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风机在线监测系统

来源: 作者: 日期:2017-05-08 分享按钮

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随着现代工业的发展和科学技术的进步,生产设备向着大型化、复杂化、自动化、高速化方向发展。生产系统本身的规模越来越大,性能指标越来越高,机械结构也日趋复杂,生产系统各级生产环节和设备中不同部分之间的相互联系、耦合也更加紧密。在发电厂中,风机是大型的回转设备之一,是烟风系统的动力源,其运行状况直接关系到电厂的安全、经济运行。

随着微机电系统(Micro-Electro-Mechanism System, MEMS)、片上系统(System on Chip, SOC)、无线通信和低功耗嵌入式技术的飞速发展,无线传感网络(Wireless Sensor Networks, WSN)技术应运而生,并以其低功耗、低成本、分布式和自组织的特点带来了信息感知的一场变革。与传统的有线传感网络相比,无线传感网络具有节点微型化、智能化,以及系统节点量大、空间范围广、目标区域节点密度高、网络拓扑结构变化频繁等明显特点,因而特别适用于电力风机等大型设备对安全性要求高、布线困难、工作环境恶劣的工况监测和故障诊断。利用无线传感器网络可以以较低的投资和使用成本实现对大型装备的工况监测与故障诊断,改变了以往单一传感器定点、定时测量的模式,实现了对监测设备的多角度(多种类传感器)、同步、连续测量,可以在线获取工作状态参数,从而达到提高电力风机利用效率和减低能耗的目标。装备研究院开发的基于物联网技术的电力风机的在线多参数和多特征分析的在线故障诊断系统,通过多路数据隔离技术,在兼容原有DCS(Distributed Control System, DCS)系统数据采集的前提下,还可以实现对大型设备工况信息的实时监测和故障诊断,该系统对保证电力风机的平稳、安全和可靠运行具有非常重要的意义。

因此,本项目针对上述电力风机故障诊断中存在的问题,采用物联网技术,研发基于物联网技术的电力风机的在线多参数和多特征分析的在线故障诊断系统,通过多路数据隔离技术,在兼容原有DCS系统数据采集的前提下,不仅可以为电厂运营方提供设备工况信息,还可以为风机的生产厂家提供风机关键节点的运行参数信息,为故障诊断提供数据支撑。整套故障诊断系统采用无线MESH网络进行数据传输,相对于传统的总线系统具有安装维护方便、工作可靠性高等特点,具体比较见下表所示:

 

 

 

系统采用无线MESH网络进行数据传输,相对于传统的总线系统具有安装维护方便、工作可靠性高等特点。在研究中重点围绕电力风机工况监测和故障诊断的应用需求,利用无线传感器网路技术实现对大型装备工况数据的实时采集和监测。利用MEMS振动传感器、温度传感器、压力传感器、能耗和流量传感器对电力风机工作的参数进行监测。设计相应的多路隔离的模拟数据采集电路,将温度、压力、振动等数据接入到无线传输系统节点,通过无线传输节点将监测数据发送到无线汇聚节点,汇聚节点根据上位机软件底层数据传输协议的需求,实现与上位机的数据通信,上位机通过对监测到的电力风机工况参数信息进行数据挖掘和融合处理,完成对电力风机故障信号的特征提取和识别,实现对电力风机健康状况进行监测。

 


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