设备故障诊断技术及其在石化企业中的应用研究
|
摘要
设备故障诊断技术应用于现代企业的设备维修和管理工作，创造了巨大的经济效益和社会效益，成为推进设备管理现代化的重要内容。本文在详细阐述设备故障诊断技术的研究内容、研究意义、实施关键和维修思想变迁的基础上，立足石化行业的生产实践，结合多年从事设备故障现场诊断的经验，对适合石化企业特点的设备故障诊断方法进行了应用性研究，主要内容包括：
1．研究用时基轨迹(时域波形和轴心轨迹)诊断设备常见故障，如不平衡、不对中、摩擦和油膜涡动等；
2．由于获取相位信息需要专门的硬件，所以相位分析常常被人们忽视；本文对相位的测定方法及利用相位信息诊断设备故障进行了研究；
3．介绍了振动信号的频域分析方法，研究了频域分析在设备故障现场诊断中的应用；
4．设备故障的频率特征常常与机器转速频率相关，要获取这些特征频率必须采用整周期采样技术。本文对该技术的原理和实现电路以及现场实施进行了详细介绍，在此基础上，研究了阶次谱分析的应用和设备启停过程的瞬态分析；
5．要对企业所有重要设备实施在线监测不仅成本巨大，而且没有必要，设备诊断和维修管理工作更多靠离线式巡检系统来完成，因此，本文对适合石化企业特点的巡检式设备故障诊断系统进行了研究，设计了系统的的总体结构和软硬件方案，提出了数据库的建立思想；
6．将诊断理论和方法应用到生产实践，介绍了一个诊断实例，验证了理论和方法的正确性。
Since the fault diagnosis technology of equipments applies to the management and maintaince of equipments, it has brought enormous economic and social benefits to us and became an important matter in promoting the modernization of the equipment management. Based on detailed research content research significance implementary key and the development of maintaince thought established in the production practice of petrochemical industry ,and combined with the experience that has been got by us in engaging in the fault diagnosis of equipments for many years, this paper carries through application researches for the method of fault diagnosis that suits to the equipments of petrochemical corporations, and its primary contents include the following points.
1. Using the time base locus (the time domain waveshape and the axes locus) to diagnose the common faults, such as imbalance unalignment friction and oil membrane whorl;
2. Researched the mensuration method of phase analysis and discussed how to diagnose the faults using phase information;
3. Applied the frequency domain analysis to the locale fault diagnosis;
4. The frequency characters of the fault of equipments are often related to the rev frequency. If we need to obtain these frequency characters, we must adopt the full periods sampling technology. This paper introduces the principle the realization electrocircuit and the locale implement of the technology. Based on this, one can realize the phase spectrum analyses and the transient analyses of equipments;
5. If we actualize on-line inspection to all important equipments, its cost will be high and this is unnecessary. We always depend on off-line polling system to accomplish the fault diagnosis and the maintainment. So this paper researched the fault diagnosis system of the polling equipments, designed the general structure and the software-hardware project of the system and brought forward the establishment of the database;
6. This paper applied the theory and method of the diagnosis to the production practice, introduced a diagnosis example and validated the correctness of the theory and method.
1．研究用时基轨迹(时域波形和轴心轨迹)诊断设备常见故障，如不平衡、不对中、摩擦和油膜涡动等；
2．由于获取相位信息需要专门的硬件，所以相位分析常常被人们忽视；本文对相位的测定方法及利用相位信息诊断设备故障进行了研究；
3．介绍了振动信号的频域分析方法，研究了频域分析在设备故障现场诊断中的应用；
4．设备故障的频率特征常常与机器转速频率相关，要获取这些特征频率必须采用整周期采样技术。本文对该技术的原理和实现电路以及现场实施进行了详细介绍，在此基础上，研究了阶次谱分析的应用和设备启停过程的瞬态分析；
5．要对企业所有重要设备实施在线监测不仅成本巨大，而且没有必要，设备诊断和维修管理工作更多靠离线式巡检系统来完成，因此，本文对适合石化企业特点的巡检式设备故障诊断系统进行了研究，设计了系统的的总体结构和软硬件方案，提出了数据库的建立思想；
6．将诊断理论和方法应用到生产实践，介绍了一个诊断实例，验证了理论和方法的正确性。
Since the fault diagnosis technology of equipments applies to the management and maintaince of equipments, it has brought enormous economic and social benefits to us and became an important matter in promoting the modernization of the equipment management. Based on detailed research content research significance implementary key and the development of maintaince thought established in the production practice of petrochemical industry ,and combined with the experience that has been got by us in engaging in the fault diagnosis of equipments for many years, this paper carries through application researches for the method of fault diagnosis that suits to the equipments of petrochemical corporations, and its primary contents include the following points.
