TN8000机组振动在线监测分析故障诊断系统(培训)

TN8000TN8000机组振动在线监测分析故障诊断系统机组振动在线监测分析故障诊断系统北京华科同安监控技术有限公司北京华科同安监控技术有限公司20092009年年99月月北京华科同安监控技术有限公司简介•华北电力科学研究院投资创办的高新技术企业•专业从事火电、水电机组状态监测分析故障诊断系统的研发、生产和工程服务•提供远程状态监测分析服务和技术咨询•ISO9001-2000企业北京华科同安监控技术有限公司简介公司组织结构北京华科同安监控技术有限公司简介员工构成共有员工：32人硕士及以上学历：25%本科学历：65%大专学历：10%北京华科同安监控技术有限公司简介ISO9001认证企业北京华科同安监控技术有限公司简介奖励及鉴定北京华科同安监控技术有限公司简介公司业绩北京华科同安监控技术有限公司简介公司火电业绩已投运206台机组(至2009年8月）600MW等级机组83台500MW机组4台300MW等级机组76台（包括燃机）200MW及以下机组37台300多台火电机组选用TN8000系统1000MW机组2台北京华科同安监控技术有限公司简介公司水电业绩300MW等级水电机组31台150MW等级水电机组45台其他等级水电机组122台近250台水电机组选用TN8000系统700MW等级水电机组39台北京华科同安监控技术有限公司简介远程诊断中心远程诊断中心华北电力科学研究院远程诊断中心浙江能源集团远程诊断中心大唐国际发电有限公司大型汽轮发电机组为什么需要机组振动监测分析故障诊断系统维修方式的进化1.故障维修－让设备运行直至故障停车才进行维修的一种方式。－设备价格不高，发生事故损失不大，以及有备用机组的情况；－会造成设备严重损坏；－发生事故时可能会延长检修时间，并使维修费用增加；－会带来不可忽视的生产损失。2.定期维修－按照预定的时间间隔或检修周期进行计划修理的一种维修方式。－产品价格高，大型机组，高效且无备用和连续生产过程的情况。－建立在统计分析基础上的检修方式，检修周期远小于故障发生周期；－带来维修费用增加和“过剩维修”的问题，给电厂带来经济损失。3.预知维修－根据测试结果进行分析处理后，证明有必要时才安排检修的一种维修方式。－不规定检修周期；－需要对设备进行状态监测和故障诊断，并根据监测诊断结果再安排必要时进行维修；－有利于减少过剩维修，防止不必要的拆卸使设备精度降低，延长设备使用寿命；－缩短维修时间，降低维修费用，提高生产效率和经济效益；－在一定范围内合理安排维修时间，把停机造成的损失降低到昀低限度；1、包括传感器系统和二次仪表（振动保护表）2、可以监测基本的机组振动信息：径向振动（峰峰值、1X、2X和gap电压）、轴承振动、轴位移、偏心、胀差、热膨胀、转速等信号3、具有继电器保护输出功能4、常用TSI系统：美国本特利——BN3500/1900…德国EPRO——MMS6000瑞士VibroMeter——VM600德国申克——VC4000系列…TSI系统所监测信息1、对机组振动的监测仅限于峰峰值和gap电压2、缺少对机组振动数据的深入挖掘，如振动波形、频谱、倍频的幅值和相位等故障特征数据3、不能提供用于机组故障分析的专业图谱工具4、不能对所监测数据进行存储5、能发挥基本的监测和保护作用，不能起到深入分析、诊断机组故障的作用相当于给机组“看病”的“体温计”TSI系统处理所监测信息的局限性与TSI系统各司其职，不能相互代替汽轮发电机组诊断管理系统(TDM)1、永久性安装、不间断地对机组运行状态进行在线实时监测2、完整保留机组振动历史数据、起停机数据和升降负荷数据3、提供丰富的专业诊断图谱，帮助专业管理人员随时观察机组运行情况、并对机组状态进行深入分析和诊断4、可以长时间、大容量地保存机组的历史诊断数据5、当机组发生故障后，能方便地查询机组的故障变化趋势TDM：瞬态数据管理系统（TransientDataManagement）TN8000系统结构框架