【壓縮機(jī)網(wǎng)】離心壓縮機(jī)在企業(yè)中應(yīng)用廣泛，該設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)與工作性能將會直接影響企業(yè)的工作質(zhì)量，對設(shè)備效益與實際收益造成影響，這就需要通過在線監(jiān)測系統(tǒng)及時發(fā)現(xiàn)并挖掘出離心壓縮機(jī)組含有的隱蔽性隱患和可能出現(xiàn)的不穩(wěn)定性因素，不斷抽取并分析歷史數(shù)據(jù)，建立分析模型，降低設(shè)備機(jī)組的運(yùn)行風(fēng)險，控制機(jī)組的劣化趨勢，降低非計劃停工情況的出現(xiàn)概率與維修費(fèi)用。

　　一、離心壓縮機(jī)組在線監(jiān)測的意義

　　企業(yè)可以通過運(yùn)用離心壓縮機(jī)組來降低生產(chǎn)成本，節(jié)省人力資源，提高產(chǎn)量與生產(chǎn)品質(zhì)，降低廢棄物排放，從而滿足現(xiàn)代化工業(yè)的各項生產(chǎn)需求。而在離心壓縮機(jī)組的運(yùn)用中，由于內(nèi)部轉(zhuǎn)子的高速運(yùn)轉(zhuǎn)，軸位移、軸振動等容易引發(fā)較高隱蔽性的故障，還會造成一系列連鎖反應(yīng)。例如，生產(chǎn)線被迫停車、非計劃階段停工等情況，影響企業(yè)的整體發(fā)展，這就需要維護(hù)離心壓縮機(jī)組的運(yùn)行穩(wěn)定性，確保其處于良好的工作狀態(tài)范圍。

　　當(dāng)前，企業(yè)中運(yùn)行的離心壓縮機(jī)組品牌眾多，盡管質(zhì)量已經(jīng)比以前提高很多，技術(shù)趨于成熟，但在實際運(yùn)行中，由于受到工況環(huán)境的影響，運(yùn)行的效果卻參差不齊。尤其在傳統(tǒng)監(jiān)測系統(tǒng)中，反映到機(jī)組系統(tǒng)顯示屏的數(shù)據(jù)難以反饋出系統(tǒng)內(nèi)在的具有瞬時性的振動波形變化，也難以顯示電流的穩(wěn)態(tài)信號，因此，難以檢測出系統(tǒng)內(nèi)蘊(yùn)含的故障。為此就需要在線監(jiān)測系統(tǒng)，降低安全操作隱患，做到實時的在線監(jiān)測，讓工作人員可以及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)存在的問題，一旦發(fā)生問題，在線監(jiān)測系統(tǒng)可以自動記錄完整的異常情況，為事后修復(fù)與分析提供便利，還可以記錄下系統(tǒng)內(nèi)高速轉(zhuǎn)子運(yùn)動過程及電流穩(wěn)態(tài)信號，為維修工作提供依據(jù)，幫助工作人員全面了解設(shè)備性能。

　　二、離心壓縮機(jī)組在線監(jiān)測系統(tǒng)的優(yōu)勢

　　離心壓縮機(jī)組的在線監(jiān)測系統(tǒng)是通過虛擬儀器技術(shù)，利用計算機(jī)對離心壓縮機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實時監(jiān)測，記錄機(jī)組運(yùn)行的全部工況，并向工作人員直觀展現(xiàn)。這種虛擬儀器還具備虛擬面板，兼容性較高的端口可擴(kuò)展儀器功能，并通過硬件資源、儀器檢測、控制軟件等進(jìn)行數(shù)據(jù)分析及通訊處理，擁有較高的運(yùn)行效率，將傳統(tǒng)的硬件檢測儀器向虛擬軟件的方向轉(zhuǎn)變，打破檢測設(shè)備與計算機(jī)之間的屏障，而企業(yè)用戶也不需要購買多臺檢測設(shè)備，僅需要在原有的設(shè)備上進(jìn)行功能擴(kuò)展，連接虛擬檢測軟件，增強(qiáng)功能，相較以往，降低了企業(yè)的檢測成本。

