健康状态监测诊断与远程服务ppt课件.pps

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1、中国煤科CCTEG,机电设备健康状态监测诊断与远程服务系统,中国煤炭科工集团信息服务中心北京天地龙跃科技有限公司,公司介绍,1,系统概述,2,系统架构,3,系统功能与技术实现,4,典型应用案例,5,汇 报 提 纲,一、公司介绍,北京天地龙跃科技有限公司（简称“天地龙跃”）是隶属于中国煤炭科工集团有限公司的全资子企业，成立于2004年9月，2016年挂牌成立集团公司信息化服务中心。公司现有职工将近60人，从事软硬件产品开发的工程技术人员达到员工总数的85以上，其中拥有硕士和博士学历的技术人员高达90%。,煤机电子商务平台,在线监测与远程诊断一体化云服务平台,3DGIS智慧矿山技术平台,集团级管理

2、信息化平台,公司介绍,系统概述,1,系统架构,3,系统功能与技术实现,4,典型应用案例,5,汇 报 提 纲,2,二、系统概述,以经验为主，优化设计缺乏数据支撑产品缺陷缺乏问题追溯手段,备件生产供应缺乏设备使用状况统计,没有稳定的专家团队作为技术支撑，没有专业分析诊断系统作为手段；运维人员成为“救火队员”，疲于应付各类设备问题,1,2,3,4,不能及时掌握设备运行状态信息非计划停机多,维修资源消耗在故障抢修,设计,生产,使用,运维,存在问题：缺乏统一的设备运行数据共享与应用平台,三、系统概述,促进企业从制造向“制造+服务”的转型升级,用户精准服务,成本精准控制,提升产品品牌形象,业务拓展提供数据

3、支撑,提高为用户的服务质量提高设备的生产效率和使用可靠性,预测性维护指导 维护人员及时了解设备故障与提供处理方案 被动服务-主动服务,有计划的安排设备停机维护时间大幅度缩短维修时间，降低维护成本,售后服务、配件销售、大修、再制造、融资租赁等业务,设备监测诊断与远程服务,系统提供强大的信息采集与数据应用平台，为异地服务、设备健康诊断与评估、配件销售与配送、服务人员维护以及客户咨询提供有效的远程支持手段。,公司介绍,系统概述,1,系统架构,2,系统功能与技术实现,4,典型应用案例,5,汇 报 提 纲,3,四、系统架构,机电设备健康状态监测诊断与远程服务系统由传感与采集系统、矿端数据分析与传输系统、

4、云服务平台和远程服务中心四部分组成。 整个系统是以“数据生产平台放在矿端，数据存储、处理、发布、分析应用平台放在云 端，人工监视与服务放在服 务端”，共享数据成果给所 有需要的客户端，构成一个 “矿+云+服务”的云服务集 中布署模式。 实现数据共享、专业技术服务,四、系统架构,四、系统架构,多用户部署结构,公司介绍,系统概述,1,系统架构,2,系统功能与技术实现,3,应用案例,5,汇 报 提 纲,4,四、系统功能与技术实现,云服务平台,3,矿端数据监测与传输系统,2,传感与采集系统,1,远程服务中心-客户端,4,4.1 传感器与采集系统,测点配置表（1台）,4.1 传感器与采集系统,监测全面数

5、据准确矿用安全接口标准,- YHZ18矿用本安型振动监测分析仪,功能特点：高速数据采集（20MHz采样率）12通道4-20mA采集接口300MHz DSP处理器多信息融合报警判断振动大小峰峰值监测振动报警门限设置与自动报警故障频率自动计算独特的故障定量分析和智能诊断 “黑匣子”功能RS485/以太网 数据传输,4.1 传感器与采集系统,4.1 传感器与采集系统,监测分站用于实现转载机动力部、破碎机动力部、输送机动力部的电机与减速器温度、压力、流量、油位、振动大小等运行参数采集与传输。监测分站采用嵌入式ARM(LPC1768)处理系统监测分站具有8路4-20mA温度采集、6路4-20mA电路信号

6、采集、4路PT100信号采集RS485、以太网通讯接口、液晶显示,- KJ759-F矿用本安型数据监测分站,四、系统功能与技术实现,云服务平台,3,矿端数据监测与传输系统,2,传感与采集系统,1,远程服务中心-客户端,4,4.2 矿端数据监测与传输系统,数据集成上传、超限报警、常见故障简易诊断（社区门诊）,矿端系统架构,4.2 矿端数据监测与传输系统,采用信号处理技术、嵌入式技术、故障诊断技术、计算机网络技术和数据库技术相结合的技术方法，系统主要功能包括： 1、常见故障实时简易诊断，实现常见故障报警提示与本地简易诊断。 2、故障程度、类别可视化直观显示功能，实时直观显示设备故障；,3、预警报警

