CN103488139A - 振动设备智能监测系统 - Google Patents
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Abstract
一种振动设备智能监测系统，属于振动设备技术领域。针对振动设备的数据库分析与处理、数据传输、数据采集。将现场采集信息通过数据库对不同的振动设备数据做出准确的分析、处理、存储、报警与网络WEB发布。数据采集包括超声波物位计、应变传感器、直线位移传感器、电机控制、加速度传感器、称重传感器、温度传感器，通过此振动设备智能监测系统将振动设备各采集参数的数据变化进行智能化的反馈与显示，及时对设备的故障进行预警和诊断提高筛分和振动的质量与工作效率。通过远程实时监测用户的数据与报警，及时准确的对故障与事故进行判断、分析及处理，从而达到进一步提高生产管理水平的目的。
Description
技术领域
本发明提供一种振动设备智能监测系统，属于振动设备技术领域。
背景技术
振动设备主要包括振动筛分机与振动离心机。
振动筛分机作为一个重大的新的高效率的分级、脱水、脱介、脱泥和筛选设备，该产品被广泛使用在各个行业，如煤炭、钢铁、岩石、粮食，饲料，化工的筛选和分级上，由于筛机振动强度大，不能尽早发现和解决异常振动维护工作量大。在振动筛高强度的振动条件下，异常振动会导致复杂交变应力使筛体产生疲劳损伤，长时间会导致筛箱结构及横梁等部件出现裂纹，对筛机寿命产生极大影响，用户的维护人员维修起来也有些吃力，管理难度比较高。
振动式离心机主要是用于煤炭与海盐的脱水，在离心机中，滞留在筛网上的固体颗粒通过轴向振动而被传送到卸料口处，由于下料不畅、处理量变小或堵料，离心机振动过大，出现异常噪声，技术保障工作难度日益加大。
在振动离心机下料不畅、处理量变小或堵料，离心机振动过大，出现异常噪声等用户的维护人员维修起来也有些吃力，管理难度比较高。
中国专利CN201020130518.4实用新型公开了一种振动筛监测维护系统，包括由信号检测单元、根据信号检测单元所检测信号进行数据分析并同步显示分析结果和相应故障解决方案的控制单元及由控制单元进行控制的报警组成的数据采集及机旁固定简析显示模块，信号检测单元包括振动传感器、电流传感器、转速传感器和温升传感器，控制单元由依次相接的信号调理模块、数据采集板及主控器组成，主控器包括微处理器及与微处理器相接的数据显示模块、扩展存储模块和数据输入输出接口。本实用新型结构简单合理、便于配装、且使用操作简单，能对振动设备运行状况进行实时在线检测且同步进行故障分析、处理和显示，能有效解决振动筛的全天实时监测和维护问题。
此实用新型的工作原理是通过控制单元进行采集与数据处理通过数字式模块计量和显示，并且只能实时检测数据。不具备远程传输、数据库存储分析处理和故障判断，功能单一，不能满足现代化工业生产和测试中对振动设备的要求。
发明内容
根据以上现有技术中的不足，本发明要解决的问题是：提供一种对振动设备采集各个参数，并且对参数变化进行智能化反馈，及时对故障进行预警和诊断，为提高筛分或振动质量、工作效率而能够采取预防措施的振动设备智能监测系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：振动设备智能监测系统，包括数据传输装置和数据采集装置，其特性在于：在振动设备上设置数据采集装置，数据采集装置的输出端通过数据传输装置连接数据库服务器，数据库服务器通过远程网络连接监控计算机；数据采集装置包括超声波物位计、应变传感器、直线位移传感器、电机控制器、加速度传感器、称重传感器和温度传感器，分别设置在振动设备上，采集振动设备参数，然后通过数据传输装置输入数据库服务器进行存储、分析与处理；数据库分析与处理是将振动设备参数进行数据分析、运算、判断与报警，在故障发生前进行预警，其数据通过网络发布，通过监控计算机进行远程监控。
超声波物位计测量筛机在运行时入料和卸料的物料厚度的趋势情况，温度传感器对轴承和激振器进行温度监测，伺服电机的电流和状态通过电机控制器进行监测。将振动设备现场采集的数据传输到数据库进行长久存储，便于及时分析或者累计长时间分析，提高处理结果的准确性和趋势判断的准确性，根据数据对整个振动设备的情况进行分析、故障排除、报警、存储、判断入料是否均匀、左右偏载过载，轴承状态异常防止轴承热卡死，振动设备四角运动轨迹紊乱报警，各应力监测点应力超限报警，提高了筛分或振动质量及其工作效率。