　　這種虛擬儀器技術(shù)可通過變編譯型圖形化編程，兼容多種功能模塊，并將各個功能模塊進(jìn)行串聯(lián)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享與互通，允許多個數(shù)據(jù)通道同時允許，還可以將某個模塊設(shè)定為其他模塊的子程序，將一個復(fù)雜的監(jiān)測任務(wù)分解成多層次的子任務(wù)，再運(yùn)用框架圖組合功能，合并處理檢測任務(wù)，簡化工作流程，提升系統(tǒng)運(yùn)行效率。

　　與傳統(tǒng)檢測工作相比，這種運(yùn)用虛擬儀器技術(shù)的在線監(jiān)測系統(tǒng)可讓使用者對系統(tǒng)進(jìn)行自定義，功能性強(qiáng)大，擁有廣闊的使用途徑。特別是在測量、開發(fā)、檢測、計算、監(jiān)控等可與示波器、邏輯分析設(shè)備、頻譜儀等相結(jié)合，發(fā)揮更高的性能，再加上擁有簡約易于操作的圖形化界面，更是降低了操作門檻，使用者不需要經(jīng)過過于復(fù)雜的培訓(xùn)，就可以上手操作，降低了原本數(shù)據(jù)收集與處理分析的工作強(qiáng)度。同時，傳統(tǒng)檢測儀器較為龐大，在多數(shù)據(jù)并行測量檢測時極為復(fù)雜，線纜與待測儀器都會增加工作難度。然而，通過這種集成化的虛擬檢測系統(tǒng)，會大幅度為工作人員提供便利，降低操作成本與檢測時間，其發(fā)展前景十分廣闊。

　　三、離心壓縮機(jī)在線監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計

　　1.在線監(jiān)測系統(tǒng)總體設(shè)計

　　在線監(jiān)測系統(tǒng)通過虛擬儀器技術(shù)對離心壓縮機(jī)組的運(yùn)行工況進(jìn)行實時檢測，并可利用相關(guān)軟件平臺進(jìn)行開發(fā)。在線監(jiān)測系統(tǒng)的前面板采用按鈕進(jìn)行功能選擇，也可搭載觸摸屏，而內(nèi)部的數(shù)據(jù)分析模塊則可對數(shù)字信號進(jìn)行采集與分析，還包括時域分析、幅值譜分析、譜平均分析、坐標(biāo)分析、軸心軌跡記錄、軸心位置分析、歷史趨勢分析等，為故障檢測提供了詳盡的依據(jù)。

　　離心壓縮機(jī)組內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，功能繁多，很多信號都具備停機(jī)保護(hù)，為此面對繁重的監(jiān)測任務(wù)，在線監(jiān)測系統(tǒng)還應(yīng)具備多任務(wù)處理能力。可通過分布式結(jié)構(gòu)結(jié)合各類子系統(tǒng)，依托智能計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，為離心壓縮機(jī)組構(gòu)建企業(yè)監(jiān)測網(wǎng)，并連接各個車間、施工現(xiàn)場、分廠與總公司。因此，還應(yīng)具備諸如通信功能、分析功能、整合功能、網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)、數(shù)據(jù)傳輸功能等多種功能，實現(xiàn)對設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的實時性檢測，并精準(zhǔn)提供故障診斷信息，向各部門、各層級管理人員發(fā)送監(jiān)測數(shù)據(jù)，并保證數(shù)據(jù)信息的完整性與安全性，確保不出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失的情況。同時，應(yīng)通過數(shù)據(jù)庫進(jìn)行連接，并將各類歷史記錄與啟停機(jī)數(shù)據(jù)相互比對，自動判斷運(yùn)行狀態(tài)是否正常以及是否需要發(fā)送報警信號，而由于系統(tǒng)具備數(shù)字化處理技術(shù)，還可以及時向工作人員提供設(shè)備運(yùn)行的各項參數(shù)與正常參數(shù)比對圖譜，方便企業(yè)管理人員任意時間與地點進(jìn)行設(shè)備狀態(tài)管理。

