空壓機(jī)在線分析系統(tǒng)包含了在線監(jiān)測(cè)與在線故障診斷2個(gè)方面的技術(shù)。在線監(jiān)測(cè)由安裝在每套空壓機(jī)組各監(jiān)測(cè)部位的信號(hào)傳感器和數(shù)據(jù)采集箱組成，用于采集各種現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)，如振動(dòng)信號(hào)，軸位移，鍵相（兼轉(zhuǎn)速測(cè)量）以及緩變量信號(hào)（如溫度，壓力等）；數(shù)據(jù)采集箱將上述信號(hào)統(tǒng)一轉(zhuǎn)換為4～20mA標(biāo)準(zhǔn)模擬信號(hào)送入到計(jì)算機(jī)進(jìn)行在線顯示，通過(guò)顯示屏就可以很清楚地看到風(fēng)機(jī)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行狀況，如前后軸承，變速機(jī)瓦座的振動(dòng)值，轉(zhuǎn)速測(cè)定值及軸位移變化情況等。

　　在線故障診斷由安裝在計(jì)算機(jī)內(nèi)的應(yīng)用軟件系統(tǒng)組成。軟件從振動(dòng)信號(hào)中全面地提取診斷信息，提供了包括波形頻譜圖，軸心軌跡圖，振動(dòng)趨勢(shì)圖，過(guò)程振動(dòng)趨勢(shì)圖，極坐標(biāo)圖，軸心位置圖等強(qiáng)大豐富的圖譜分析和診斷功能，可以分析的數(shù)據(jù)類(lèi)型包括實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，5種趨勢(shì)數(shù)據(jù)（小時(shí)，天，周，月，年），歷史數(shù)據(jù)以及啟停機(jī)等數(shù)據(jù)。

　　2系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能

　　2.1信號(hào)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的分布

　　系統(tǒng)監(jiān)測(cè)的信號(hào)分為振動(dòng)信號(hào)及非振動(dòng)信號(hào)，其中非振動(dòng)信號(hào)有排氣溫度和壓力，瓦溫，潤(rùn)滑油壓，油箱油位，負(fù)壓，冷卻后油溫，新水壓力和溫度，循環(huán)水壓力和溫度，電機(jī)瓦溫，電機(jī)定子溫度，電機(jī)電壓和電流等大量信號(hào)。這些信號(hào)的一個(gè)共同特點(diǎn)是，信號(hào)的幅度相對(duì)于振動(dòng)信號(hào)是緩慢變化的，因此在該系統(tǒng)中又稱(chēng)之為"緩變量".

　　振動(dòng)信號(hào)主要有增速箱和空壓機(jī)轉(zhuǎn)子的X和Y方向軸振動(dòng)，瓦振，軸位移等信號(hào)，其共同特點(diǎn)是，在設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，其傳感器的輸出幅度為零；當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)異?，F(xiàn)象時(shí)，其幅度會(huì)在極短的時(shí)間內(nèi)（毫秒級(jí)）出現(xiàn)急劇變化，因此在該系統(tǒng)中又稱(chēng)之為"瞬變量".

　　2.2部分信號(hào)

　　2.2.1鍵相信號(hào)

　　鍵相信號(hào)是用來(lái)準(zhǔn)確描述振動(dòng)相角的，而相角的測(cè)量可用來(lái)描述某一特定時(shí)刻機(jī)器轉(zhuǎn)子的位置。相角測(cè)量系統(tǒng)能夠確定每一傳感器信號(hào)上對(duì)應(yīng)的機(jī)器轉(zhuǎn)子的"高點(diǎn)"相對(duì)轉(zhuǎn)子上某一固定點(diǎn)的位置，通過(guò)確定機(jī)器轉(zhuǎn)子上"高點(diǎn)"的位置，就可能確定機(jī)器的平衡狀態(tài)和機(jī)器轉(zhuǎn)子上殘留的非平衡重的位置。機(jī)器轉(zhuǎn)子平衡狀態(tài)的改變將引起高點(diǎn)的變化，這種變化通過(guò)相角變化而顯示出來(lái)。

　　2.2.2軸位移信號(hào)

　　軸位移信號(hào)用來(lái)準(zhǔn)確描述壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子止推環(huán)法蘭和止推軸承之間的相對(duì)位置。壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子在高速運(yùn)行中，由于各種因素，諸如載荷，溫度等的變化，轉(zhuǎn)子在軸向會(huì)有所移動(dòng)。軸向位置監(jiān)測(cè)的主要目的是為了保證消除轉(zhuǎn)子和定子之間的軸向摩擦。軸向止推軸承的故障可能是壓縮機(jī)*嚴(yán)重的故障。