其中优选方案是：
所述的数据库分析与处理是指将振动设备现场采集的振动设备参数经过数据库的处理与分析，根据数据库对整个振动设备的情况进行变化趋势分析与故障事先排除，数据库的监测数据是一个周期性连续监测并能永久保存所采集的运行数据，通过网络利用标准工具显示并分析电脑组态上的过程信息和历史数据，经过处理后，Web服务器提供当前历史的过程数据和报警信息，当有报警事件时通过网络发送电子邮件。标准工具包括微软的IE浏览器或者MS Office Excel等，简单直观，通用性好。数据库分析基于设备参数的大数据集合分析，在变化趋势分析上更具有准确性和针对性，能够提高预判结果，使得事故事先排除，提高整个振动设备的使用寿命、运行质量，以及测试精度。
所述的数据采集装置通过PLC控制系统与数据库服务器的组态系统是多组数据相连接，PLC控制系统实时监测和控制数据采集装置的数据上传给数据库服务器进行数据输入。采用PLC控制系统收集多路数据，保证信号的稳定度，经过预先处理后便于通过通讯端上传数据，提高传输速率，避免传统多路信号分别采用模数转换器带来的信号扰动。
所述的直线位移传感器为四个，分别设置在振动设备的支撑座的四个支撑点位置，分别对振动设备运行时与支撑座产生位移情况进行监测。分别采集四个支撑点的直线位移数据，计算分析振动设备运行状态。
所述的应变传感器分别布置在振动设备的激振梁、横梁、侧板，及弹簧支架，对机械变化进行监测。采集振动设备的应力变化，产生不规律突变时，及时分析报警，以便于及时维修，提高振动设备使用寿命。
所述的称重传感器分别设置在四个支撑座底部对振动设备重量的变化情况进行监测。
所述的加速度传感器分别布置在振动设备的四个角，对振动时产生的加速度进行监测。
所述数据传输装置采用无线传输，通过无线发送设备把振动设备现场测量信号转换成无线信号，然后无线接收设备将无线信号转换输入成数字信号传输给数据库服务器。
本发明振动设备智能监测系统所具有的有益效果是：通过对振动设备的各参数的变化进行智能化的反馈，通过数据库对数据进行分析、处理、存储，并通过网络制造厂家可以远程实时监测用户的数据与报警，及时准确的对故障与事故进行判断与分析，从而达到进一步提高需方公司生产管理水平的目的，更好的适应公司关于进一步开展好自动化整体管理工作的各项要求。
经过优化设计，整体上可以实现：
1、振动设备参数设备参数的大数据存储和集合分析，在变化趋势分析上更具有准确性和针对性，提高预判结果；
2、远程监控操作界面简单直观，通用性好；
3、现场采集信号稳定，传输速率高；
4、保证振动设备的高质量的筛分和脱水运行，及早发现振动筛和振动离心机存在的异常问题与解决，延长振动设备寿命、易维护以及提高企业的生产效率和经济效益等优势。
附图说明
图1为本发明的原理方框图；
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例做进一步描述：
实施例1：
如图l所示，包括数据传输装置和数据采集装置，在振动设备上设置数据采集装置，数据采集装置的输出端通过数据传输装置连接数据库服务器，数据库服务器通过远程网络连接监控计算机；数据采集装置包括超声波物位计、应变传感器、直线位移传感器、电机控制器、加速度传感器、称重传感器和温度传感器，分别设置在振动设备上，采集振动设备参数，然后通过数据传输装置输入数据库服务器进行存储、分析与处理；数据库分析与处理是将振动设备参数进行数据分析、运算、判断与报警，在故障发生前进行预警，其数据通过网络发布，通过监控计算机进行远程监控。
将现场采集的数据经过PLC控制系统传输到数据库进行分析与处理，根据数据对整个振动设备的情况进行分析、故障排除、报警、存储、判断入料是否均匀、左右偏载过载，轴承状态异常防止轴承热卡死，振动设备四角运动轨迹紊乱报警，各应力监测点应力超报警。
数据库分析与处理是指将振动设备现场采集的振动设备参数经过数据库的处理与分析，根据数据库对整个振动设备的情况进行变化趋势分析与故障事先排除，数据库的监测数据是一个周期性连续监测并能永久保存所采集的运行数据，通过网络利用标准工具显示并分析电脑组态上的过程信息和历史数据，经过处理后，Web服务器提供当前历史的过程数据和报警信息，当有报警事件时通过网络发送电子邮件。
数据采集装置通过PLC控制系统与数据库服务器的组态系统是多组数据相连接，PLC控制系统实时监测和控制数据采集装置的数据上传给数据库服务器进行数据输入。