　　2.電渦流傳感器

　　電渦流傳感器是一種系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)，擁有較高的靈敏度與適用性，頻率范圍與抗干擾能力相比傳統(tǒng)傳感器也有著較大的提升?？蓪C(jī)械振動情況向電信號轉(zhuǎn)化，為此在設(shè)計中，就需要合理安排電渦流傳感器的位置與安裝質(zhì)量，確?？梢酝暾孬@取到轉(zhuǎn)子振動信息。該元件通過頭部探頭探測離心壓縮機(jī)組振動間隙變化測量轉(zhuǎn)子振動與軸位移的關(guān)系，而不需要與離心壓縮機(jī)組直接接觸。由于有足夠的頻率范圍，可測量高頻率的轉(zhuǎn)子振動位移或靜止位置，觀測轉(zhuǎn)子與機(jī)殼振動情況，所呈現(xiàn)波形簡潔直觀，且抗干擾能力強(qiáng)，為后續(xù)觀察分析提供便利。

　　電渦流傳感器在監(jiān)測工作中還應(yīng)注意找平與離心壓縮機(jī)組的問題，工作人員需要在平均間隙中考慮到機(jī)殼振動間隙，否則，將會由于振動間隙不足而降低監(jiān)測值的準(zhǔn)確性。為了避免波形失真與測量誤差，普遍會在平均間隙上空余出一定空間，確保平均間隙的兩邊保持最大動態(tài)幅度，而不會與機(jī)殼發(fā)生誤接觸。同時，還應(yīng)注意傳感器的探頭部位與其他導(dǎo)體保持一定距離，避免傳感器端部線圈的磁通受到其他導(dǎo)體的干擾，從而改變傳感器探頭線圈與機(jī)殼之間的耦合狀態(tài)。另外，還應(yīng)考慮離心壓縮機(jī)組本身材質(zhì)，注意導(dǎo)電性與導(dǎo)溫性，降低測量誤差。

　　3.模擬信號調(diào)理模塊

　　模擬信號調(diào)理模塊是在線監(jiān)測系統(tǒng)中的一項重要元件，該元件可提升數(shù)字測量信號的準(zhǔn)確性，并確保數(shù)字通道內(nèi)信號數(shù)據(jù)的完整，還起到保護(hù)測量系統(tǒng)的作用，避免在測量過程中受到過多的外界因素干擾而為測量結(jié)果造成影響，降低外界對系統(tǒng)元件的損害，發(fā)揮保護(hù)作用。信號調(diào)理元件還擁有較強(qiáng)的抗噪聲能力，通過輸出輸入端口保護(hù)、信號放大、信號電源隔離、濾波器、激勵器等為系統(tǒng)與傳感器提供準(zhǔn)確性保障。此外，在運(yùn)用中，模擬信號調(diào)理模塊還會在系統(tǒng)與機(jī)殼形成空余空間，保障操作人員的安全，并降低由于共模而形成的測量誤差。特別是在充滿電氣噪聲或其他信號干擾因素的環(huán)境中，可發(fā)揮抗干擾能力，消除干擾噪聲以及來自電源、電動機(jī)等設(shè)備的干擾，提高數(shù)據(jù)采集結(jié)果的準(zhǔn)確性。還包括系統(tǒng)過壓保護(hù)等功能，確保系統(tǒng)不會受到異常電流造成的影響，從而減少系統(tǒng)的糾錯時間，提升監(jiān)測工作效率。

