【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(huì )直接影響企業(yè)的工作質(zhì)量，對設備效益與實(shí)際收益造成影響，這就需要通過(guò)在線(xiàn)監測系統及時(shí)發(fā)現并挖掘出離心壓縮機組含有的隱蔽性隱患和可能出現的不穩定性因素，不斷抽取并分析歷史數據，建立分析模型，降低設備機組的運行風(fēng)險，控制機組的劣化趨勢，降低非計劃停工情況的出現概率與維修費用。

　　一、離心壓縮機組在線(xiàn)監測的意義

　　企業(yè)可以通過(guò)運用離心壓縮機組來(lái)降低生產(chǎn)成本，節省人力資源，提高產(chǎn)量與生產(chǎn)品質(zhì)，降低廢棄物排放，從而滿(mǎn)足現代化工業(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(dòng)等容易引發(fā)較高隱蔽性的故障，還會(huì )造成一系列連鎖反應。例如，生產(chǎn)線(xiàn)被迫停車(chē)、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(zhì)量已經(jīng)比以前提高很多，技術(shù)趨于成熟，但在實(shí)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。尤其在傳統監測系統中，反映到機組系統顯示屏的數據難以反饋出系統內在的具有瞬時(shí)性的振動(dòng)波形變化，也難以顯示電流的穩態(tài)信號，因此，難以檢測出系統內蘊含的故障。為此就需要在線(xiàn)監測系統，降低安全操作隱患，做到實(shí)時(shí)的在線(xiàn)監測，讓工作人員可以及時(shí)發(fā)現系統內存在的問(wèn)題，一旦發(fā)生問(wèn)題，在線(xiàn)監測系統可以自動(dòng)記錄完整的異常情況，為事后修復與分析提供便利，還可以記錄下系統內高速轉子運動(dòng)過(guò)程及電流穩態(tài)信號，為維修工作提供依據，幫助工作人員全面了解設備性能。

　　二、離心壓縮機組在線(xiàn)監測系統的優(yōu)勢

　　離心壓縮機組的在線(xiàn)監測系統是通過(guò)虛擬儀器技術(shù)，利用計算機對離心壓縮機組的運行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監測，記錄機組運行的全部工況，并向工作人員直觀(guān)展現。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(guò)硬件資源、儀器檢測、控制軟件等進(jìn)行數據分析及通訊處理，擁有較高的運行效率，將傳統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(hù)也不需要購買(mǎi)多臺檢測設備，僅需要在原有的設備上進(jìn)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(shù)可通過(guò)變編譯型圖形化編程，兼容多種功能模塊，并將各個(gè)功能模塊進(jìn)行串聯(lián)，實(shí)現數據共享與互通，允許多個(gè)數據通道同時(shí)允許，還可以將某個(gè)模塊設定為其他模塊的子程序，將一個(gè)復雜的監測任務(wù)分解成多層次的子任務(wù)，再運用框架圖組合功能，合并處理檢測任務(wù)，簡(jiǎn)化工作流程，提升系統運行效率。

　　與傳統檢測工作相比，這種運用虛擬儀器技術(shù)的在線(xiàn)監測系統可讓使用者對系統進(jìn)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(kāi)發(fā)、檢測、計算、監控等可與示波器、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(jiǎn)約易于操作的圖形化界面，更是降低了操作門(mén)檻，使用者不需要經(jīng)過(guò)過(guò)于復雜的培訓，就可以上手操作，降低了原本數據收集與處理分析的工作強度。同時(shí)，傳統檢測儀器較為龐大，在多數據并行測量檢測時(shí)極為復雜，線(xiàn)纜與待測儀器都會(huì )增加工作難度。然而，通過(guò)這種集成化的虛擬檢測系統，會(huì )大幅度為工作人員提供便利，降低操作成本與檢測時(shí)間，其發(fā)展前景十分廣闊。

　　三、離心壓縮機在線(xiàn)監測系統設計

　　1.在線(xiàn)監測系統總體設計

　　在線(xiàn)監測系統通過(guò)虛擬儀器技術(shù)對離心壓縮機組的運行工況進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測，并可利用相關(guān)軟件平臺進(jìn)行開(kāi)發(fā)。在線(xiàn)監測系統的前面板采用按鈕進(jìn)行功能選擇，也可搭載觸摸屏，而內部的數據分析模塊則可對數字信號進(jìn)行采集與分析，還包括時(shí)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。

