煤矿风机在线监测系统(上)doc-南京康尼科技实业有限公ejrb.docx

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1、煤矿风机在线监测系统 说明书煤矿风机机在线监监测系统统说明书南京康尼尼科技实实业有限限公司20088 年年 001月 08日日13 南京康尼科技实业有限公司 南京市经济开发区内恒达路19号 邮政编码：210038 电话：025-83517614 传真：025-83532622煤矿风机机在线监监测系统统说明书书一 系统设计计参照标标准：本系统设设计依据据煤矿风风井主扇扇风机现现场实际际情况制制定；振动状态态监测部部分参照照GB/T 1198773.11-20005/ISOO 1333733-1:20002机机器状态态监测与与诊断 振动状状态监测测；有关电气气装置的的实施参参照GBB502255-

2、96电电气装置置安装工工程施工工及验收收规范；有关自动动化仪表表实施参参照GBB500093-20002自自动化仪仪表工程程施工及及验收规规范及及DLJJ 2779-990电力建建设施工工及验收收技术规规范（热工工仪表及及控制装装置篇）；风机性能能测试满满足GBB/T112366-20000工工业通风风机用标标准化风风道进行行性能试试验和和MT4421(煤炭行行业标准准)“煤矿用用主通风风机现场场性能参参数测定定方法“。其余部分分参照南南京康尼尼科技实实业有限限公司企企业标准准。二 系统设计计的主要要内容：21系系统概况况：根据煤矿矿企业的的生产特特点，风风井两台台主扇风风机是全全矿生产产中的

3、特特大型重重要负荷荷关键设设备。它的正正常运行行是矿井井得以连连续安全全生产的的最根本本保证。主主通风机机经常由由于超负负荷运转转、设备备累计运运行时间间过长和和安装质质量等问问题而发发生很多多故障，风机系统在运行中存在着多种故障,它们是隐性的,不可预测的，对生产存在严重的威胁。这些存在的故障隐患,严重影响到全矿运行的经济性和安全性。本公司的的风机机在线故故障监控控系统充分利用用传感器器检测,信号处处理,计计算机技技术,数数据通讯讯技术和和风机的的有关技技术, 全面地地对矿井井总回风风中的风风压（负负压、静静压、动动压、全全压及其其效率）、风风速、风风量、瓦瓦斯浓度度、出口口气体温温度、主主通

4、风机机前后轴轴承温度度、运行行状态、正正反转状状态、电电机定子子温度和和轴承温温度等通通风机性性能参数数，主通通风机设设备振动动位移、速速度、加加速度、振振动主频频、频率率分量及及其烈度度等振动动参数，电电机三相相电压、电电流、有有功无功功电度、有有功无功功功率、总总有功功功率、总总无功功功率视在在功率、功功率因数数、频率率等电量量参数进进行实时时在线监监测，在在机组的的运行过过程中,判别机机组性能能劣化趋趋势,使使运行,维护,管理人人员心中中有数。系系统具有有数据窗窗口显示示和存储储报表打打印、趋趋势曲线线显示、越越限声光光报警和和历史报报警摘要要显示查查询、工工况点合合理范围围分析、风风产

5、分析析、设备备故障诊诊断和手手自动控控制、报报警阀值值设定、用用户及权权限管理理、操作作记录、日日志查询询、在线线联机帮帮助、风风机房视视频监控控和数据据远距离离传输等等丰富功功能。通通过本系系统的实实施,使使煤矿风风井主扇扇风机的的状态监监测诊断断的水平平达到国国内领先先水平。 实施本项项目的意意义在于于:1）避免免风机机组组在运行行过程中中发生重重大事故故而造成成的重大大生产安安全事故故,并避避免以此此而产生生的巨大大经济损损失,保保证设备备在规定定的时间间内无故故障安全全可靠的的运行。22）向运运行人员员提供及及时的信信息,有有效地支支援运行行,提高高设备使使用的合合理性,运行的的安全性

6、性和经济济性,充充分挖掘掘设备的的潜力,延长设设备的使使用寿命命3）通过过本项目目的实施施达到设设备的有有效维修修,降低低设备的的维修成成本,提提高设备备的使用用效率,改善产产品的质质量,增增加产量量,减少少同类事事故的发发生.22系系统测点点统计：根据煤矿矿企业现现场的实实际情况况以及风风机在线线监测系系统所必必需测量量物理量量的要求求，必须须监测以以下各量量（两台台风机）：序号测点名称称测点数量量备注1负压22静压23动压24风速25全压2全压=静静压+动动压6风量2通过风压压和风速速换算7瓦斯浓度度28有功功率率2功率因数数根据有有功功率率和总功功率计算算9电机轴承承温度810定子绕组组

