BG111303A - Система за мониторинг на вибрации - Google Patents
Система за мониторинг на вибрации Download PDFInfo
- Publication number
- BG111303A BG111303A BG111303A BG11130312A BG111303A BG 111303 A BG111303 A BG 111303A BG 111303 A BG111303 A BG 111303A BG 11130312 A BG11130312 A BG 11130312A BG 111303 A BG111303 A BG 111303A
- Authority
- BG
- Bulgaria
- Prior art keywords
- unit
- digital converter
- output
- monitoring system
- sensor
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
- Y02P90/30—Computing systems specially adapted for manufacturing
Landscapes
- Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Системата позволява да се следи състоянието на оборудването в реално време и да се определят предварително конкретните причини за проблеми по време на експлоатация при въртящи се машини, което ускорява техния ремонт и намалява общите разходи за поддръжка и експлоатация. Системата за мониторинг на вибрации съдържа акселерометричен сензор и тахометричен сензор, филтър, логически блок, който е свързан към компютърна система със сървър с бази данни. Филтърът е нискочестотен пропускащ изглаждащ филтър (4.1), а системата съдържа шест акселерометрични сензори (1.1), които са свързани през последователно свързани нискочестотен пропускащ изглаждащ филтър (4.1), интегриращ модулен преобразувател на ускорение в скорост (4.2) и аналогово-цифров преобразувател (4.3) към логическия блок (4.4), към който през аналогово-цифровия преобразувател (4.3) е присъединен изхода на тахометричния сензор (1.2), при което към аналогово-цифровия преобразувател (4.3) е свързан първи изход на логическия блок (4.4) и изход на блок за проверка за надвишаване с алармено ниво (4.4.8), а втори изход на логическия блок (4.4) е свързан към 3G модул за връзка с интернет (5), който е свързан през сървъра с бази данни (6) на компютърната система към мониторингов център за анализ на данни (7).@
Description
Система за мониторинг на вибрации
I. ОБЛАСТ НА ТЕХНИКАТА
Настоящото изобретение се отнася до система за мониторинг на вибрации и е приложима при експлоатация и ремонт на всички видове въртящи се машини и по-специално на помпени агрегати.
С IL ПРЕДШЕСТВАЩО СЪСТОЯНИЕ НА ТЕХНИКАТА
В JP 10293060 е разкрита система за мониторинг на вибрации на въртящи се машини, която съдържа сензори за детектиране на вибрации, монтирани към корпуса на помпа. Сигналите от сензорите се изпращат към логически блок за анализ на вибрациите, където те се анализират и след това се визуализират на дисплейно устройство.
В US 2003106375 А1 са разкрити метод и устройство за измерване на вибрации в лагер, като устройството съдържа акселерометричен сензор, £ тахометричен сензор, филтър за премахване на механични индуцирани амплитуди и нискочестотни сигнали и логически блок.
Известните от нивото на техниката система и устройство не са достатъчно ефективни.
III. ТЕХНИЧЕСКА СЪЩНОСТ НА ИЗОБРЕТЕНИЕТО
Задачата на изобретението е да се създаде система за мониторинг на вибрации с опростена конструкция и по-голяма ефективност.
Задачата се решава със система за мониторинг на вибрации, която съгласно изобретението съдържа нискочестотен пропускащ изглаждащ филтър и шест акселерометрични сензори, които са свързани през последователно свързани нискочестотния пропускащ изглаждащ филтър, интегриращ модулен преобразувател на ускорение в скорост и аналоговоцифров преобразувател към логически блок, към който през аналоговоцифровия преобразувател е присъединен изхода на тахометричен сензор. Към аналогово-цифровия преобразувател е свързан първия изход на логическия блок и изхода на блок за проверка за надвишаване на алармено ниво. Вторият изход на логическия блок е свързан към 3G модул за връзка с интернет, който е свързан през сървър с бази данни на компютърна система към мониторингов център за анализ на данните.
За предпочитане е сензорите да са монтирани на лагерите на въртяща се машина на 90 градуса един спрямо друг, по два сензора на един лагер, а тахометричния сензор да е монтиран към вала на машината.