图TN8000系统结构图DCSTSIDCSTSISIS/MISTN8000系统监测参数过程量监测参数振动量监测参数™负荷、偏心、轴位移、胀差、主汽温、主汽压、真空、氢压、轴承温度、瓦温、油温等……™各瓦瓦振™各瓦X、Y两个方向轴振™键相TN8000系统监测参数过程量监测参数振动量监测参数™通讯接口™二次仪表缓冲输出™前置器输出™4-20mA™1-5V、0-10V、±5V™RS-232/422、RS-485™网络接口RJ45TN8000系统监测参数信号输入方式TN8000数据采集站主要设备：1）机柜2）一个或若干个高速数据采集箱3）液晶显示器4）视频切换器（选配）5）系统电源6）鼠标、键盘、接线端子主要功能：1）振动数据采集、存储和预处理2）与工程师站数据通讯ƒ模块化结构设计，拥有12个卡件插槽（slot1～slot12），其中，slot1～slot3系统自用；slot4～slot12可根据现场信号数量和类型灵活配置测量模块；ƒ具有多种通讯接口；ƒ易于扩展，维护方便，可靠性高；ƒ采用多重冗余、自诊断和抗干扰技术，确保系统安全可靠；TN8000数据采集站TN8000智能数据采集箱TN8000数据采集站TN8000智能数据采集箱电源模块存储模块通讯接口系统模块键相模块振动模块ƒ键相模块：1通道/块ƒ振动量模块：4通道、6通道、8通道ƒ缓变量模块：32通道/块ƒ开关量模块：32通道/块TN8000数据采集站TN8000智能数据采集箱可用模块/接口ƒ以太网口：1个ƒ串行通讯接口：1个ƒUSB接口：1个ƒ电源模块ƒ系统模块ƒ存储模块TN8000工程师站上位机主要设备：1）IBM32002）打印机3）网络交换机4）单向隔离器（选配）5）鼠标、键盘、接线端子主要功能：1）监测分析与故障诊断2）数据管理3）远程通讯4）系统管理91通道/模块9每台数采箱可插2块键相模块9可插在slot4～slot12的任一插槽内键相模块（TN8001/03）跳线设置地址选择开关键相模块（TN8001/03）94通道/模块、6通道/模块、8通道/模块9数采箱至多可插7块轴振动测量模块9可插在slot4～slot12任一位置轴振测量模块（TN8001/04）注意：轴振测量模块的跳线设置应与其对应的键相模块的设置一致键相跳线振动测量模块跳线轴振测量模块（TN8001/04）932通道/模块缓变量测量模块（PROCESS）注意：1、缓变量测量模块的跳线设置应与其对应的键相模块的设置一致；2、方法同轴振测量模块的跳线设置提示同一数采箱内每块测量模块的地址是唯一的，不能出现有相同地址的测量模块获取振动信号获取振动信号信号流程传感器TSI系统DCS4－20mABUFFEREDDATATN8000系统代表系统：BN3300、BN3500、VM600、VC4000获取振动信号获取振动信号信号流程传感器TSI系统DCS4－20mA直流分量交流分量0－20VppTN8000系统传感器信号代表系统：MMS6000方法一、以硬接线方式直接引至缓变量采集模块；缓变量信号输入方法二、以通讯方式从DCS或SIS/MIS直接引入；接口：RS232、RS422、RS485、RJ45；协议：MODBUS协议或TCP/IP通讯协议；缓变量信号输入与DCS/DEH系统连接方法一串行通讯：接收单个数据方法二串行通讯：接收整组数据方法三网络通讯：采用TCP/IP协议接收数据方法四网络通讯：采用UDP广播方式接收数据方法一串行通讯（1）TN8000系统的数据采集站提供串行通讯接口，允许外部设备通过特定的通讯协议与TN8000系统进行通讯，以达到数据共享的目的。通讯协议遵循标准MODBUS协议。与DCS/DEH系统连接方法一串行通讯（2）传输格式：在TN8000的实际应用中为了节省通讯量并保持格式的紧凑，采用MODBUSRTU（二进制格式）的传输方式。工作方式：MODBUS协议对通讯设备分为主（MASTER）、从(SLAVE)两种工作方式。TN8000采用从（SLAVE）工作方式。