7、功能，实现设备异常状态报警与诊断报告自动生成。 4、趋势跟踪分析功能，通过趋势分析实时跟踪运行状态信息,5、注油管理功能，实现定点、定质、定时、定量、定人管理与提醒。,6、维修记录，实现设备现场维修情况记录与查询。,7、系统自诊断功能，实现传感器、监测分析仪器的状态自诊断。,8、专业信号分析工具，实现专业人员在线分析。,9、多设备运行状态集成发布与上传，实现设备状态监测信息上传云端。,四、系统功能与技术实现,云服务平台,3,矿端数据监测与传输系统,2,传感与采集系统,1,远程服务中心-客户端,4,（1）云服务平台技术架构,4.3 云服务平台,数据层：包括用户数据、单位数据、设备数据、测点数据。

8、,中间层 ： 数据发布层，实现将数据库、数据文件等各类后台数据以统一标准的接口对外发布,应用层： 系统应用层提供了PC端、移动端两种应用模式，使用户可随时随地掌握矿井设备运行状态、故障诊断、健康状况等重要信息。,用户角色权限表 通过用户、角色、权限等数据表的定义，实现了对系统中不同单位、部门、角色用户的统一管理和系统登录验证设备生产厂家与使用单位表 这一组数据表定义了设备生产厂家、部门和使用设备的集团公司、矿井、生产系统等单位信息。设备部件测点表 为实现设备状态监测、故障诊断等功能，将设备划分为部件、测点的层次结构进行管理。设备和部件都按照类型和型号进行管理，以便进行合理分类及对型号信息进行管

9、理。测点实时数据表 实现设备状态监测实时显示。,4.3 云服务平台,云端设备监测历史数据库，主要存储测点历史监测数据、测点报警数据、设备振动传感器原始数据与开头模拟量传感器打包数据、设备故障诊断报告、设备健康评估报告、等数据。系统采用文档型数据库对此类数据进行存储.,历史监测数据库设计,历史报警数据库设计,故障诊断数据库设计,4.3 云服务平台,设备监测历史数据库,4.3 云服务平台,四、系统功能与技术实现,云服务平台,3,矿端数据监测与传输系统,2,传感与采集系统,1,远程服务中心-客户端,4,记录设备使用维护的全过程,设备当前的运行状态信息,设备制定时间内的参数变化,根据设备当前运行状态信

10、息智能诊断出设备状态,设备厂商给出设备维护建议,设备基础状态信息,4.4 远程监测诊断与服务软件,远程监测诊断与服务软件主要功能：,4.4 远程监测诊断与服务软件,月度设备健康状态评估报告,基于互联网的跨设备、跨平台客户端应用软件，使用户可以通过计算机、手机、平板电脑等多种设备，随时、随地访问系统，获取设备最新信息。,4.4 远程监测诊断与服务软件,远程云诊断的特点,远程协作,远程信息共享与协作诊断技术，实现装备远程智能增值服务、用户精准服务和成本精准控制，提升设备现场检修维护能力。,多信息融合,多信息融合的故障准确定位技术，提高故障隐患排除实时性, 降低维修人员工作强度，提高工作效率。,大数

11、据分析,大数据分析与寿命预测技术，实现装备预知维护，科学指导备件库存管理，提升设备全寿命性价比，提高装备运行安全可靠性。,高效优质,海量数据高效管理技术，为用户优选设备以及装备制造商结构改进和提高产品质量提供数据支持，加快产品问题的追溯与整改。,随时随地,智能移动端信息共享技术，实现随时随地了解设备运行状态实时数据，高效故障报警提示。,4.4 远程监测诊断与服务软件,公司介绍,系统概述,1,系统架构,2,系统功能与技术实现,3,典型应用案例,4,汇 报 提 纲,5,五、典型案例：联轴器不对中故障,在线监测诊断系统分别对大柳塔煤矿5-2煤主井胶带运输机电机、减速器、驱动滚筒轴承、改向滚筒轴承安装