За предпочитане е логическият блок да съдържа блок за обработка на тахосигнал от тахометричния сензор, свързан през блок за определяне на обороти към изхода на блока за изпращане на данни, при което аналогово-цифровия преобразувател да е свързан към блок за определяне на средно-квадратична скорост на шестте канала за виброскорост, който от своя страна е свързан чрез последователно свързани блока за проверка за надвишаване на алармено ниво и блок за Фурие-трансформация FFT към блока за изпращане на данните.
Възможно е системата за мониторинг да има вторичен модул за комуникация за резервна връзка към интернет.
Системата за мониторинг на вибрации осигурява гъвкавост, модулност и висока производителност при извършване на висок спектър от измервания. Тя е с възможност за адаптиране въз основа на нуждите на крайния потребител. Системата позволява да се извършва спектрален • · · · ····· · · •:з*··* ’··* ··' анализ на вибрации, да се откриват необичайни движения на вала в лагерите, дебаланс, нарушаване на центровката, както и наличие на резонансни явления.
IV. КРАТКИ ПОЯСНЕНИЯ НА ПРИЛОЖЕНИТЕ ФИГУРИ
На фигура 1 е показана система за мониторинг на вибрации в общ вид, съгласно настоящото изобретение;
На фигура 2 е показана система за мониторинг на вибрации в блоков 0 вид, съгласно изобретението.
V. ПРИМЕРНО ИЗПЪЛНЕНИЕ НА ИЗОБРЕТЕНИЕТО
Системата за мониторинг на вибрации, съгласно приложената фигура 1, съдържа сензори 1, свързани към блок за обработка на данни 4, съдържащ логически блок 4.4 и аналогово-цифров преобразувател 4.3. Към блока за обработка на данни са свързани работна станция на дежурен оператор 3, аларма 2 и 3G модул за връзка чрез интернет 5 със сървър с бази данни 6, който е свързан с мониторингов център за анализ на данни 7.
Системата за мониторинг на вибрации, съгласно приложената фигура 2, съдържа сензорите 1, включващи един тахометричен сензор, свързан към логическия блок и акселерометрични сензори 1.1, свързани през филтър 4.1 към логическия блок 4.4, който е свързан със сървъра с бази данни 6. Съгласно настоящото изобретение, филтърът е нискочестотен пропускащ изглаждащ филтър 4.1, при което системата съдържа шест акселерометрични сензори 1.1, които са свързани през последователно свързаните нискочестотен пропускащ изглаждащ филтър 4.1, интегриращ модулен преобразувател на ускорение в скорост 4.2 и аналогово-цифров преобразувател 4.3 към логическия блок 4.4, към който * · · · · · · · · · 9 »·4*··* ’··* ··’ през аналогово-цифровия преобразувател 4.3 е присъединен изхода на тахометричния сензор 1.2, при което към аналогово-цифровия преобразувател 4.3 е свързан също така първи изход на логическия блок 4.4 и изход на блок 4.4.8 за проверка за надвишаване на алармено ниво, а втори изход на логцческия блок 4.4 е свързан към 3G модула за връзка с интернет 5, който от своя страна е свързан през сървъра с бази данни 6 на компютърната система към мониторинговия център за анализ на данни 7.
За предпочитане е сензорите 1.1 да са монтирани на лагери на въртяща се машина на 90 градуса един спрямо друг, по два сензора на един лагер, а тахометричният сензор 1.2 да е монтиран към вал на машината.
За предпочитане е логическият блок 4.4 да съдържа блок за обработка на тахосигнал 4.4.5 от тахометричния сензор 1.2, свързан през блок за определяне на обороти 4.4.6 към изхода на блока за изпращане на данни 4.4.10, при което аналогово-цифровия преобразувател 4.3 е свързан към блок за определяне на средно-квадратична скорост на шестте канала за виброскорост 4.4.7, който е свързан чрез последователно свързани блока за проверка за надвишаване на алармено ниво 4.4.8 и блок за Фуриетрансформация FFT 4.4.9 към блок за изпращане на данни 4.4.10, чийто изход е втория изход на логическия блок 4.4.
