CN101038231A - 燃气轮机振动监测与故障诊断系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种燃气轮机振动监测与故障诊断系统，其特征是可以对燃气轮机发电机组的振动信号进行测量，动态显示其振动情况，以及其各种相关分析结果，显示波形、峰－峰值、频谱，对于位移信号可以动态显示转子轴心轨迹，信号的时频分析—小波变换、短时傅立叶变换、相关函数、每一测点的趋势图，并且针对转子系统的常见故障，如不平衡、碰摩、不对中，进行初步判断，同时提供报警功能，显示的动态轨迹可以明显看出轴的运动是否正常，燃气轮机起、停车的短时傅立叶变换，可以明显显示出其转速的变化、倍频的变化，小波分析方法可以分解信号的主要成分，观察燃气轮机运行的主要振动信号与高频叠加信号，以及一些突变信号。
Description
技术领域
本发明涉及一种应用于燃气轮机发电机组的振动测量、显示、分析的燃气轮机振动监测与故障诊断系统，可以对于燃气轮机发电机组的振动信号进行测量，动态显示其振动情况，以及其各种相关分析结果。
背景技术
目前商业化的监测分析系统虽然很多，但是其技术水平仍然是以传统的分析方法为主，分析以信号的频谱为基础，故障的诊断也是对照其基频，倍频的大小来判断。比较著名的美国Rockwell Automation公司的ENTEK旋转机械监测诊断系统，包括两部分，即DataPAC 1500数据采集器和分析软件EMONITOR Odyssey。其中数据采集器的作用，是从传感器上取得数字信号，存储，进行简单分析。Odyssey分析软件是安装在微机上，将数据采集器连接到微机上，可以通过软件将数据采集器上的数字信号传送到计算机的硬盘里，然后利用Odyssey软件进行分析。Odyssey软件分为基础版和高级版，作为一个商业软件，虽然界面友好、使用方便，但是就其技术方面来说，主要在于信号分析的水平。其基础版的数据图形分析功能，包括幅值趋势图，频谱图，时域波形图，频段趋势图，单频趋势图，谱阵图；高级版在此基础上，增加了报警功能，主要有幅值报警，频谱报警，频段报警，还增加了频率的故障诊断。由此可以看出，其数据处理的方法仍然是传统方法，分析手段主要是波形、频谱，而且其故障诊断针对燃气轮机的较少，大多是针对电机、轴承、齿轮的。频谱分析虽然可以反映燃气轮机的故障，但作为唯一的指标是远远不够的，这在目前已经是一种共识。而且Odyssey系统没有画出转子轴心的轨迹图，也是一个很大的不足。目前的监测分析系统与此类似，分析仍然以信号的频谱为基础，没有引入时频分析。
发明内容
本发明的目的是研制一套应用于燃气轮机发电机组的振动测量、显示、分析系统，可以对于燃气轮机发电机组的振动信号进行测量，动态显示其振动情况，以及其各种相关分析结果。
为了实现分析燃气轮机发电机组振动信号，预测燃气轮机工作状态的目的，本系统由如下部分构成：
硬件部分：接口箱，采集卡，计算机
接口箱：有16个通道，在接口箱内还包含消除直流干扰电路；
采集卡：32位数据采集卡；
计算机：IBM Pentium4台式计算机；
程序部分从大的方面主要有管理程序，分析程序，显示程序。
管理程序：将采集卡得到的数字离散信号存储到数据库中，同时在窗口中显示文件的各种属性。同时还有编辑删除文件的功能，可以设置管理员密码；
分析程序：对于存储在数据库中的信号进行分析，得到分析结果；
显示程序：将分析结果进行动态、静态的显示。
程序部分包括参数设置单元、数据采集单元、数据存储单元、数据管理单元、数据分析单元、用户管理单元；
1、参数设置单元：用户在采集数据前，先输入采集参数，将这些参数存入数据库；
2、数据采集单元：该程序是从数据采集卡的存储器中直接读取数据，存入临时数组，同时将底层存储器清空，以保证采集数据的连续性；
3、数据存储单元：每次采集的数据都存储为一个单个的文本文件，同时将该组数据的相关链接信息，包括存储名称、采集时间、采集参数存入数据库；
4、数据管理单元：程序将采集到的历史数据信息列成表格逐行显示，以备用户查看、分析，或者删除无用的数据；
5、数据分析单元：程序将用户选择的数据文件的相关链接信息传递至Matlab程序，通过Matlab程序进行各项数据分析、图形回放；
6、用户管理单元：程序将使用人员的信息，包括姓名、密码逐行显示，以备管理员添加、删除或用户修改个人密码。
对于采集的信号单元，采用Excel数据库管理，可以由其通道数，自动调用分析程序，实现其各种功能，包括信号的波形信号，峰-峰值、均值，功率谱，轨迹，小波分解，短时傅立叶变换，燃气轮机的振动趋势图，常见故障，如不平衡、动静件碰摩等的初步分析，为全面观测燃气轮机的振动，预测其运行提供了有力的保障。
首先在显示上，基础管理软件采用VB语言编程，分析程序采用计算语言编程，通过动态连接方法，将两者结合起来。
发明的效果