　　4.數(shù)據(jù)采集模塊

　　數(shù)據(jù)采集模塊可完成信號采集、數(shù)據(jù)處理、信息存儲與傳輸?shù)裙ぷ?，也是在線監(jiān)測系統(tǒng)的核心部位。由于相關(guān)軟件平臺提供相應(yīng)的函數(shù)與邏輯編碼，為此在系統(tǒng)設(shè)計中也不需要工作人員進(jìn)行過多調(diào)節(jié)，可直接投入使用。數(shù)據(jù)采集模塊在運(yùn)用中還擁有較高的兼容性，可對各類數(shù)據(jù)通道的采樣點數(shù)與采樣頻率相適應(yīng)，獲得更廣泛的數(shù)據(jù)。由于此軟件還具備數(shù)據(jù)實時傳輸功能，可充分發(fā)揮在線監(jiān)測系統(tǒng)的效用，可通過動態(tài)數(shù)據(jù)交換等技術(shù)，降低數(shù)據(jù)傳輸實際，提升數(shù)據(jù)運(yùn)算效率，方便計算機(jī)、局域網(wǎng)及各車間監(jiān)測系統(tǒng)相互連接與數(shù)據(jù)交換。而數(shù)據(jù)采集模塊還具備歷史情況分析與報表編制等功能，可通過本地系統(tǒng)結(jié)合網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫，就算在離線狀態(tài)下也可以完成監(jiān)測工作，聯(lián)網(wǎng)后則可將本地系統(tǒng)數(shù)據(jù)上傳到網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫，由服務(wù)器對數(shù)據(jù)進(jìn)行采集與存儲，可實現(xiàn)機(jī)組故障與歷史異常情況的比對，并為工作人員呈現(xiàn)出簡潔的報表，方便機(jī)組故障處理。

　　5.監(jiān)測分析模塊

　　監(jiān)測分析模塊可對數(shù)據(jù)采集模塊所分析出的異常數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，發(fā)揮著報警作用，工作人員可通過該模塊及時了解機(jī)組的異常狀況。監(jiān)測分析模塊可被安裝在任意主機(jī)上，只需要連通網(wǎng)絡(luò)，就可以變成自動化分析站，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)采集模塊數(shù)據(jù)的識別。

　　監(jiān)測分析模塊包括正常監(jiān)測、數(shù)據(jù)分析與趨勢分析等功能，正常監(jiān)測可隨時顯示系統(tǒng)工況。例如，軸承振動信號若出現(xiàn)異常情況，系統(tǒng)就會根據(jù)系統(tǒng)振幅進(jìn)行報警；數(shù)據(jù)分析則可通過頻域分析、時域分析、軌跡分析、振幅分析、機(jī)組啟停狀態(tài)等判斷機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)，而趨勢分析則是可根據(jù)設(shè)備一段時間的運(yùn)行狀態(tài)，判斷機(jī)組是否存在劣化趨勢，并與網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫內(nèi)的其他機(jī)組運(yùn)行數(shù)據(jù)相互比對，再通過向數(shù)據(jù)采集模塊進(jìn)行回傳，獲取異常情況信號后直接發(fā)出報警信號，發(fā)揮在線監(jiān)測系統(tǒng)的實時探測效能。

　　四、離心壓縮機(jī)組在線監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用

　　1.檢測機(jī)組不對中問題

　　離心壓縮機(jī)組在運(yùn)行中常常會由于各項隱患故障而影響整體運(yùn)行，對企業(yè)的生產(chǎn)及人員安全造成威脅，而通過在線監(jiān)測系統(tǒng)的運(yùn)用，則可以有效發(fā)現(xiàn)機(jī)組設(shè)備存在的問題。機(jī)組不對中問題是在設(shè)備安裝后，內(nèi)部轉(zhuǎn)子的軸線并未與延長線相互重合。這種情況將會導(dǎo)致一些大型離心壓縮機(jī)內(nèi)部出現(xiàn)電動機(jī)與增速器相互產(chǎn)生誤差，輸出齒輪軸的耦合性較差等問題，造成較為嚴(yán)重的事故。在不對中問題發(fā)生時，內(nèi)部聯(lián)軸的振動會產(chǎn)生徑向與軸向的振動，從而引起遠(yuǎn)離連接軸的振動。而在線監(jiān)測系統(tǒng)則可通過虛擬儀器的探頭，測量機(jī)殼頻率，并根據(jù)歷史數(shù)據(jù)庫與往期振動頻率相互比對，檢測是否存在振動方面的差異，直接就可判斷出是否存在機(jī)組不對中的問題。因此，在線監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)用中，可及時通過振動發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)問題，確保機(jī)組設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定。