Аналогово - цифровият преобразувател (АЦП) 4.3 има за задача да събере данните чрез поредица от замервания от акселерометричните сензори 1.1. Сензорите 1.1 се поставят на лагерите на въртящата се машина на 90 градуса един спрямо друг, по два сензора на лагер. Местата и посоката за поставяне на сензорите 1.1 се определят съгласно стандарт ISO 10816.
По този начин 6 броя сензори дават възможност да се наблюдава състоянието на въртяща се машина с максимум 3 лагера на основния вал.
След направеното аналогово - цифрово преобразуване на данните от сензорите се извършва математически анализ на същите, но за да се опише работата на АТГГТ 4.3 е важно да се посочи, че част от математическия анализ е извършването на трансформации на Фурие в дискретен интервал (интервалът в случая е продължителността на измерване - събиране на данните). Определянето на интервала е задача от която, както и от скоростта, с която се събират данните, зависи последващата разделителна способност на цялата система по честоти). Фурие трансформирането преобразува амплитудно - времевия сигнал в амплитудно честотна fl·**· характеристика.
Скоростта на събиране на данни от датчиците е характеристика на всеки един аналогово - цифров преобразувател „Samples per second” (SPS). При вземане на решение за това с каква скорост да се сабират данните трябва да се има предвид теоремата на Найкуист, която дефинира, че максималната честота в Амплитудно честотния спектър ще е равна на скоростта на сбиране на данните разделена на две. По тази причина трябва да се вземе стойност на SPS такава, която да е достатъчна в случая. Другият проблем, който е свързан с наслагване на честотите (честоти от по - висок порядък могат да се появят в резултата от ФТ - Фурие трансформирането), като нежелани стойности. За да бъде избегнато това, преди да бъдат събрани данните, се филтрират по-високите честоти от избраната скорост на събиране на данни, разделена на две.
Вторият параметър, който е стандартен за всеки един АЦП, това е точността на събраните данни, изразена в степени на две. Системата, съгласно изобретението, е 16 битова или 2Л16. Аналогово-цифровият преобразовател може да бъде от типа Labjack UE9. Това е серийно произвеждан продукт с lOOKhz SPS на всички портове (14 аналоговоцифрови) и мрежов интерфейс. За АЦП могат да се използват още редица продукти от листата на National Instruments, Delphin, Digilent, и др.
При постъпване на команда от логическия блок (самата команда е UDP пакет на мрежовия порт на АЦП, форматиран по специфичен начин, • ··· · « < « · · ·
•.· · · · · · · ................
като самото форматиране е дефинирано от производителя и е скрито в Динамично зареждаща се библиотека, предоставена за разработка на софтуер от LJ) АЦП започва да записва стойностите на 6 - те акселерометрични сензора 1.1 в таблица с 6 колони. Самото записване се извършва през интервал Int=l sec/SPS или 1/4000 секунди и продължава 1 секунда, което дава таблица с 4000 реда. Стойностите в таблицата представляват десетични числа, отразяващи измерената стойност на напрежението на изхода на датчиците, което е отражение на виброускорението в момента на измерване. За да може да се работи с тези стойности е нужно да се превърнат тези стойности в мерна единица „G” или 9.81 м/с2. Самите датчици идват калибрирани и за тях е дефинирано, че:
100mV = 1g, т.е стойност в таблицата 0.1 V = 1g.
След като се получат данните в буфера на АЦП 4.3, започва тяхното изпращане за анализ към логическия блок 4.4. Те се изпращат по Ethernet с протокол UDP, като всеки пакет съдържа 8 до 16 стойности от таблицата.
Събраните данни се конвертират в мерна единица м/с. Това се прави с единично интегриране на сигнала.
