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在线振动监测系统介绍CMS(ConditionMonitoringSystem)主要内容0201江苏华创光电科技公司简介CMS系统需求分析03华创CMS系统优势介绍04华创CMS系统介绍大型国企东方电气国际著名科学家团队高新技术产业--江苏华创光电科技有限公司发展目标自主创新产研一体争创一流企业背景部分产品展示WPMS风机振动状态检测系统HCCFY超声波风速风向仪HCSW3101低频测振模块风力发电机组的控制、监测系统和仪表风电设备的开发生产风电场提供设备检测服务华创风电事业部注册资金4000万自主专利30多项我们的优势:技术实力过硬设备知识产权完全自主远程诊断中心高水平的专家队伍优质的服务平均故障停机时间(天)电气系统控制系统传感器液压系统偏航系统叶片故障机械刹车轮毂齿轮箱发电机支撑架传动系统风力发电机各部位故障率风机可靠性低,缺乏故障预警早期故障难以识别易诱发重大的安全和设备事故设备损坏或停机维修费用剧增故障维修方式–故障检修(RTF)•设备运行直到故障,然后维修或者更换。–计划检修(PM)•对资产按计划进行定期性检修维护。–基于设备状态的检修(CBM)•基于监测的设备状况而进行的检修。提高可靠性建立传动系统的运行状态基准线判别机组运行状态的好坏减少非计划停机早期故障预警掌握设备运行状态优化检修维护计划为合理制定维修计划提供依据转化“基于时间的维修”到“基于状态的维修”降低运行维护费用减少运行生产损失,降低维护成本优化备件库存,减少备件数量CBM的意义•风力发电特点环境恶劣、维修不便、发电效益、维护费用•机械故障导致的停机时间总停机时间的50%•传动系统的运行维护成本风场维护总成本的25%-30%•检修维护方式基于设备状态的检修(CBM)齿轮箱(轴承&齿轮)主轴承发电机轴承风机内部结构及主要检测部位示意图华创CMS系统关于振动监测分析-------解决方案数据采集器采集被测的各种参量,包括振动参数、温度等传感器主要为加速度传感器,测量振动信号服务器数据存储与数据分析被测装置主轴承、齿轮箱、发电机轴承。CMS系统介绍一、CMS系统简介二、硬件系统三、软件系统四、实例分析五、技术服务cms系统简介一、CMS系统主要功能故障诊断事件列表事件追忆数据管理实时监测状态识别数据采集系统设置CMS系统数据采集器振动传感器现场服务器位置:传动链及机架上功能:将需要测量的物理量转换为电信号,例如转速,振动信号等。位置:风机机舱内功能:对传感器传输的电信号进行采集和处理,并通过风场网络将数据传输至现场服务器。位置:风场监控中心功能:接收和存储采集站传输的监测数据,可对数据进行自动分析,判断其是否超限。CMS系统结构示意图CMS系统连接示意图风电机组部件每个部件需要的传感器支数(支)安装方向频率范围(Hz)主轴承1径向0.1~100齿轮箱(若有)3径向0.1~100(行星齿轮,中间轴轴承)10~10000(高速轴轴承)发电机轴承2径向10~10000机舱2轴向及横向0.1~100塔架上部2轴向及横向0.1~100表1风电机组检测系统所需的最少测量点表中测点位置和数量由《风力发电机组振动状态监测导则》——国家能源局发布所规定测点符合《导则》要求,可根据实际应用选择增加测点•转子轮毂主轴承行星轮级高速级太阳轮行星轮低速中间轴高速中间轴高速轴中间级低速轴发电机轴承发电机高速轴转速低速轴转速CMS系统现场测点安装位置示意图6个加速度传感器2个或1个转速传感器可实现风机主要故障诊断不对中轴弯曲轴不平衡机械松动判断轴承状态基础薄弱齿轮缺陷和破损硬件系统二、数据采集器振动传感器现场服务器CMS系统硬件组成部分振动传感器位移传感器轴的轴向位移状态监测加速度传感器高温强磁环境、轴承和齿轮箱速度传感器风电机组塔架或机舱状态监测可选用螺柱直接粘接垫板粘接平面的磁座两个接触端的磁座延伸探头最高的频率响应最低的频率响应安装方式决定了传感器测频范围延伸探头平面的磁座两个接触端的磁座双头螺柱直接粘接带垫片的粘接传感器敏感性振动频率10kHz100Hz1000Hz100kHz10Hz包络安装的频率响应加速度传感器尽量选用螺柱固定螺栓连接传感器2020/4/24风电机组状态在线监测系统—江苏华创25粘胶固定传感器2020/4/24风电机组状态在线监测系统—江苏华创26转速或轴向位移传感器的安装2020/4/24风电机组状态在线监测系统—江苏华创27轴向位移转速数据采集器振动传感器现场服务器CMS系统硬件组成部分●可靠性高全集成结构,集信号调理、电源、数据处理和通信于一个箱体内,无硬盘、风扇等易损部件。防护等级IP65(防水防尘)。采用工业级芯片,功耗低,无需冷却风扇。针对极端低温环境,在机箱内设置了加温装置。●数据采集准确全面动态范围宽,调理部分高达1024倍的放大,采样频率可达128KHz。