在显示上，基础管理软件采用VB语言编程，分析程序采用计算语言编程，通过动态连接方法，将两者结合起来，与传统的分析方法、相比，本发明采用了适合燃气轮机振动的新分析方法，可以动态显示燃气轮机轴的涡动轨迹，显示其短时傅立叶变换，小波变换，通过对塔里木油田具体的燃气轮机发电机组的应用，显示了明显的优越性，显示的动态轨迹可以明显看出轴的运动是否正常，燃气轮机起、停车的短时傅立叶变换，可以明显显示出其转速的变化、倍频的变化，小波分析方法可以分解信号的主要成分，观察燃气轮机运行的主要振动信号与高频叠加信号，以及一些突变信号。
附图说明
图1程序部分流程框图。
具体实施方式
如图一，对于程序流程中各个步骤描述如下：
1、程序启动：这里弹出一个程序启动界面。
2、用户登录：这里提示用户输入用户名和密码，程序确认后方可进入主界面。
3、进入主界面：这里用户可以根据需要选取相应的菜单进行操作。
4、参数设置：分别描述如下，
4.1灵敏度：用户在这里输入所采样数据的灵敏度及其单位。
4.2通道选择：用户在这里输入所需的数据采集通道个数。
4.3采样频率：用户在这里输入采集数据时的频率。
4.4采样点数：用户在这里输入采样数据的采样点数。
5、数据采集：程序根据用户输入的采样参数采集数据，数据采集完成后绘制出各个通道的数据波形。
6、数据管理：分为数据查询和数据分析两部分，分别描述如下，
6.1数据查询：用户在这里选择所需查找数据的相关信息(包括机组号、采样时间、通道模式)，程序会根据用户选择的信息查找出相关数据，并列表逐行显示，以备用户进一步操作。另外，在这里用户还可以删除已经没有用的数据。
6.2数据分析：分别描述如下，
6.2.1数据波形
6.2.2轴心轨迹
6.2.3功率谱
6.2.4小波变换
6.2.5短时傅立叶
6.2.6相关函数
6.2.7趋势图
6.2.8故障诊断
7、用户管理
7.1人员维护：管理员用户在这里添加、删除用户。
7.2密码维护：普通用户在这里修改自己的密码。
Claims (6)
1.一种燃气轮机振动监测与故障诊断系统，它是由接口箱，采集卡，计算机及计算机程序部分构成，其特征在于：程序部分包括参数设置单元、数据采集单元、数据存储单元、数据管理单元、数据分析单元、用户管理单元；
(1)参数设置单元：用户在采集数据前，先输入采集参数，将这些参数存入数据库；
(2)数据采集单元：该程序是从数据采集卡的存储器中直接读取数据，存入临时数组，同时将底层存储器清空，以保证采集数据的连续性；
(3)数据存储单元：每次采集的数据都存储为一个单个的文本文件，同时将该组数据的相关链接信息，包括存储名称、采集时间、采集参数存入数据库；
(4)数据管理单元：程序将采集到的历史数据信息列成表格逐行显示，以备用户查看、分析，或者删除无用的数据；
(5)数据分析单元：程序将用户选择的数据文件的相关链接信息传递至Matlab程序，通过Matlab程序进行各项数据分析、图形回放；
(6)用户管理单元：程序将使用人员的信息，包括姓名、密码逐行显示，以备管理员添加、删除或用户修改个人密码。
2.根据权利要求1所述的燃气轮机振动监测与故障诊断系统，其特征在于：采集的信号单元，采用Excel数据库管理，可以由其通道数，自动调用分析程序，实现其各种功能，包括信号的波形信号，峰-峰值、均值，功率谱，轨迹，小波分解，短时傅立叶变换，燃气轮机的振动趋势图，常见故障的初步分析。
3.根据权利要求1所述的燃气轮机振动监测与故障诊断系统，其特征在于：参数设置单元包括灵敏度单元：用户在这里输入所采样数据的灵敏度及其单位；通道选择单元：用户在这里输入所需的数据采集通道个数；采样频率单元：用户在这里输入采集数据时的频率；采样点数单元：用户在这里输入采样数据的采样点数。
4.根据权利要求1所述的燃气轮机振动监测与故障诊断系统，其特征在于：数据管理单元：包括分为数据查询单元和数据分析单元两部分。
5.根据权利要求4所述的燃气轮机振动监测与故障诊断系统，其特征在于：数据查询单元：用户在这里选择所需查找数据的相关信息包括机组号、采样时间、通道模式，程序会根据用户选择的信息查找出相关数据，并列表逐行显示，以备用户进一步操作，另外，在这里用户还可以删除已经没有用的数据。
6.根据权利要求4所述的燃气轮机振动监测与故障诊断系统，其特征在于：数据分析单元包括数据波形显示；轴心轨迹显示单元；功率谱显示单元；小波变换显示单元；短时傅立叶显示单元；相关函数显示单元；趋势图显示单元；故障诊断显示单元。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN 200610064908 CN101038231A (zh) | 2006-03-17 | 2006-03-17 | 燃气轮机振动监测与故障诊断系统 |
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101038231A true CN101038231A (zh) | 2007-09-19 |
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Country Status (1)
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