7、温度811风机振幅幅4通过振动动专用数数据采集集器采集集12I、III段母线线电压213I、III回路电电流214风机1、22级电机机电流、反反转电流流615正反转、停停止信号号6开关量16电机转速速417电机功率率、风机机耗电量量8通过电压压、电流流、运行行时间换换算表1 测测点统计计表23振振动监测测和风机机在线监监测融合合为一体体的新型型风机在在线监测测系统本公司是是从事风风机在线线监测和和振动监监测的专专业厂家家，将风风机振动动监测和和工艺参参数监测测相互融融合是公公司新型型风机在在线监测测系统的的典型特特点。从煤矿风风机监测测的实际际情况来来看，除除了需要要监测风风机的工工艺参量量如

8、风量量、风压压、电机机电流等等外，还还需要监监测风机机的振动动情况。也也就是说说要从风风机的振振动和工工艺参量量的复合合角度来来判断风风机的运运行性能能好坏。振动参量量的采集集一般要要求同步步整周期期采集和和自动跟跟踪滤波波。所谓谓同步整整周期采采集是指指以键相相位信号号为基准准实现多多通道的的同步采采样，采采样速率率受控于于机组转转速，每每周期（转转）采集集的数据据样本长长度相同同，每次次采集的的周期数数相同，瞬瞬态与非非稳态数数据自动动采集。自自动跟踪踪滤波包包括跟踪踪抗混滤滤波和跟跟踪数字字矢量滤滤波，前前者采用用特殊设设计的八八阶椭圆圆低通滤滤波器，后后者以数数字处理理技术为为核心，实

9、实现以机机组转速速为中心心频率的的带通滤滤波功能能。另外，振振动参量量包括三三个要素素：振幅幅、频率率和相位位，三者者缺一不不可。综综合上述述振动参参量的特特点，一一般不用用PLCC直接采采集振动动快变量量，而是是采用专专业的振振动数据据高速采采集器采采集。由由专业的的振动采采集器（如如MF1100）采集到到的数据据不仅有有当前的的振动pp-p值值而且有有相应时时刻的波波形数据据和频率率特征，而而这正是是煤矿风风机在线线监测所所必需的的数据。公公司的新新型煤矿矿风机在在线监测测系统从从风机振振动的专专业角度度结合PPLC采采集到的的工艺参参量来组组合分析析风机的的工作状状况，从从而使得得我们对

10、对于风机机工作状状况的把把握更加加准确和和可靠。振动数据据采集器器采集到到的数据据和西门门子s77-3000PLLC采集集到的数数据采用用ODBBC(OOpenn Daatabbasee Coonneectiivitty，开放数数据库互互连)方方式相互互共享。通过ODBC，在线监测系统的数据服务器与上位机可以互换数据，并由上位机实时动态写入PLC中。下面是风风机在线线监测系系统的拓拓补图。上位机11#风机振动数据采集器Bently35002#风机S7-300双PLC交换机服务器上位机2各种工艺信号振动信号 图1 风机在在线监测测系统拓拓补图24煤煤矿风机机在线监监测系统统硬件配配置根据以上上测

11、点分分析和系系统拓补补图情况况，给出出以下的的系统硬硬件配置置清单。下下面的配配置清单单没有列列出系统统施工所所用的屏屏蔽电缆缆线、配配柜所用用的铜塑塑线以及及操作座座椅等内内容。序号名称型号数量备注1导轨6ES773900-1AAE800-0AAA02PLC系系统，冗冗余配置置22A电源源6ES773077-1BBA000-0AAA023CPU3315-2DPP6ES773155-2AAG100-0AAB024存储卡6ES779533-8LLG111-0AAA015CP3443-11以太网网6ES773433-1CCX100-0XXE026有源导轨轨6ES771955-1CCF300-0AA

12、A017有源背板板总线6ES771955-7HHD100-0AAA018有源背板板总线6ES771955-7HHB000-0XXA049IM1553-22通讯模模块6ES771533-2BBA022-0XXB0210SM3223 8DII/8DDO6ES773211-1BBH011-0AAA0111SM3331 8AII6ES773311-7KKF022-0AAB0712高速计数数模块FM3550-2211320针连连接器6ES773922-1AAT000-0AAA0814总线连接接器6ES779722-0BBA122-0XXA0615总线电源源6XV118300-0EEH1001016冗余软