След нискочестотния пропускащ изглаждащ филтър 4.1 на входа на АЦП 4.3 е свързан интегриращия модул 4.2, като е възможно интегрирането да бъде извършено софтуерно по формулата:
v(t) = ί a(r)dr + v(to) x(t)= ί v(r)dr + x(to) •'to «to
След, като приключи събирането на вибрационните данни започва събиране на аналогични данни от тахометъра 1.2.
Логическият блок 4.4 извършва математическите преобразувания на входните данни.
Първо се изчислява средно квадратичното за всяка колона от данни, и се определя по стандарта дали има надвишаване на допустимите прагови нива на вибрациите. Ако има, се изпраща сигнал до АЦП 4.3 за комутация на изпълнителна верига през входно - изходния модул, за светлинна и / или звукова сигнализация.
Извършва Фурие трансформация на данните и изпраща тези данни (трансформираните чрез Фурие преобразуване двойки амплитуда и честота за всеки сензор) в сървъра с бази данни 6.
Формулата за трансформация е:
ί- ^j(«„ cos η ω t—b„ sin η ω I),
Връзката към сървъра 6 е криптирана през VPN , като самия сървър е MySQL. Методът за изпращане е стандартна SQL INSERT команда.
Изпращането на данните се извършва на равни интервали, като има 2 таймера: първия таймер изпраща средно квадратичните стойности от L, сензорите за дългосрочни анализи, а вторият таймер изпраща пълните таблици от измерването.
Цялото време за едно изпращане на данните от измерването в АЦП 4.3 до изпращането в базите данни на сървъра 6 отнема от 2 до 3 секунди. След приключване на операцията започва нова и това се повтаря непрекъснато.
Работата на комуникационните модули е да се осигури VPN - тунел за логическия блок 4.4 така, че връзката със сървъра 6 да е възможна. Системата има вторичен модул за комуникация за резервна връзка към интернет.
..’β’··* *··: ..’ .:. .:λ
Системата позволява да се следи състоянието на оборудването в реално време и да се определят предварително конкретните причини за проблеми по време на експлоатация при въртящи се машини, което ускорява техния ремонт и намалява общите разходи за поддръжка и експлоатация.
Claims (4)
1 .Система за мониторинг на вибрации, съдържаща акселерометричен сензор и тахометричен сензор, филтър, логически блок, който е свързан към компютърна система със сървър с бази данни, характеризираща се с това, че филтърът е нискочестотен пропускащ изглаждащ филтър (4.1), а W системата съдържа шест акселерометрични сензори (1.1), които са свързани през последователно свързани нискочестотен пропускащ изглаждащ филтър (4.1), интегриращ модулен преобразувател на ускорение в скорост (4.2) и аналогово-цифров преобразувател (4.3) към логическия блок (4.4), към който през аналогово-цифровия преобразувател (4.3) е присъединен изхода на тахометричния сензор (1.2), при което към аналогово-цифровия преобразувател (4.3) е свързан първи изход на логическия блок (4.4) и изход на блок за проверка за надвишаване с алармено ниво (4.4.8), а втори изход на логическия блок с (4.4) е свързан към 3G модул за връзка с интернет (5), който е свързан през сървъра с бази данни (6) на компютърната система към мониторингов център за анализ на данни (7).
2. Система за мониторинг, съгласно претенции 1, характеризираща се с това, че сензорите (1.1) са монтирани на лагерите на въртяща се машина на 90 градуса един спрямо друг, по два сензора на един лагер, а тахометричния сензор (1.2) е монтиран към вала на машината.
3. Система за мониторинг, съгласно претенция 1, характеризираща се с това, че логическият блок (4.4) съдържа блок за обработка на тахосигнал (4.4.5) от тахометричния сензор (1.2), свързан през блок за определяне на обороти (4.4.6) към изхода на блока за изпращане на данни (4.4.10), при което аналогово-цифровия преобразувател (4.3) е свързан към блок за определяне на средно-квадратичната скорост на шестте канала за виброскорост (4.4.7), който е свързан чрез последователно свързани блока за проверка за надвишаване на алармено ниво (4.4.8) и блок за Фуриетрансформация FFT (4.4.9) към блок за изпращане на данни (4.4.10), който ς е втория изход на логическия блок (4.4).