12、27个振动传感器与6个温度传感器，实现对胶带运输机的电机、减速机、滚筒等设备运行状态的全面实时监测。,五、典型案例：联轴器不对中故障,测点与仪器现场安装：,减速器振动传感器,滚筒轴承振动与温度传感器,本安型振动监测分析仪,五、典型案例：联轴器不对中故障,2013年6月4日大柳塔煤矿3#电机振动幅值增大 ，利用在线点检系统提供的频谱分析，可以看出频谱图中出现明显的不对中故障特征频率。由于3#电机联轴器存在不对中故障磨损严重导致振动剧烈所造成的。6月8日联轴器更换后，其历史曲线恢复正常。,振动剧烈,检修后恢复正常,五、典型案例：电机基础刚度不足,黄玉川煤矿东翼胶带运输机的驱动系统由3台电机组成，电

13、机安装在钢结构底座上。其中2#电机在运行时振动剧烈，同时电机底座具有明显的振感。2013年8月15日对利用在线监测系统对东翼胶带运输机的3台电机进行测试与诊断分析。,1#电机测点布置,2#电机测点布置,3#电机测点布置,五、典型案例：电机基础刚度不足,在线监测诊断系统智能诊断结果： 2#电机存在基础刚度不足与不平衡早期故障。,1#电机测点布置,五、典型案例：电机基础刚度不足,比较1#、2#、3#电机基础振动信号频谱，可以发现1#与3#电机基础无明显电机振动频率，而2#电机基础存在与电机振动相同的频率成分，2#电机轴伸端测点频谱中出现明显的电机旋转频率的1倍频与2倍频成分。由此可推断2#电机存在

14、基础刚度不足与不平衡不对中故障，由于基础刚度不足，不能完全吸收电机旋转振动，因此，2#电机振动剧烈是主要是由于2#电机基础刚度不足引起的。,2#电机基础频谱,2#电机轴伸端频谱,1#电机基础频谱,3#电机基础频谱,五、典型案例：配合松动故障,2013年6月8号开始，南翼3部胶带机8号滚筒右侧的振动持续报警，振动值大小超过了报警门限，智能诊断出设备出现的配合松动故障类型，故障程度为晚期。6月10号检修发现轴承与轴配合松动，有明显的间隙。趋势曲线上突然增大，振动保持高位波动，检修完后开机振动恢复正常。,五、典型案例：轴承外圈故障,实时报警窗口给出报警提示,诊断结果智能给出故障发生时间、故障原因、故

15、障严重程度,成庄矿井下工区胶带输送机状态监测与故障诊断系统2012年10月22日，发生报警提示，系统诊断出3105二部胶带输送机滚筒1轴承左侧发生外圈中晚期故障。,自动生成诊断报告,趋势分析给出设备运行全寿命周期,五、典型案例：减速器轴承内圈故障,2012年6月减速器振动剧烈，系统智能诊断结果为内圈损伤严重故障，故障特征频率22.05Hz及其倍频成分减速器中间轴支撑轴承内圈的故障特征频率。,检修发现减速器轴承内圈损伤且内圈存在严重划痕。,五、典型案例：刮板机齿轮箱,刮板机齿轮箱振动分析,测试时，电机转速1480rpm ；采样频率4000Hz，采样点数：8000，一级传动齿轮的齿数分别为：11和

16、34，轴承型号：NU2322EC。,五、典型案例：刮板机齿轮箱,刮板机齿轮箱振动分析,相关分析后，两组信号相关系数为0.8959 传感器内置和外置都可以反映出设备运行状态，满足对设备状态监测的要求。,五、典型案例：刮板机齿轮箱,1、频谱图中出现了25Hz及其倍频成分，说明齿轮箱轴向存在不平衡不对中现象；2、由于齿轮箱振动信号中无明显的冲击、磨损等故障现象，频率中未出现轴承、齿轮故障频率，齿轮箱运行状态良好,银河煤业实现对艾柯夫SL1000采煤机、SGZ1250/31000刮板机、SZZ1350/525转载机、PLM4500破碎机、ZY13000/30/65D液压支架、英国雷波乳化液泵、KBSG

17、ZY-4000/10/3.45组合开关等工作面装备的监测，实现运行状态监测，智能故障诊断、设备档案创建等功能。根据现场的实际条件，采用“离线+在线”的方法，即离线进行振动数据数据采集，其它监测数据采用在线采集（温度、电流、电压等），利用云平台进行数据处理分析的方法实现对银河煤业综采设备的运行健康状态监测。,采煤机集成电流、温度、振动等20个状态参数。乳化液泵共计4台，乳化液泵的监测参数包括液位、温度、振动等16个状态参数。刮板输送机监测参数39个,五、工程应用,（1）银河煤矿示范应用,采煤机左截割臂存在轴承早期内圈损伤故障,五、工程应用,（1）银河煤矿示范应用,（人工分析） 采煤机（艾柯夫SL

