水厂在线振动监测与分析系统的应用

收稿日期：2012－06－07摘要：介绍某配水泵站在线振动监测与分析系统的设计，通过软件预测，能够解决现场专家不足、减少现场人员判断故障的时间和误操作，为水厂的大型水泵机组的运行和状态检修方式提供技术上的基础。关键词：Vbonline；在线振动分析；水泵机组；预测性中图分类号：TP273文献标识码：B文章编号：1009－9492(2012)11－0045－04TheApplicationofWaterworksOnlineVibrationMonitoringandAnalysisSystemLUOQiao，LIZhi-mei（GuangdongInstituteofAutomation，Guangzhou510070，China）Abstract:Introducetheonlinevibrationmonitoringandanalysissystemdesignofadistributionpumpstation.Itisabletosolvetheshortageofexpertsinthefield，reducingthetimeandmisuseofthesitepersonneltodeterminefaultbysoftwareforecast,toprovidetechnicalonthebasefordeterminefaultoflargepumpunitforthewatertreatmentplantoperationandconditionbasedmaintenanceway.Keywords:Vbonline；onlinevibrationanalysis；pumpunit；predictability水厂在线振动监测与分析系统的应用罗俏，李志梅（广东省自动化研究所，广东广州510070）DOI:10.3969/j.issn.1009-9492.2012.11.0120引言随着人类科学技术的进步和发展，自来水厂水泵机组性能的提高和容量的增加，厂方对设备安全、稳定、长周期、满负荷运行的要求越来越迫切。虽然运行自动化、制造精度和安装工艺水平的提高，使得水泵机组的振动故障有所减少，但是由于设备的复杂性、运行环境的特殊性、安装与检修中影响振动因素的不确定性，使得当前振动故障仍然严重影响水泵机组的正常运行。通过对水泵机组实施在线振动监测分析，可将水泵机组的实时运行状态传递给相关的设备管理人员及上级管理部门。“数据移动，人不动”已经成为水泵机组管理的最新理念。提高振动监测与分析是水泵机组管理水平，保障水泵安全及稳定运行的最佳手段，也是水泵机组预测性维护管理的主要决策依据，为企业实现基于水泵机组实时运行状态的检修管理奠定可靠、有效的保证。1系统架构设计某配水泵站由12台大型卧式水泵机组执行配水任务。为实施有效的振动监测，每台泵组配备一套12通道的Vbonline在线振动监测仪，安装于每台泵组的LCU柜内。为保证振动数据采集全面和日后故障分析诊断的准确性和充分性，对于各监测点同时采集水平和垂直方向的振动数据，且各转子轴均配置一个轴向振动测量以监测轴系对中和轴向振动情况。为实现基于条件的振动数据采集，还加装霍尔效应键相传感器以测量转速。具体振动测点配置如下。电机振动监测：1）电机自由端轴承配置2个测点（水平/垂直）；2）电机驱动端轴承配置3个测点（水平/垂直/轴向）。泵振动监测：1）泵自由端轴承配2个测点（水平/垂直）；2）泵驱动端轴承配置3个测点（水平/垂直/轴向）。每台泵组将采集10个测点的振动数据。在泵组每台电机的输入轴联轴器侧安装1个霍耳效应键相转速计。所有振动加速度传感器均引入Vbonline模块。工业自动化机电工程技术2012年第41卷第11期4512台Vbonline通过集成的以太网接口经工业以太网交换机与布置在中控室的在线振动分析软件系统的客户机和服务器连成网络，采用TCP/IP工业以太网现场总线通讯方式，实现与自动控制系统的通讯，并为自动控制系统的人机界面（HMI）软件提供振动的状态数据。因此泵站综合自动化系统的每台现地控制单元柜内的以太网交换机应至少预留1个RJ45的以太网接口，供Vbonline接入。由于在线振动系统集成的OPC通讯方式可以提供完备的振动数据和报警在控制系统的上位机上传输和显示功能。后台分析和管理工作站一台，安装Ascent振动分析和管理软件。在线振动监测与分析系统的总体架构，如图1所示。1.1前端硬件设计1.1.1传感器选型及安装方法本系统选用Commtest公司最新推出的高灵敏度、高动态范围和良好抗干扰能力的加速度振动传感器，型号为M/AM1-100-T2，如图2所示。采用胶粘的安装方式，该方式是不改动原有设备的基础上，最佳的设备振动数据的采集方式。信号稳定并且可以达到1