通道同步采集,全面保留相关测点的振动相位信息。振动通道可接受光电传感器、涡流传感器、霍尔传感器等不同类型的转速传感器信号。●良好的可扩展性通讯方式多样:系统具备TCP/IP、RS485等通讯方式,适用于不同的工业现场。支持USB口传输数据。软件系统三、数据采集器振动传感器现场服务器CMS系统硬件组成部分软件显示界面主要功能采集器管理数据图形实时显示分析功能全面、准确故障报警数据打包发送特征频率自动计算软件数据分析功能振动分析时域分析振动时域波形显示多点时域波形比较频谱分析瀑布图包络谱图多点频谱图比较倒谱图轴心轨迹分析趋势图分析系统软件分析功能时域分析频域分析趋势分析轴心轨迹分析诊断图形振动案例分析四、华创CMS产品运行风场部分举例2020/4/24风电机组状态在线监测系统—江苏华创38主机厂名称风场名称产品数量(套)东方电气三十里井子北一24东方电气华能川井133湘电风能黄河上游水电青海察卡50华创风能大唐云南大坪子33华创风能大唐山西平顺33东方电气四川能投会东拉马33明阳风电陕西华电王盘山33联合动力国电锦州和风3华创公司CMS产品目前已广泛运行于全国各大风场,为风机保驾护航风电机组常见故障轴故障轴不对中轴弯曲轴不平衡2020/4/24风电机组状态在线监测系统—江苏华创39对应轴心轨迹风电机组常见故障2020/4/24风电机组状态在线监测系统—江苏华创40轴承故障磨损失效疲劳失效断裂失效压痕失效胶合失效风电机组常见故障2020/4/24风电机组状态在线监测系统—江苏华创41齿轮箱故障冲击断齿塑性变形齿面擦伤点蚀齿面磨损故障分析:更换轴承前在1-6倍转频处均存在峰值,这符合机械松动频谱特性,表明发电机轴承处可能存在磨损。通过现场故障确认,拆卸发电机后轴承,发现发电机后轴承损坏,与故障分析结果一致,更换轴承后,故障消失振动恢复正常。更换前更换后系统实际测得某风机发电机驱动端轴承测点振动频谱技术服务五、技术服务完善专业的技术培训快速的服务流程定期的回访与远程诊断技术支持完善的售后保障软硬件操作应用系统维护软硬件的安装系统出现故障后,24小时内快速响应专业的诊断专家软件三年内免费升级,硬件两年内免费保修实时的远程支持1.业内优势1.技术实力过硬:依托东方电气集团在“六电”中的雄厚技术实力,公司技术员工大多来自集团内部和著名高校毕业生,研发力量起点高、后劲足。2.业内经验丰富:公司长期致力于风力发电机组的控制、监测系统和仪表及其它风电设备的开发生产,并在风力发电设备振动状态监测、风机自动消防、视频监控三大领域拥有完全独立的自主知识产权。3.故障诊断专业:在旋转机械故障诊断方面有丰富的实际经验和优秀的振动分析专家团队,能够针对风电机组长期在风场中处于塔筒振摆、发电机组高速旋转振动以及高低温环境条件对各种设备的影响,提出具有可靠参考价值的故障诊断意见并给出分析报告和维修建议。2.硬件优势公司WPMS1000数据采集器集数据采集与信号调理于一体,硬件设计上可靠性高,且在硬件设计上具有以下技术特点:1.同时具有多种通信方式:有线(以太网,光纤)、RS485、USB等2.测量频带宽、存储容量大,能适应机器从低速到高速的各种监测需求。3.多通道同步采集,通道包括16个振动量输入通道、8个工艺量输入通道、2路转速传感器通道,从而形成多参数监测系统,例如振动加速度、转速、位移、温度、压力等参数,转速通道兼容多种传感器类型(接近开关、电涡流型、霍尔型等)。4.具有高精度AD转换器,最高谱线数高达6400线,且谱线数可调。5.针对不同旋转机械部位,可对振动采集通道设置不同采样率进行有针对性采样,保证机械故障频率能够有效覆盖且失真较小。6.采集数据准确。数据传输信噪比(SNR)高,波形失真小,其谐波失真小于-70dB。7.可选配5.6英寸的工业级液晶显示器,可实时显示监测的数据。元器件高度集成化,减轻了仪器的重量;采用防水、防撞击的密封外壳,并能适应恶劣的工业环境。这些方面都极大地方便了用户的使用。3.软件优势WPMS1000软件分析系统具有强大的分析功能1.集成国内外多种轴承数据库,可实现轴承、齿轮圈故障特征频率的自动计算,2.拥有准确强大的数据处理功能,它不仅具有常用的时域波形和FFT分析功能,还具有倒谱、包络谱、趋势图、轴心轨迹、瀑布图等专业分析方法,能够有效快速的完成故障诊断和识别。3.创新性的振动数据预览功能,能够自动显示所选时间段数据的时域特征等的预览,更易于发现不正常振动信号,并能够对这部分信号进行选取进一步分析,利于故障的发现与诊断。4.产品展望“大数据挖掘”是我司全心全意为客户服务新的研发方向,通过数学算法的支撑,将历史数据作为分析的基础数据,系统能够将采集的振动数据对比历史数据自动分析出系统故障特征,实现机械故障的完全自诊断。谢谢
本文标题:CMS系统交流版演讲稿
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