5971旋转机械振动在线监测系统方案

5971旋转机械振动在线监测系统方案1方案依据

本方案依据用户所提供的“振动监测系统技术要求”，围绕该要求进行方案设计。2测试内容

测试对象包括以下内容：在线监测设备的振动情况，每套设备有六个振动传感器，总共是四套设备，可以做成四套振动监控，也可以做成一套监控。

3技术要点

振动监测系统所含技术要点或难点或技术关键主要是：

1．传感器部分

振动监测系统主要涉及低频振动信号采集，对传感器的频响要求与灵敏度要求较高，如下：

马达Motor转速为1400rpm,其余轴承转速均约160rpm，工作频率低；

2．测试系统部分

可靠性：系统的可靠性是确定总体方案的主要依据；

使用方便：操作程序明确，能用实时显示测量值及相应的测量数据曲线；

抗干扰能力：系统的电性能稳定，抗干扰能力强，数据真实可靠；

4系统方案

系统架构

振动监测系统核心硬件由计算机、数据采集系统-5971、数据分析软件组成。

每个5971振动监测采集系统均内置高性能嵌入式处理器、高速硬盘，以太网接口。通过以太网络连接到监控计算机上进行数据存储分析。

在采样过程中，各个采集系统采样的数据能实时发送传输到计算机中存储、处理、分析，并可动态实时切换通道显示振动波形、频谱等。

系统配置

对于振动测试系统，根据需要配置如下两个方案：

名称数量备注

5971旋转机械运行状态

在线监测系统

1台6通道/台

美国PCB625B10/010BZ

加速度传感器

6套含10米原装铠装电缆

DRMA旋转机械状态监测、故障诊断及管理软件1套

含监测、诊断、管理3个

软件模块

名称数量备注

5971旋转机械运行状态

在线监测系统

1台24通道/台

美国PCB625B10/010BZ

加速度传感器

24套含10米原装铠装电缆

DRMA旋转机械状态监测、故障诊断及管理软件1套

含监测、诊断、管理3个

软件模块

5971旋转机械运行状态在线监测系统

该系统已包含动态信号测试系统所需的信号调理器、直流电压放大器、低通滤波器、A/D转换器、嵌入式处理器以及采样控制和计算机通讯的全部硬件，而且提供了充分考虑用户方便操作本系统所需的控制软件及分析软件。

4.3.1特点

4.3.1.1系统的抗干扰设计

4.3.1系统信号地与被测地完全隔离,克服被测地的不确定对测试系统的影响。.

4.3.1合理的接地和屏蔽，使现场的任何干扰信号均不能进入被测信号回路，因此系统需要具有极强的抗干扰能力；.

4.3.1使用隔离电源,保证现场周边任何设备的起停机及改变工作状态造成的电网电压波动及浪涌等对本系统都不产生任何影响,确保系统的正常工作，避免误报警。.

4.3.1系统的可靠性设计.2

4.3.1根据相关的国家技术标准设计、生产所有产品，并严格执行ISO9001质量管理体系，保证产品的高质量和可靠性；.

4.3.1采用先进的工艺流程，大规模集成电路，全贴片工艺，体积小，功耗低，保证了可靠性；.

4.3.1所有部件和整机根据国家标准,均经过多次高低温试验,保证设备出厂前筛选出器件的早期失效；.

4.3.1所有设备出厂前均进行了应用于航天设备的随机振动筛选(10Hz～2kHz、2g的随机振动,三向每向二十分钟)，大大提高了系统的可靠性；.

4.3.1数据采集器内嵌了与研祥工控合作定制的适合恶劣环境使用的工控机，专门用于动态信号的数据采集系统，舍弃不需要的功能,提高可靠性，还加快了处理速度；.

4.3.1每通道均设置了一组DSP信号处理系统,强大的实时处理功能,保证监测信号一点不丢的进行处理,设备的任何瞬间故障，特征信号都不会遗漏;采用硬件处理器(DSP),对于长时间连续工作的CPU,提高可靠性;.

4.3.1数采与工控机之间的通讯,采用了最底层的PCI总线协议，数据传输更加稳定可靠；.

4.3.1工控机的存储媒体,采用大容量硬盘，增强硬件的抗振性和长期连续工作的可靠性；.