校验码：TN8000采用CRC校验方式。CRC校验码占用两个字节，遵循高字节在前原则。与DCS/DEH系统连接方法一串行通讯（3）数据包：TN8000接收数据包按功能码不同分为两种格式：2bytes2bytes2bytes1byte1byte校验码数据通道号功能码（06）站点地址格式1:每个数据包接收单个AO数据，数据包格式如下：功能代码设为06与DCS/DEH系统连接方法一串行通讯（3）格式2:数据包接收多个AO数据，数据包格式如下表：2bytesn×2bytes1byte2bytes2bytes1byte1byte校验码N个数据字节数通道数起始通道功能码（16）站点地址（表2）功能码为16与DCS/DEH系统连接方法一串行通讯（4）注：（1）站点地址，功能码，起始通道，通道数等数据由主设备（如DCS）提供。（2）所接收数据对应量程和限值范围由主设备（如DCS）提供，例如0至10000或0至65535等。（3）通道号，数据域，校验码，起始通道，通道数等占用双字节的数据都遵循高字节在前的原则。（4）TN8000的端口设置中波特率，奇偶校验，数据位，停止位必须与主设备所设置的一致。与DCS/DEH系统连接方法二网络通讯TN8000系统所需过程量从DCS系统的POC站用UDP方式经防火墙单向传输至工程师站上位机，数采箱再从上位机获取其所需数据。联接方式从DCS系统的通讯接口站用5类双绞线经防火墙与TN8000系统工程师站单向连接。通讯协议UDP协议。与DCS/DEH系统连接方法三网络通讯TN8000系统所需过程量从DCS系统的通讯站采用TCP/IP协议以网络通讯的方式直接与数据采集站进行通讯。与DCS/DEH系统连接与SIS系统连接TN8000汽机振动监测系统的通讯接口机通过专用网卡并向外发送UDP包，缺省单播方式，发送周期可设置。双方通讯接口机的专用网卡的IP地址和子网掩码可协商设置，端口号缺省值为十进制9180。与SIS系统连接UDP包头格式N个BYTE数据包Data1个BYTE校验码CS2个BYTE，无符号短整型数据体长度Len1个BYTE机组号1个BYTE，0x55数据包识别码1个BYTE，0xAA数据包识别码UDP包总长度=1+1+1+2+1+Sizeof(Data)数据体长度Len,即Sizeof(Data)机组号标识哪一台机组的数据，三号机定义为3，四号机定义为4。与SIS系统连接12个BYTE通道N……12个BYTE通道212个BYTE通道14个BYTE,浮点型，单位MW有功功率4个BYTE,浮点型，单位rpm转速4个BYTE，长整型测量值时间Time(S)数据格式测量值时间Time(S)代表从起始时间点（1970年1月1日0时0分0秒）开始到当前的时间的计数值，单位是秒。与SIS系统连接2个BYTE,无符号短整型，单位mv间隙电压2个BYTE,无符号短整型，单位μm0.5倍频幅值2个BYTE,无符号短整型，单位μm二倍频幅值2个BYTE,无符号短整型，单位角度一倍频相位2个BYTE,无符号短整型，单位μm一倍频幅值2个BYTE,无符号短整型，单位μm峰峰值通道数据格式与SIS系统连接校验码CS为UDP包中Data部分所有字节累加。校验码定义IP地址定义SIS接收端IP地址暂定为136.128.0.120，子网掩码255.255.255.011™实时状态监测™实时状态监测22™多维报警™多维报警33™数据存储、管理和事故追忆™数据存储、管理和事故追忆44™信号分析与故障特征提取™信号分析与故障特征提取55™状态报告™状态报告66™动平衡计算™动平衡计算77™故障诊断™故障诊断88™网络通讯™网络通讯系统功能实时状态监测主监视图实时状态监测实时趋势图实时状态监测数据表格实时状态监测数据表格实时状态监测棒图实时状态监测波形图：表示振动信号的时间历程。正常情况下的波形图应该是一幅类似正弦波的图形。从波形图可以看出振动信号是否平稳、毛刺、削波、调频、调幅等异常现象。实时状态监测波形