　　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，為此面對繁重的監測任務(wù)，在線(xiàn)監測系統還應具備多任務(wù)處理能力?？赏ㄟ^(guò)分布式結構結合各類(lèi)子系統，依托智能計算機網(wǎng)絡(luò )，為離心壓縮機組構建企業(yè)監測網(wǎng)，并連接各個(gè)車(chē)間、施工現場(chǎng)、分廠(chǎng)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(luò )安全技術(shù)、數據傳輸功能等多種功能，實(shí)現對設備運行狀態(tài)的實(shí)時(shí)性檢測，并精準提供故障診斷信息，向各部門(mén)、各層級管理人員發(fā)送監測數據，并保證數據信息的完整性與安全性，確保不出現數據丟失的情況。同時(shí)，應通過(guò)數據庫進(jìn)行連接，并將各類(lèi)歷史記錄與啟停機數據相互比對，自動(dòng)判斷運行狀態(tài)是否正常以及是否需要發(fā)送報警信號，而由于系統具備數字化處理技術(shù)，還可以及時(shí)向工作人員提供設備運行的各項參數與正常參數比對圖譜，方便企業(yè)管理人員任意時(shí)間與地點(diǎn)進(jìn)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傳感器也有著(zhù)較大的提升?？蓪C械振動(dòng)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(zhì)量，確?？梢酝暾孬@取到轉子振動(dòng)信息。該元件通過(guò)頭部探頭探測離心壓縮機組振動(dòng)間隙變化測量轉子振動(dòng)與軸位移的關(guān)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(dòng)位移或靜止位置，觀(guān)測轉子與機殼振動(dòng)情況，所呈現波形簡(jiǎn)潔直觀(guān)，且抗干擾能力強，為后續觀(guān)察分析提供便利。

　　電渦流傳感器在監測工作中還應注意找平與離心壓縮機組的問(wèn)題，工作人員需要在平均間隙中考慮到機殼振動(dòng)間隙，否則，將會(huì )由于振動(dòng)間隙不足而降低監測值的準確性。為了避免波形失真與測量誤差，普遍會(huì )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(dòng)態(tài)幅度，而不會(huì )與機殼發(fā)生誤接觸。同時(shí)，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(xiàn)圈的磁通受到其他導體的干擾，從而改變傳感器探頭線(xiàn)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(zhì)，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(xiàn)監測系統中的一項重要元件，該元件可提升數字測量信號的準確性，并確保數字通道內信號數據的完整，還起到保護測量系統的作用，避免在測量過(guò)程中受到過(guò)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(guò)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(huì )在系統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(mǎn)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(lái)自電源、電動(dòng)機等設備的干擾，提高數據采集結果的準確性。還包括系統過(guò)壓保護等功能，確保系統不會(huì )受到異常電流造成的影響，從而減少系統的糾錯時(shí)間，提升監測工作效率。

　　4.數據采集模塊

　　數據采集模塊可完成信號采集、數據處理、信息存儲與傳輸等工作，也是在線(xiàn)監測系統的核心部位。由于相關(guān)軟件平臺提供相應的函數與邏輯編碼，為此在系統設計中也不需要工作人員進(jìn)行過(guò)多調節，可直接投入使用。數據采集模塊在運用中還擁有較高的兼容性，可對各類(lèi)數據通道的采樣點(diǎn)數與采樣頻率相適應，獲得更廣泛的數據。由于此軟件還具備數據實(shí)時(shí)傳輸功能，可充分發(fā)揮在線(xiàn)監測系統的效用，可通過(guò)動(dòng)態(tài)數據交換等技術(shù)，降低數據傳輸實(shí)際，提升數據運算效率，方便計算機、局域網(wǎng)及各車(chē)間監測系統相互連接與數據交換。而數據采集模塊還具備歷史情況分析與報表編制等功能，可通過(guò)本地系統結合網(wǎng)絡(luò )數據庫，就算在離線(xiàn)狀態(tài)下也可以完成監測工作，聯(lián)網(wǎng)后則可將本地系統數據上傳到網(wǎng)絡(luò )數據庫，由服務(wù)器對數據進(jìn)行采集與存儲，可實(shí)現機組故障與歷史異常情況的比對，并為工作人員呈現出簡(jiǎn)潔的報表，方便機組故障處理。

　　5.監測分析模塊

　　監測分析模塊可對數據采集模塊所分析出的異常數據進(jìn)行處理，發(fā)揮著(zhù)報警作用，工作人員可通過(guò)該模塊及時(shí)了解機組的異常狀況。監測分析模塊可被安裝在任意主機上，只需要連通網(wǎng)絡(luò )，就可以變成自動(dòng)化分析站，實(shí)現對數據采集模塊數據的識別。