　　2.2.3溫度信號(hào)

　　徑向和軸向軸承的巴式合金襯的溫度現(xiàn)在正變得越來(lái)越重要，空壓機(jī)運(yùn)行時(shí)它們的溫度不能超過(guò)80℃。找出溫度數(shù)據(jù)和振動(dòng)測(cè)量結(jié)果以及溫度數(shù)據(jù)和位置測(cè)量結(jié)果之間的關(guān)系有助于及時(shí)發(fā)現(xiàn)機(jī)器可能存在的故障。

　　2.3系統(tǒng)設(shè)備的配置

　　1~4#PLC分別負(fù)責(zé)1~4#空壓機(jī)組的機(jī)械振動(dòng)信號(hào)的采集和處理，5#PLC則負(fù)責(zé)4個(gè)空壓機(jī)組的所有緩變量信號(hào)（如溫度，壓力，流量和電流等）的采集和處理。

　　中心服務(wù)器是整個(gè)系統(tǒng)的核心部分。服務(wù)器基于客戶(hù)機(jī)/服務(wù)器結(jié)構(gòu)模式，采用標(biāo)準(zhǔn)的TCP/IP通信協(xié)議，向系統(tǒng)提供內(nèi)部局域網(wǎng)功能。它具有齊全的信號(hào)分析功能，對(duì)各個(gè)機(jī)組在不同時(shí)刻，不同狀態(tài)下的動(dòng)態(tài)信號(hào)快速，準(zhǔn)確地進(jìn)行各種分析和數(shù)據(jù)處理，并以各種圖譜表現(xiàn)在界面上。在服務(wù)器上配置的故障診斷專(zhuān)家系統(tǒng)具有征兆獲取，自動(dòng)診斷，對(duì)話診斷以及診斷結(jié)果的存儲(chǔ)等功能，保證了系統(tǒng)的先進(jìn)性和診斷結(jié)果的可靠性。

　　在系統(tǒng)局域網(wǎng)上，根據(jù)具體的使用需求以及崗位操作人員的分工情況，可以配置多臺(tái)瀏覽站PC.采用工業(yè)組態(tài)方式，能夠在線編輯所要監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)和表現(xiàn)形式（如結(jié)構(gòu)示意圖，棒圖，表格和數(shù)字等），以及調(diào)用任意機(jī)組的各種數(shù)據(jù)和分析圖形。

3故障診斷的實(shí)例圖形

　　在3#機(jī)某次停機(jī)之前，系統(tǒng)已經(jīng)捕捉到大量故障信息。3#機(jī)（ZD3）11X測(cè)點(diǎn)的振動(dòng)趨勢(shì)圖和波形頻譜圖，在5月8日左右，振動(dòng)已經(jīng)出現(xiàn)明顯異常，對(duì)其進(jìn)行波形頻譜分析，發(fā)現(xiàn)振動(dòng)波形有明顯的沖擊脈沖，顯示有故障。

　　隨后機(jī)組波形頻譜圖出現(xiàn)動(dòng)靜碰撞摩擦的顯著特8自動(dòng)化應(yīng)用www.auto-apply.com系統(tǒng)解決方案征（振動(dòng)波形出現(xiàn)削波現(xiàn)象），其他振動(dòng)測(cè)點(diǎn)也有類(lèi)似現(xiàn)象。由于故障進(jìn)一步的惡化，*終不得不停機(jī)。

　　本次離心式壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子碰磨設(shè)備事故的原因：壓縮機(jī)定子部分的二級(jí)隔板存在制造缺陷，有明顯的砂眼和裂紋，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的振動(dòng)，機(jī)殼上部隔板斷裂，下落，造成轉(zhuǎn)子與定子密封的輕微磨擦，此時(shí)壓縮機(jī)的徑向振動(dòng)發(fā)生變化，有沖擊脈沖出現(xiàn)，隨著磨擦的進(jìn)一步加劇，止推軸承損壞，轉(zhuǎn)子發(fā)生軸向位移，繼而導(dǎo)致轉(zhuǎn)子與定子的全周磨擦，磨擦引起的熱變形使轉(zhuǎn)子彎曲，又加大了轉(zhuǎn)子的偏心量，*終發(fā)展為壓縮機(jī)振動(dòng)突然變大，造成壓縮機(jī)軸瓦，轉(zhuǎn)子和隔板的損壞。

