【壓縮機網(wǎng)】離心壓縮機在企業(yè)中應用廣泛，該設備的運行狀態(tài)與工作性能將會直接影響企業(yè)的工作質量，對設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，降低設備機組的運行風險，控制機組的劣化趨勢，降低非計劃停工情況的出現(xiàn)概率與維修費用。

　　一、離心壓縮機組在線監(jiān)測的意義

　　企業(yè)可以通過運用離心壓縮機組來降低生產(chǎn)成本，節(jié)省人力資源，提高產(chǎn)量與生產(chǎn)品質，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。而在離心壓縮機組的運用中，由于內部轉子的高速運轉，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。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，這就需要維護離心壓縮機組的運行穩(wěn)定性，確保其處于良好的工作狀態(tài)范圍。

　　當前，企業(yè)中運行的離心壓縮機組品牌眾多，盡管質量已經(jīng)比以前提高很多，技術趨于成熟，但在實際運行中，由于受到工況環(huán)境的影響，運行的效果卻參差不齊。尤其在傳統(tǒng)監(jiān)測系統(tǒng)中，反映到機組系統(tǒng)顯示屏的數(shù)據(jù)難以反饋出系統(tǒng)內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)內蘊含的故障。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，為事后修復與分析提供便利，還可以記錄下系統(tǒng)內高速轉子運動過程及電流穩(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備性能。

　　二、離心壓縮機組在線監(jiān)測系統(tǒng)的優(yōu)勢

　　離心壓縮機組的在線監(jiān)測系統(tǒng)是通過虛擬儀器技術，利用計算機對離心壓縮機組的運行狀態(tài)進行實時監(jiān)測，記錄機組運行的全部工況，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展儀器功能，并通過硬件資源、儀器檢測、控制軟件等進行數(shù)據(jù)分析及通訊處理，擁有較高的運行效率，將傳統(tǒng)的硬件檢測儀器向虛擬軟件的方向轉變，打破檢測設備與計算機之間的屏障，而企業(yè)用戶也不需要購買多臺檢測設備，僅需要在原有的設備上進行功能擴展，連接虛擬檢測軟件，增強功能，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定為其他模塊的子程序，將一個復雜的監(jiān)測任務分解成多層次的子任務，再運用框架圖組合功能，合并處理檢測任務，簡化工作流程，提升系統(tǒng)運行效率。

　　與傳統(tǒng)檢測工作相比，這種運用虛擬儀器技術的在線監(jiān)測系統(tǒng)可讓使用者對系統(tǒng)進行自定義，功能性強大，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、邏輯分析設備、頻譜儀等相結合，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)過過于復雜的培訓，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、離心壓縮機在線監(jiān)測系統(tǒng)設計

　　1.在線監(jiān)測系統(tǒng)總體設計

　　在線監(jiān)測系統(tǒng)通過虛擬儀器技術對離心壓縮機組的運行工況進行實時檢測，并可利用相關軟件平臺進行開發(fā)。在線監(jiān)測系統(tǒng)的前面板采用按鈕進行功能選擇，也可搭載觸摸屏，而內部的數(shù)據(jù)分析模塊則可對數(shù)字信號進行采集與分析，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)。

　　離心壓縮機組內部結構復雜，功能繁多，很多信號都具備停機保護，為此面對繁重的監(jiān)測任務，在線監(jiān)測系統(tǒng)還應具備多任務處理能力?？赏ㄟ^分布式結構結合各類子系統(tǒng)，依托智能計算機網(wǎng)絡，為離心壓縮機組構建企業(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，還應具備諸如通信功能、分析功能、整合功能、網(wǎng)絡安全技術、數(shù)據(jù)傳輸功能等多種功能，實現(xiàn)對設備運行狀態(tài)的實時性檢測，并精準提供故障診斷信息，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，應通過數(shù)據(jù)庫進行連接，并將各類歷史記錄與啟停機數(shù)據(jù)相互比對，自動判斷運行狀態(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，還可以及時向工作人員提供設備運行的各項參數(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行設備狀態(tài)管理。

　　2.電渦流傳感器

　　電渦流傳感器是一種系統(tǒng)硬件結構，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械振動情況向電信號轉化，為此在設計中，就需要合理安排電渦流傳感器的位置與安裝質量，確?？梢酝暾孬@取到轉子振動信息。該元件通過頭部探頭探測離心壓縮機組振動間隙變化測量轉子振動與軸位移的關系，而不需要與離心壓縮機組直接接觸。由于有足夠的頻率范圍，可測量高頻率的轉子振動位移或靜止位置，觀測轉子與機殼振動情況，所呈現(xiàn)波形簡潔直觀，且抗干擾能力強，為后續(xù)觀察分析提供便利。