　　監測分析模塊包括正常監測、數據分析與趨勢分析等功能，正常監測可隨時(shí)顯示系統工況。例如，軸承振動(dòng)信號若出現異常情況，系統就會(huì )根據系統振幅進(jìn)行報警；數據分析則可通過(guò)頻域分析、時(shí)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設備一段時(shí)間的運行狀態(tài)，判斷機組是否存在劣化趨勢，并與網(wǎng)絡(luò )數據庫內的其他機組運行數據相互比對，再通過(guò)向數據采集模塊進(jìn)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(xiàn)監測系統的實(shí)時(shí)探測效能。

　　四、離心壓縮機組在線(xiàn)監測系統的應用

　　1.檢測機組不對中問(wèn)題

　　離心壓縮機組在運行中常常會(huì )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(guò)在線(xiàn)監測系統的運用，則可以有效發(fā)現機組設備存在的問(wèn)題。機組不對中問(wèn)題是在設備安裝后，內部轉子的軸線(xiàn)并未與延長(cháng)線(xiàn)相互重合。這種情況將會(huì )導致一些大型離心壓縮機內部出現電動(dòng)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(wèn)題，造成較為嚴重的事故。在不對中問(wèn)題發(fā)生時(shí)，內部聯(lián)軸的振動(dòng)會(huì )產(chǎn)生徑向與軸向的振動(dòng)，從而引起遠離連接軸的振動(dòng)。而在線(xiàn)監測系統則可通過(guò)虛擬儀器的探頭，測量機殼頻率，并根據歷史數據庫與往期振動(dòng)頻率相互比對，檢測是否存在振動(dòng)方面的差異，直接就可判斷出是否存在機組不對中的問(wèn)題。因此，在線(xiàn)監測系統應用中，可及時(shí)通過(guò)振動(dòng)發(fā)現系統問(wèn)題，確保機組設備運行的穩定。

　　2.檢測轉子不平衡問(wèn)題

　　離心壓縮機組運行中內部轉子會(huì )高速回轉，而轉子不平衡問(wèn)題則是離心壓縮機組常見(jiàn)的異響故障情況，通過(guò)傳統檢測方式很難被觀(guān)測到，而這種不平衡情況就算在設備安裝中對轉子進(jìn)行動(dòng)平衡實(shí)驗，依然難以完全避免，在使用中很容易出現。一方面，是由于轉子在運行中自動(dòng)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(huì )引起機組明顯的振動(dòng)情況。應對這種故障，在線(xiàn)監測系統可分析機組的頻譜值，判斷是否與常規振動(dòng)存在較大的偏差。若軸心軌跡呈現出橢圓形，其他測點(diǎn)也有所增大，而頻譜成分幅值卻較低，為此就可推斷出系統存在轉子不平衡問(wèn)題，檢修人員也可以在維修中進(jìn)行動(dòng)平衡實(shí)驗，并比對在線(xiàn)監測系統的歷史數據，具有一定的實(shí)用價(jià)值。

　　3.檢測機械松動(dòng)問(wèn)題

　　機械松動(dòng)是離心壓縮機在運行中的一項故障情況，可通過(guò)在線(xiàn)監測系統測量出來(lái)。機械松動(dòng)包括結構性松動(dòng)與轉動(dòng)部件松動(dòng)，其中會(huì )由于安裝過(guò)程中不牢靠、底座損壞或零件脫落等因素引起。而機械松動(dòng)故障同樣具有屬于自己的頻譜表現，在徑向振動(dòng)或垂直振動(dòng)較強時(shí)，在線(xiàn)監測系統就可以通過(guò)頻譜分析判斷出故障情況及發(fā)生松動(dòng)的部位。就算軸向振動(dòng)幅度較小，也可以通過(guò)高精度探頭探測到異常振動(dòng)情況，再結合時(shí)域分析，對比往期數據庫，就可以測得離心壓縮機組內部出現的故障情況，為后續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(xiàn)監測系統是一項功能較多、適用性較強、準確性較高的機組工況運行監測系統；可實(shí)現反饋機組的運行狀態(tài)，分析機組故障問(wèn)題，為事故預防、故障維修等工作提供便利；系統設計中應做好電渦流傳感器、模擬信號調理模塊、數據采集模塊、監測分析模塊等方面的設計與安裝。通過(guò)實(shí)時(shí)監測，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(dòng)等問(wèn)題，為機組設備的穩定運行提供保障。

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