　　2.檢測轉(zhuǎn)子不平衡問題

　　離心壓縮機(jī)組運(yùn)行中內(nèi)部轉(zhuǎn)子會高速回轉(zhuǎn)，而轉(zhuǎn)子不平衡問題則是離心壓縮機(jī)組常見的異響故障情況，通過傳統(tǒng)檢測方式很難被觀測到，而這種不平衡情況就算在設(shè)備安裝中對轉(zhuǎn)子進(jìn)行動平衡實驗，依然難以完全避免，在使用中很容易出現(xiàn)。一方面，是由于轉(zhuǎn)子在運(yùn)行中自動產(chǎn)生的不平衡；另一方面，是由于轉(zhuǎn)子在運(yùn)輸途中產(chǎn)生碰撞導(dǎo)致變形或彎曲，使轉(zhuǎn)子的重心與設(shè)計之初產(chǎn)生偏離情況，將會引起機(jī)組明顯的振動情況。應(yīng)對這種故障，在線監(jiān)測系統(tǒng)可分析機(jī)組的頻譜值，判斷是否與常規(guī)振動存在較大的偏差。若軸心軌跡呈現(xiàn)出橢圓形，其他測點也有所增大，而頻譜成分幅值卻較低，為此就可推斷出系統(tǒng)存在轉(zhuǎn)子不平衡問題，檢修人員也可以在維修中進(jìn)行動平衡實驗，并比對在線監(jiān)測系統(tǒng)的歷史數(shù)據(jù)，具有一定的實用價值。

　　3.檢測機(jī)械松動問題

　　機(jī)械松動是離心壓縮機(jī)在運(yùn)行中的一項故障情況，可通過在線監(jiān)測系統(tǒng)測量出來。機(jī)械松動包括結(jié)構(gòu)性松動與轉(zhuǎn)動部件松動，其中會由于安裝過程中不牢靠、底座損壞或零件脫落等因素引起。而機(jī)械松動故障同樣具有屬于自己的頻譜表現(xiàn)，在徑向振動或垂直振動較強(qiáng)時，在線監(jiān)測系統(tǒng)就可以通過頻譜分析判斷出故障情況及發(fā)生松動的部位。就算軸向振動幅度較小，也可以通過高精度探頭探測到異常振動情況，再結(jié)合時域分析，對比往期數(shù)據(jù)庫，就可以測得離心壓縮機(jī)組內(nèi)部出現(xiàn)的故障情況，為后續(xù)的檢修及故障預(yù)防等工作提供便利。

　　總而言之，離心壓縮機(jī)組的在線監(jiān)測系統(tǒng)是一項功能較多、適用性較強(qiáng)、準(zhǔn)確性較高的機(jī)組工況運(yùn)行監(jiān)測系統(tǒng)；可實現(xiàn)反饋機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)，分析機(jī)組故障問題，為事故預(yù)防、故障維修等工作提供便利；系統(tǒng)設(shè)計中應(yīng)做好電渦流傳感器、模擬信號調(diào)理模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、監(jiān)測分析模塊等方面的設(shè)計與安裝。通過實時監(jiān)測，可檢測到離心壓縮機(jī)組的不對中、轉(zhuǎn)子不平衡以及機(jī)械松動等問題，為機(jī)組設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行提供保障。

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