　　電渦流傳感器在監(jiān)測工作中還應注意找平與離心壓縮機組的問題，工作人員需要在平均間隙中考慮到機殼振動間隙，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，而不會與機殼發(fā)生誤接觸。同時，還應注意傳感器的探頭部位與其他導體保持一定距離，避免傳感器端部線圈的磁通受到其他導體的干擾，從而改變傳感器探頭線圈與機殼之間的耦合狀態(tài)。另外，還應考慮離心壓縮機組本身材質，注意導電性與導溫性，降低測量誤差。

　　3.模擬信號調理模塊

　　模擬信號調理模塊是在線監(jiān)測系統(tǒng)中的一項重要元件，該元件可提升數(shù)字測量信號的準確性，并確保數(shù)字通道內信號數(shù)據(jù)的完整，還起到保護測量系統(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果造成影響，降低外界對系統(tǒng)元件的損害，發(fā)揮保護作用。信號調理元件還擁有較強的抗噪聲能力，通過輸出輸入端口保護、信號放大、信號電源隔離、濾波器、激勵器等為系統(tǒng)與傳感器提供準確性保障。此外，在運用中，模擬信號調理模塊還會在系統(tǒng)與機殼形成空余空間，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、電動機等設備的干擾，提高數(shù)據(jù)采集結果的準確性。還包括系統(tǒng)過壓保護等功能，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。由于相關軟件平臺提供相應的函數(shù)與邏輯編碼，為此在系統(tǒng)設計中也不需要工作人員進行過多調節(jié)，可直接投入使用。數(shù)據(jù)采集模塊在運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，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，降低數(shù)據(jù)傳輸實際，提升數(shù)據(jù)運算效率，方便計算機、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)結合網(wǎng)絡數(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)絡數(shù)據(jù)庫，由服務器對數(shù)據(jù)進行采集與存儲，可實現(xiàn)機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組的異常狀況。監(jiān)測分析模塊可被安裝在任意主機上，只需要連通網(wǎng)絡，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、機組啟停狀態(tài)等判斷機組的運行狀態(tài)，而趨勢分析則是可根據(jù)設備一段時間的運行狀態(tài)，判斷機組是否存在劣化趨勢，并與網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫內的其他機組運行數(shù)據(jù)相互比對，再通過向數(shù)據(jù)采集模塊進行回傳，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、離心壓縮機組在線監(jiān)測系統(tǒng)的應用

　　1.檢測機組不對中問題

　　離心壓縮機組在運行中常常會由于各項隱患故障而影響整體運行，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)的運用，則可以有效發(fā)現(xiàn)機組設備存在的問題。機組不對中問題是在設備安裝后，內部轉子的軸線并未與延長線相互重合。這種情況將會導致一些大型離心壓縮機內部出現(xiàn)電動機與增速器相互產(chǎn)生誤差，輸出齒輪軸的耦合性較差等問題，造成較為嚴重的事故。在不對中問題發(fā)生時，內部聯(lián)軸的振動會產(chǎn)生徑向與軸向的振動，從而引起遠離連接軸的振動。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組不對中的問題。因此，在線監(jiān)測系統(tǒng)應用中，可及時通過振動發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)問題，確保機組設備運行的穩(wěn)定。

　　2.檢測轉子不平衡問題

　　離心壓縮機組運行中內部轉子會高速回轉，而轉子不平衡問題則是離心壓縮機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備安裝中對轉子進行動平衡實驗，依然難以完全避免，在使用中很容易出現(xiàn)。一方面，是由于轉子在運行中自動產(chǎn)生的不平衡；另一方面，是由于轉子在運輸途中產(chǎn)生碰撞導致變形或彎曲，使轉子的重心與設計之初產(chǎn)生偏離情況，將會引起機組明顯的振動情況。應對這種故障，在線監(jiān)測系統(tǒng)可分析機組的頻譜值，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)存在轉子不平衡問題，檢修人員也可以在維修中進行動平衡實驗，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.檢測機械松動問題

　　機械松動是離心壓縮機在運行中的一項故障情況，可通過在線監(jiān)測系統(tǒng)測量出來。機械松動包括結構性松動與轉動部件松動，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，再結合時域分析，對比往期數(shù)據(jù)庫，就可以測得離心壓縮機組內部出現(xiàn)的故障情況，為后續(xù)的檢修及故障預防等工作提供便利。

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

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