13、件件6ES778622-0AAC011-0YYA0117上位软件件WinCCC VV6.00118温度变送送器DZ-4413111619电流变换换器WAZ11 CMMA820电压变换换器WAZ22 VMMA221电压互感感器2甲方供22电流互感感器8甲方供23静压变送送器PTB77052防爆24动压变送送器PTB7705HH2防爆25风速传感感、变送送器KGF33-22防爆26负压变送送器PTB77052防爆27瓦斯浓度度变送器器PTB7705HH2防爆28光电传感感器YF-DD114防爆29有功功率率传感器器WBP4414AAs230直流电源源4NICC-244V-33A131振动速度度传感

14、器器MF92200TT-B-01-084防爆32振动数据据采集器器MF1000133继电器MY2NNJ-224V1034报警器MS-1190135工控机研华P44/1220G/1G/DVDD236显示器PHLIIPS 17”液晶237交换机3COMM-8口口138服务器HP MML1550G33/1GG139打印机HP10010140操作台OPS-2141机柜JGY1表2 系系统硬件件配置清清单三系统统基本功功能:由于本系系统集合合了公司司的振动动在线监监测和风风机工艺艺参数在在线监测测的双重重优点，因因此在系系统特点点上也融融合了二二者的特特长，具具有全新新的监测测画面和和特点。3.1监监测

15、预报报风机在线线监测系系统中的的振动监监测系统统以获得得国家科科技进步步奖的矢矢谱技术术为核心心组成分分析系统统，功能能配置突突出实用用、有效效、强大大，系统统组合分分析方法法近300种，除除具备完完善的稳稳态分析析、瞬态态分析外外，还增增加了非非稳态过过程分析析和振动动与工艺艺参数相相关分析析，以可可视化主主动数据据驱动技技术进行行数据快快速查询询，对所所有被监监测机组组在不同同时刻、不不同状态态下的动动态信号号快速、准准确地进进行各种种信号分分析和数数据处理理，以简简洁、直直观、信信息量丰丰富非图图谱表达达出来，并并将其数数据值信信号特征征传递至至故障诊诊断专家家系统。新的风机机在线监监测

16、系统统除提供供常规的的信号分分析功能能外，还还将目前前独有的的双通道道数据融融合技术术应用到到工程实实际中，其其中包括括矢量谱谱分析、进进动谱分分析、二二维矢功功率谱分分析等，另另外，还还提供短短时Foouriier分分析、小小波分析析、Wiigneer分布布等时频频分析方方法。振动模块块主要分分析方法法l 常规分析析方法类类时间波形形、轴心心轨迹、提提纯轴心心轨迹、频频谱图、振振动矢量量区域分分析、统统计特性性分析、倒倒频谱分分析、细细化谱分分析、相相位谱分分析、特特征谱分分析、自自相关、互互相关分分析、相相干分析析等l 数据融合合分析矢谱分析析、矢功功率谱分分析、进进动谱分分析、全全信息分

17、分析、轴轴心位置置（稳态态）l 瞬态过程程分析波德图、极极坐标图图、三维维频谱图图、轴心心位置（瞬瞬态）、坎坎贝尔图图l 非平稳过过程分析析小波分析析、短时时FFTT分析、WWignner分分布通过对新新风井主主扇风机机振动信信号和工工艺信号号的在线线监测，使使您的设设备历史史运行状状态全掌掌握；丰丰富的波波形和频频谱棒图图等显示示方式，使使您能够够清晰地地判断设设备的运运行状态态。不但但可以在在设备失失效前及及时检测测捕捉到到故障信信息对设设备进行行保护而而且对设设备运行行趋势进进行管理理，为设设备的维维修提供供依据。最最大限度度地保证证风机的的安全有有效经济济运行从从而保证证各种工工艺目的

18、的参数达达到安全全要求。3.2调调度室监监测显示示：1) 主主界面图2 调度度室主控控界面 本界面面中按照照现场分分布实际际情况设设置，上上部为22#风机机，下部部为1#风机。正正在运行行的风机机显示为为绿色，停停止的风风机显示示灰色，显显示切换换不需要要人为干干预。但但在风机机切换过过程中，可可能存在在切换状状态，切切换完成成后，显显示即刻刻正常。系系统在主主界面中中显示各各个测点点的实时时参数，包包括1电机的的温度、11#电机机的连轴轴温度、11电机机的压力力、1电机的的风量、11#电机机的振动动值等；2电电机的温温度、22#电机机的连轴轴温度、22电机机的压力力、2电机的的风量、22#电机机的振动动值等；如有温温度超出出安全值值或压力力低于安安全值，都都会有报报警信息息在监控控界面出出现，并并且界面面中有闪闪烁红灯灯出现。故故障消除除后，报报警信息息消失。当点击 按钮时弹出振动监测分析的界面，如下所示：