18、 1000）电机额定转速1485rpm，采煤机截割部摇臂齿轮箱传动系统是由两级直齿圆柱齿轮和两级行星齿轮组成，本次测试对采煤机左右截割臂的齿轮箱进行了振动测试（空载状态下），测点布置如下图所示。,频谱中的频率成分135Hz与齿轮轴承B齿轮轴承NJ2224ECJ/C4内圈故障特征频率135.1Hz相一致。说明该轴承存在显著的内圈故障特征。 现场采煤机运行过程中伴有异响是由B齿轮轴承损伤引发的,f,五、工程应用,2016年12月和2017年3月分别对乳化液泵（雷波的S375三柱塞泵）进行现场测试,3#乳化液泵驱动电机轴伸端支撑轴承存在保持架故障隐患,五、工程应用,（1）银河煤矿示范应用,15.75

19、Hz和32Hz两个特征频率，与轴承保持架故障特征频率及其2倍频一致。电机轴伸端支撑轴承的保持架存在早期故障征兆。,银河煤矿乳化液泵站诊断分析（人工分析）,（人工分析） 乳化液泵采用雷波三柱塞S375泵（装315KW电机），乳化液泵站电机存在轻微异响。,测点1数据,15.75Hz和32Hz两个特征频率，与轴承保持架故障特征频率及其2倍频一致。 电机轴伸端支撑轴承的保持架存在早期故障征兆。,五、工程应用,刮板机存运行正常,4、工程应用简况,（1）银河煤矿示范应用,银河煤矿刮板机诊断在分析（人工分析） 刮板机（SGZ1250/31000），对机头电机、减速机和机尾的电机、减速机进行了测试。机头和机尾

20、的测点布置相同，共有5个测点，包括电机输出轴的水平和垂直两个方向，减速机输入轴、中间轴、输出轴，,信号中存在齿轮啮合频率277Hz，但是没有发现边频带特征的存在，齿轮无显著的故障征兆。在频谱中不存在轴承相关故障频率，刮板机减速机运行正常。,4、工程应用简况,4、工程应用简况,银河煤矿用户报告,五、工程应用,（2）阳煤一矿示范应用,2016年11月，煤矿机电设备远程监测与诊断云服务平台在阳煤一矿进行了部署，平台集成保护系统、电机、减速器、滚筒等部件的振动、温度、电流、保护等监测数据共计72个。,2017年2月11日发出报警，智能诊断给出1#电机不对中故障的报警提示。,五、工程应用,（2）阳煤一矿

21、示范应用,（人工分析） 阳煤一矿在线系统2017年2月11日发出故障报警，对此次报警进行分析。电机转速为1500r/min，电机型号：YB630M1-4，轴承型号：NU228。胶带输送机运行过程中1#电机输出轴的振动比2#、3#电机输出轴振动剧烈。对1#电机输出轴进行振动数据采集，测点分布如图所示，采样频率为2KHz。,频谱明显出现电机的转频及其倍频成分，符合联轴器不对中的频谱特征，该电机存在不对中故障。在当月的停产检修发现该联轴器磨损严重导致不对中现象的出现。更换联轴器后，该电机振动幅值恢复正常。,检修前的频谱,检修后的频谱,五、工程应用,部分业绩情况,山西天地王坡煤业有限公司胶带机在线监测

22、与故障诊断系统山西晋煤集团成庄矿主斜井胶带输送机轴承在线监测与故障诊断系统山西晋煤集团成庄矿工区井下胶带输送机轴承在线监测与故障诊断系统山西煤气化华胜煤业大型机电设备故障诊断分析系统山西潞安集团常村矿煤矿提升机在线监测与故障诊断系统山西西山集团马兰煤矿胶带输送机轴承在线监测与故障诊断系统山西阳煤集团二矿主运胶带机在线监测与故障诊断系统山西阳煤集团一矿大型机电设备在线智能诊断系统山西同煤集团大塔山煤矿胶带输送机在线监测智能诊断系统神华集团上湾煤矿上仓胶带机在线监测与故障诊断系统神华集团大柳塔矿主斜井胶带机在线监测与故障诊断系统甘肃靖远煤业红会一矿通风机在线监测与故障诊断系统甘肃靖远煤业大头水矿通风机在线监测与故障诊断系统西北奔牛刮板输送机在线监测与故障诊断系统太原煤科院掘进机在线监测与故障诊断系统,谢谢各位专家！,