　　4系統(tǒng)的應(yīng)用效果

　?。?）實(shí)現(xiàn)了對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的動(dòng)態(tài)管理。系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)24h不間斷地對(duì)現(xiàn)場(chǎng)機(jī)組各測(cè)點(diǎn)的振動(dòng)數(shù)據(jù)及溫度，壓力，軸位移，流量，電流等過(guò)程參數(shù)進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)，并通過(guò)各種圖形，圖譜及數(shù)據(jù)表格等形式進(jìn)行動(dòng)態(tài)顯示，對(duì)有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行存貯和分類(lèi)管理，實(shí)現(xiàn)當(dāng)班，當(dāng)天，當(dāng)月，當(dāng)年等歷史數(shù)據(jù)的再現(xiàn)，進(jìn)一步形成各種趨勢(shì)分析結(jié)果。

　?。?）提供了完善的保護(hù)功能。特別是在起停機(jī)階段，能夠提供整個(gè)過(guò)程各種信號(hào)參量之間的相關(guān)趨勢(shì)及隨時(shí)間變化趨勢(shì)，非常直觀。當(dāng)機(jī)組運(yùn)行異常時(shí)，還具有聲，光超限報(bào)警和梯度報(bào)警功能，各種監(jiān)測(cè)結(jié)果可以隨時(shí)進(jìn)行打?。煌瑫r(shí)能完成與管理機(jī)的實(shí)時(shí)通信，便于上級(jí)主管部門(mén)及時(shí)掌握機(jī)組的運(yùn)行狀況。

　?。?）為科學(xué)，準(zhǔn)確的設(shè)備在線故障分析診斷提供了可能。系統(tǒng)配置的智能故障診斷系統(tǒng)能通過(guò)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)提供的運(yùn)行機(jī)組各種特征參數(shù)變化的識(shí)別，運(yùn)用故障診斷專(zhuān)家系統(tǒng)對(duì)這些變化進(jìn)行綜合分析，準(zhǔn)確判斷各種故障點(diǎn)及嚴(yán)重程度，為設(shè)備維護(hù)和管理人員合理決策提供可靠的依據(jù)。

　　（4）提高了設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率，減少了崗位操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，延長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命，減少工作量。當(dāng)機(jī)組個(gè)別部位發(fā)現(xiàn)異常時(shí)，根據(jù)在線數(shù)據(jù)對(duì)一些異?，F(xiàn)象進(jìn)行分析，判斷，可以避免許多不必要的停機(jī)。這樣使維護(hù)工作量較以前大大減少，也相應(yīng)減少了設(shè)備的頻繁起停次數(shù)和損耗。

　?。?）為確定*佳檢修時(shí)機(jī)和制定合理檢修方案提供了依據(jù)。利用在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)結(jié)合故障診斷技術(shù)，在設(shè)備負(fù)載運(yùn)行即不停機(jī)的情況下，對(duì)設(shè)備的各種狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和分析，判斷其是否存在異?；蚬收?，故障的部位，原因及嚴(yán)重程度，避免以前停機(jī)后檢查才能發(fā)現(xiàn)確切故障原因的狀況，不但為檢修節(jié)約了時(shí)間，而且使檢修方案的制定更加科學(xué)，合理，提高了設(shè)備的檢修質(zhì)量。

　?。?）系統(tǒng)具備強(qiáng)大的數(shù)據(jù)管理，高速傳輸和共享功能，為企業(yè)今后實(shí)現(xiàn)大規(guī)模設(shè)備遠(yuǎn)程集中管理和監(jiān)測(cè)奠定了基礎(chǔ)。

　　5結(jié)語(yǔ)

　　在線分析系統(tǒng)在2006年初投用，經(jīng)過(guò)不斷的總結(jié)和摸索，取得了很好的效果。在此基礎(chǔ)上，又對(duì)CO2壓縮站的6臺(tái)CO2壓縮機(jī)進(jìn)行了在線分析系統(tǒng)的改造，2個(gè)系統(tǒng)之間通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接成一體，形成了一個(gè)完整的"中州分公司壓縮機(jī)在線分析系統(tǒng)"，使得設(shè)備在線分析技術(shù)得到了推廣應(yīng)用。