通过PLC控制系统同时监测多台振动设备的运行情况，应变片对筛机激振梁、横梁、侧板，及弹簧支架的应力监测采集；加速度传感器对筛机入料的振动、运行轨迹和轴承状态的采集，直线位移传感器对振动筛摇摆监测；超声波物位计测量筛机运行时入料和卸料厚度的趋势情况，对主轴承进行状态与温度监测，伺服电机控制器的电流和状态进行监测，用伺服电机将输入的电压控制信号转换为轴上输出的角位移和角速度驱动控制对象。
实施例2：
在实施例1基础上，直线位移传感器为四个，分别设置在振动设备的支撑座的四个支撑点位置，分别对振动设备运行时与支撑座产生位移情况进行监测。
应变传感器分别布置在振动设备的激振梁、横梁、侧板，及弹簧支架，对机械变化进行监测。
称重传感器分别设置在四个支撑座底部对振动设备重量的变化情况进行监测。
加速度传感器分别布置在振动设备的四个角，对振动时产生的加速度进行监测。
实施例3:
在实施例1或2基础上，数据传输采用有线传输；从现场测量电气元件4-20ma、0-10V、电阻信号与控制柜PLC控制系统通过屏蔽电缆进行数据传输。
实施例4：
在实施例1或2基础上，数据传输采用无线传输；数据传输装置采用无线传输，通过无线发送设备把振动设备现场测量信号转换成无线信号，然后无线接收设备将无线信号转换输入成数字信号传输给数据库服务器。
实验证明经过设置本系统以后：
减少非计划检修 46%
增加设备运行时间 25%
提高劳动效率 25%
延长设备寿命 15%
较少停机次数 18%。
本技术领域的技术人员都应该认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用来做本发明的限定。只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变型、变化都将落在本发明的权利要求范围内。
Claims (8)
1.一种振动设备智能监测系统，包括数据传输装置和数据采集装置，其特性在于：在振动设备上设置数据采集装置，数据采集装置的输出端通过数据传输装置连接数据库服务器，数据库服务器通过远程网络连接监控计算机；
数据采集装置包括超声波物位计、应变传感器、直线位移传感器、电机控制器、加速度传感器、称重传感器和温度传感器，分别设置在振动设备上，采集振动设备参数，然后通过数据传输装置输入数据库服务器进行存储、分析与处理；
数据库分析与处理是将振动设备参数进行数据分析、运算、判断与报警，在故障发生前进行预警，其数据通过网络发布，通过监控计算机进行远程监控。
2.根据权利要求1所述的振动设备智能监测系统，其特征在于：所述的数据库分析与处理是指将振动设备现场采集的振动设备参数经过数据库的处理与分析，根据数据库对整个振动设备的情况进行变化趋势分析与故障事先排除，数据库的监测数据是一个周期性连续监测并能永久保存所采集的运行数据，通过网络利用标准工具显示并分析电脑组态上的过程信息和历史数据，经过处理后，Web服务器提供当前历史的过程数据和报警信息，当有报警事件时通过网络发送电子邮件。
3.根据权利要求1所述的振动设备智能监测系统，其特征在于：所述的数据采集装置通过PLC控制系统与数据库服务器的组态系统是多组数据相连接，PLC控制系统实时监测和控制数据采集装置的数据上传给数据库服务器进行数据输入。
4.根据权利要求1所述的振动设备智能监测系统，其特征在于：所述的直线位移传感器为四个，分别设置在振动设备的支撑座的四个支撑点位置，分别对振动设备运行时与支撑座产生位移情况进行监测。
5.根据权利要求1所述的振动设备智能监测系统，其特征在于：所述的应变传感器分别布置在振动设备的激振梁、横梁、侧板，及弹簧支架，对机械变化进行监测。
6.根据权利要求1所述的振动设备智能监测系统，其特征在于：所述的称重传感器分别设置在四个支撑座底部对振动设备重量的变化情况进行监测。
7.根据权利要求1所述的振动设备智能监测系统，其特征在于：所述的加速度传感器分别布置在振动设备的四个角，对振动时产生的加速度进行监测。
8.根据权利要求1所述的振动设备智能监测系统，其特征在于：所述数据传输装置采用无线传输，通过无线发送设备把振动设备现场测量信号转换成无线信号，然后无线接收设备将无线信号转换输入成数字信号传输给数据库服务器。
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