的发现机组的一些异常状况。

5、故障诊断子系统

机器故障的因素是很多方面造成的。因此在对机组进行故障检测的时候，我们以在线监测为主，通过系统对机组各项运行数据的收集，我们从中进行分析和研究，去寻找故障的原因，机组稳定运行和异常运行两者之间的数据是存在差异的，因此才能够通过故障检测系统来进行数据的收集，从而发现机组异常的原因。

5.1人工对话诊断

通过界面的方式来让检测人员进行特定部位或特定数据的检测，这样能够有的放矢，而且检测时候的数据是否保存都需要人工进行操作，当不进行选择的时候则可以采取默认的检测，像是最大振幅、在线数据等等，这样便于人机交互，让检测系统更加的直观和人性化。

5.2自动诊断

在系统中还需要设定自动检测的功能，当从机组获取的数据信息发生异常的时候，则可以自动的采取相应的措施，这些措施都是事先经过研究后采取的应对措施，这样提高了可靠性。

6、结束语

本文通过对D350煤气排送机来进行了风机状态监测和故障诊断系统的介绍，通过对原理和系统运行机制的讲解，我们可以了解到，此系统的作用是符合现代高速发展需要的，其安全性和可靠性也比较高，尽管我国在这方面的技术水平和国际先进水平有差距，但是不断的将其发展，向世界先进水平看齐是我们的努力方向，而且这也是保证生产安全可靠的重要技术。

参考文献

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