4. Система за мониторинг, съгласно претенция 1, характеризираща се с това, че има вторичен модул за комуникация за резервна връзка към интернет.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| BG111303A BG66718B1 (bg) | 2012-09-13 | 2012-09-13 | Система за мониторинг на вибрации |
| BG2266U BG1651U1 (bg) | 2012-09-13 | 2012-09-13 | Система за мониторинг на вибрации |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| BG111303A BG66718B1 (bg) | 2012-09-13 | 2012-09-13 | Система за мониторинг на вибрации |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| BG111303A true BG111303A (bg) | 2014-03-31 |
| BG66718B1 BG66718B1 (bg) | 2018-08-31 |
Family
ID=48914481
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| BG111303A BG66718B1 (bg) | 2012-09-13 | 2012-09-13 | Система за мониторинг на вибрации |
| BG2266U BG1651U1 (bg) | 2012-09-13 | 2012-09-13 | Система за мониторинг на вибрации |
Family Applications After (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| BG2266U BG1651U1 (bg) | 2012-09-13 | 2012-09-13 | Система за мониторинг на вибрации |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| BG (2) | BG66718B1 (bg) |
-
2012
- 2012-09-13 BG BG111303A patent/BG66718B1/bg unknown
- 2012-09-13 BG BG2266U patent/BG1651U1/bg unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| BG66718B1 (bg) | 2018-08-31 |
| BG1651U1 (bg) | 2013-01-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN1083974C (zh) | 用于监视涡轮机的多传感器装置和方法 | |
| US9008997B2 (en) | System and method for vibration analysis and phase analysis of vibration waveforms using dynamic statistical averaging of tachometer data to accurately calculate rotational speed | |
| CN107976304B (zh) | 基于对信号的周期性信息进行分析的机器故障预测 | |
| RU2470280C2 (ru) | Способ обнаружения и автоматической идентификации повреждения подшипников качения | |
| CN102155984B (zh) | 一种风机通用振动信号测量系统 | |
| CN104819766B (zh) | 基于谐噪比的包络解调频带确定方法 | |
| CN110462352A (zh) | 振动分析器和机械部件诊断系统 | |
| CN104198031A (zh) | 一种发动机曲轴扭振信号检测方法及装置 | |
| CN102175412A (zh) | 转子扭振测试装置及其测试方法 | |
| CN101105501A (zh) | 风扇转速测试系统及方法 | |
| CN104297003A (zh) | 基于动态报警阈值的转向架旋转部件的故障监测方法 | |
| KR20110122483A (ko) | 오더 스펙트럼 분석 기능을 구비한 빌트인 진동모니터 및 이를 이용한 가변회전 기계장치의 결함진단방법 | |
| CN102901596A (zh) | 等直径转轴的光电反射式动态扭矩测试方法 | |
| CN110219816A (zh) | 用于风机故障诊断的方法和系统 | |
| CN110411730B (zh) | 一种旋转设备故障判断方法、系统和可读存储介质 | |
| KR101012097B1 (ko) | 비접촉식 센서를 이용한 선박용 디젤엔진 크랭크축의 종방향 진동 측정장치 및 이를 이용한 진동 측정방법 | |
| BG111303A (bg) | Система за мониторинг на вибрации | |
| JPH0763659A (ja) | 振動スペクトルモニタリング装置、並びにヘルスモニタリング方法及び装置 | |
| JP6283591B2 (ja) | 回転機械の自動振動診断装置 | |
| CN107436244B (zh) | 基于频率分段振动数据采集的设备故障报警方法 | |
| CN209214914U (zh) | 转动设备轴承室振动验收值标定设备 | |
| RU105026U1 (ru) | Система мониторинга вибрационных параметров | |
| US11898930B2 (en) | Systems and methods for measuring shaft-relative vibration | |
| TWI712944B (zh) | 利用聲音監控設備之方法 | |
| CN202869804U (zh) | 一种汽车变速器智能化在线质量检测装置 |