Описание

СМД-4 — новое поколение цифровых систем мониторинга состояния агрегатов с возможностью автоматической диагностики дефектов вращающегося оборудования по вибрации и току. Контроль проводится по ГОСТ ИСО 10816 и ГОСТ 25364.

Системы строятся по модульному принципу их унифицированных блоков анализа электрического сигнала (БАЭС), что позволяет гибко создавать систему непрерывного мониторинга состояния, и при необходимости, онлайн диагностики дефектов оборудования различной сложности от простейших вентиляторов и насосов для крупных энергоемких агрегатов.

 

Применение

Назначение системы СМД-4:

•  непрерывный контроль параметров вибрации в соответствии с ГОСТ ИСО 10816 и ГОСТ 25364,
•  непрерывный мониторинг состояния оборудования по широкой номенклатуре параметров вибрации (более 100) в широком частотном диапазоне,
•  оперативная диагностика по вибрации агрегата и току его привода (за 5 сек.),
•  среднесрочный прогноз состояния (не более 30 сут.) и оценка ресурса при обнаружении развитых дефектов.

 

Особенноести

Повышенная достоверность мониторинга и диагностики за счет расширенной номенклатуры контролируемых параметров и использования не менее 3-х независимых диагностических признаков для каждого дефекта;

• Специальные алгоритмы минимизации времени измерения и постановки диагноза;
• Высокая чувствительность обнаружения изменений состояния за счет автоматической адаптации порогов к естественным изменениям контролируемых параметров;
• Диагностика агрегата или группы агрегатов как единого целого (в отличие от методов поузловой диагностики в составляемом диагностическом модуле учитывается влияние дефектов на вибрацию в различных точках контроля);
• Возможность более глубокой диагностики внешними средствами по автоматически записываемым в моменты опасных изменений состояния первичным сигналам;
• Автономная работа системы без ее обслуживания

 

Характеристики

Измеряемые параметры:

Вибрация:

• СКЗ виброскорости в стандартной полосе частот 10-1000 Гц (ГОСТ ИСО 10816 и ГОСТ 25364);
• СКЗ виброускорения в третьоктавных полосах частот от 5 Гц до 10кГц (34 полосы);
• СКЗ и пиковое значение виброускорения в полосе частот 8-20кГц;

Анализ узкополосных спектров:

•  до пяти характерных гармонических рядов по шесть первых гармонических составляющих;
•  уровни случайной вибрации в октавных полосах от 125 до 8000 Гц;
•  совокупность сильных по уровню гармонических составляющих (34 гармоники).

Ток:

• Результаты анализа узкополосных спектров: до 5 рядов гармоник — прямых и модулирующих.

Основные характеристики:

• Время обновления результатов анализа — 1,6 сек.;
• Время постановки диагноза — 5 сек.;
• Прогноз состояния по скорости развития дефектов — до 30 сут.;
• Динамический диапазон — не менее 100 дБ;
• Частотный диапазон 0,5 Гц — 25,6 кГц;
• Неравномерность частотной характеристики — не более 3% в полосе 2Гц — 10кГц; Коэффициент нелинейных искажений — не более 0,1%;
• Условия эксплуатации — температура от −10 до +40 oС, влажность до 95%;
• Количество каналов — до 256;
• Ресурс — не менее 10 лет.

 

Комплектация

В состав СМД-4 входят:

•  вибропреобразователи по числу каналов
•  датчики частоты вращения по числу агрегатов (опционально)
•  датчики тока по числу электрических машин (опционально)
•  измерительные модули БАЭС (4 вибрационных/токовых канала в каждом модуле)
•  сетевые коммутаторы
•  компьютер с программой мониторинга состояния и оперативной диагностики «ОДА»
•  программное обеспечение «АРМ Оператора», устанавливается на любой компьютер внешней сети (опционально)
•  блоки питания (по количеству разнесенных частей системы)
•  соединительные кабели
•  устройства ввода вывода (монитор, клавиатура, тачпад/мышь)

Измерительные блоки объединяются сетью Ethernet, в которую включен компьютер с программным обеспечением «ОДА» и рабочим местом оператора. Такое построение СМД-4 позволяет организовать территориально распределенные системы. ПО «ОДА» может передавать данные в информационную систему предприятия и на рабочее место диагноста.
Ниже приведена схема комплекса.

 

ПО

Мониторинг
Раз в 1,6 сек. в программное обеспечение «ОДА» из модулей БАЭС поступают измеренные параметры необходимые для контроля и мониторинга.
Контроль и мониторинг выполняется непрерывно в любом режиме работы объекта от пуска до полной остановки. Система определяет нестационарные режимы работы и применяет для них специальные методы мониторинга. Текущий режим работы определяется тремя независимыми способами — по датчику оборотов, узкополосным спектрам вибрации и тока приводного двигателя.
Система использует четыре модуля для мониторинга состояния в разных временных масштабах — секунды, минуты, часы и дни, что позволяет разделять процессы, связанные с различной скоростью деградации и различные по длительности переходные процессы. В каждом модуле (временном интервале) происходит построение трендов и автоматическая адаптация порогов. Для любого параметра можно задать жесткие пороги, отключив их автоматическую адаптацию.
Ниже приведена схема организации обработки данных в накопителях:

Диагностика
По команде с компьютера БАЭС может произвести диагностические измерения и записать исходные сигналы, в том числе измеренные до команды на запись, что позволяет анализировать причины роста вибрации. Такая команда может формироваться по событию (при изменении состояния по результатам мониторинга) или с заданной периодичностью.
Определение вида, величины, места и времени появления опасных дефектов проводится по событию (при обнаружении изменения состояния) и периодически через интервалы в несколько часов.
Типовое время для постановки диагноза с учетом тройного подтверждения результата — 5 секунд. Диагностический модуль под конкретный агрегат может быть выбран из набора типовых или разработан индивидуально с учетом конструктивных особенностей, габаритов, доступности узлов для измерения вибрации и режимов работы агрегата.
Представление результатов
Выходные данные системы по информационной (обычно заводской) сети передаются на два рабочих места — оператора и диагноста. Оператору доступна мнемосхема с цветовыми индикаторами зон состояния в точках контроля и общая информация о состоянии оборудования. Диагносту доступны хранящиеся в базе результаты анализа и обеспечивается возможность просмотра графиков и значений любого контролируемого параметра во времени на интервалах различной длительности, трендов, значений автоматически рассчитанных порогов и другой сопутствующей информации.
Ниже приведено окно рабочего места оператора. На экране представлена мнемосхема агрегата с указанием точек и направлений измерений. Цветовые индикаторы соответствуют зонам состояния в точках контроля. В комментариях приведена информация о тенденциях изменения состояния.

Ниже приведено рабочее место диагноста, которое позволяет провести подробный анализ измеренных данных. На рисунке приведен третьоктавный спектр, измеренный на главном масляном насосе турбогенератора и тенденция изменения вибрации в районе лопастной гармоники, связанная с изменением режима работы. Увеличение уровня вибрации до опасных значений привело к сигнализации системы о нештатном режиме. В результате принятых мер вибрация пришла в норму.