4.3.1工控机工作于LINUX操作环境，保证系统长期运行更加稳定、可靠，避免了受病毒入侵的风险；.

4.3.1采集器与外部系统通讯中断时（如网线断开，网络阻塞等），系统可独立工作，等网络恢复时采集终端会自动与数据中心建立连接，数据重新上传到中心数据库中；其独立运行能力取决于采集器自身所带存储器的空间；.

4.3.2产品图形：

4.3.35971旋转机械在线监测系统系统说明

4.3.3.1采集器机箱：

5971为离散式数据采集器，内置专用PC104工控机，每个采集机箱最多32通道振动数采。通过采集箱扩展，数采通道、转速测量通道任选（本项目是否需要提供防爆机箱由用户确定）；

4.3.3.2转速采集卡

5971的转速卡可以配接:多种传感器类型,如电涡流转速传感器、磁敏转速传感器、光电转速传感器等，采集器为转速传感器提供供电电源。

4.3.3.3振动采集卡

5971振动采集卡允许接入多种测振传感器，如电涡流位移传感器、磁电速度传感器、ICP加速度传感器等等，采集卡为传感器提供相应的供电电源。每张采集卡2个通道，每个通道独立同步工作，互不干扰。

4.3.3.4每通道独立的16位A/D转换器用于动态振动信号的采样，保证所有通道并行同步工作；

4.3.3.5每台采集器内均采用嵌入式工控机处理系统，用于参数设置,采样控制,报警判断及动态数据和特征值的网络通讯。当突发事件发生时,连续实时海量记录事发前后的被测信号；

4.3.3.6每通道设置独立的DSP实时处理系统，实时对所有数据连续（不丢点）采集、FFT分析等处理，根据对被测信号处理结果的识别，判断设备的运行状态。控制每通道设置的大容量高速数据缓冲存储器,存贮突发事件发生前设备的运行状态参数;

4.3.3.7DSP实时处理系统计算的振动特征值包括：

4.3.3.整周期采样（有键相）时，特征量包括：通频带振幅、间隙电压（电涡流位移传感器输出）、1倍频幅值/相位、2倍频幅值/相位、倍频幅值/相位、N倍频幅值/相位、转速、剩余量、歪度、峭度、波形因子、波峰因子等。

4.3.3.非整周期采样（无键相）时，特征量包括通频带振幅，4个自定义频段能量，间隙电压（电涡流位移传感器的输出），歪度、峭度、波形因子、波峰因子等。

4.3.3.8最新高性能FPGA芯片，全数字锁相倍频设计，不间断精确稳定完成整周期采集；

4.3.3.9本地数据处理与本地数据存储功能

4.3.3.10当由于服务器或网络发生故障时，历史数据不能够正常保存到服务器的数据库中，5971采集器可以将历史数据保存在本机存储器内，当网络恢复正常后，即将存储器内的的历史数据上传给中心服务器；

4.3.3.11本机可以保留大量的监测数据，可完整保留多次起停机及长达二个月的历史数据，克服因网络中断造成的监测数据丢失的弊病；

4.3.3.12系统自启动功能:系统具备自动恢复、自动启动功能，遇有意外断电，网络中断等情况，供电和网络恢复正常后，系统能自动启动进入运行状态，并恢复到断电和断网前的状态，实现无人值守，保证系统长时间连续可靠运行；

4.3.3.13系统通讯方式：根据不同客户现场网络环境,确定工控机与数据服务器的通讯接口环境,主要包括以太网、光纤、无线网卡、以及本机内存储数据通过电脑有选择的导出等。

5远程监测与故障分析软件功能

两种软件构架：远程在线监测与故障诊断软件是基于B/S,C/S构架的组合软件，可以根据自身监测的特点选择其中一种构架，也可综合使用；

集在线监测与离线巡检于一体：远程在线监测与故障诊断软件是一个在线监测与设备点检设备的故障诊断管理的综合软件。进入该系统，不仅可以管理在线监测系统的关键设备，还可以应用于采用点检的设备运行状态的监测，即该软件平台不仅保存在线监测系统的数据，还可以保存离线监测系统的数据(如5901的数据)。

系统管理功能