1. Using the time base locus (the time domain waveshape and the axes locus) to diagnose the common faults, such as imbalance unalignment friction and oil membrane whorl;
2. Researched the mensuration method of phase analysis and discussed how to diagnose the faults using phase information;
3. Applied the frequency domain analysis to the locale fault diagnosis;
4. The frequency characters of the fault of equipments are often related to the rev frequency. If we need to obtain these frequency characters, we must adopt the full periods sampling technology. This paper introduces the principle the realization electrocircuit and the locale implement of the technology. Based on this, one can realize the phase spectrum analyses and the transient analyses of equipments;
5. If we actualize on-line inspection to all important equipments, its cost will be high and this is unnecessary. We always depend on off-line polling system to accomplish the fault diagnosis and the maintainment. So this paper researched the fault diagnosis system of the polling equipments, designed the general structure and the software-hardware project of the system and brought forward the establishment of the database;
6. This paper applied the theory and method of the diagnosis to the production practice, introduced a diagnosis example and validated the correctness of the theory and method.
引文
[1] 钟秉林，黄仁．机械故障诊断学．北京：机械工业出版社，1997，53-57
[2] 夏松波，张嘉钟，徐世昌．旋转机械故障诊断技术的现状与展望．振动与冲击，1997，16(2)：1-5
[3] 丰田利夫(日)．设备现场诊断的开展方法．北京：机械工业出版社．1985，79-85
[4] 金少先．旋转机械振动故障诊断中的几个实际例子．振动、测试与诊断，1996，16(3)：28—32
[5] 黄文虎，夏松波，刘瑞岩．设备故障诊断原理、技术及应用．北京：科学出版社，1996，1-10
[6] 温熙森，胡茑庆，邱静．模式识别与状态监控．长沙：国防科技大学出版社，1997，24-31
[7] 李炜，伦淑娴．设备故障诊断技术的现状及其发展．甘肃工业大学学报，1998，24(2)：66—69
[8] 丁康，米林，王志杰．解调分析在故障诊断中应用的局限性问题．振动工程学报，1997，10(3)：13—20
[9] 张宏辉，唐锡宽．基于知识的转子故障诊断系统的研究．振动、测试与诊断，1996，16(2)：54—59
[10] 关惠玲，王伟．故障诊断的模糊神经网络模型．振动工程学报，1997，10(4)：496—500
[11] 李贵三，张正松．旋转机械振动故障诊断中专家系统知识获取方法探讨．振动、测试与诊断，1996，16(3)：22—27
[12] 李力，张耀亨，李长伟．中国石化大型转动机械状态监测技术应用现状及发展研讨．第一届全国诊断工程技术学术会议论文集，1998
[13] 谭青．风机故障诊断与自动平衡技术研究．中南工业大学博士学位论文，1996
[14] Shu Dawen,Xu Jichang, Yao Qiong. Application and Reserch of Equipment Fault Diagnosis Technique in Mining Machinery in China, Journal of Kunming University of Science and Technology, 1998, 23(2):68—71
[15] Chow M Y, Yee S O, Methodology for on-line incipient fault detection in single-phase squirrel-coge induction motors using artificiall neural networks, IEE Trans on Energy Conversion, 1991, 6(3):536—645
[16] Francis C M,Chaotic and Fractal Synamics. An introduction for applied scientists and engineerings, New york: A Wiley-luterscience publication, 1992
[17] Shi Z, Jiao L C.Wavelet neural for signal estimation and detection with noise, IJCNN1992, 3(1):125—128
[18] Adeli H,zhang J,An improved perception learning algorithm,Neural,Parallel and Scientific Computations, 1993, 1 (2): 141—152
[19] 程军圣，于德介．基于时—能密度的滚动轴承故障诊断．振动与冲击，2001，20(3)：79—81
[20] 杨忠，盛昭瀚，鲍明．基于神经网络与符号推理综合模型的故障诊断技术．振动、测试与诊断，1996，16(4)：38—44
[21] 许玲．滚动轴承的三种诊断方法．振动与冲击，1996，15(1)：88—91
[22] 张邦基．透平循环压缩机组状态监测与故障诊断系统研究．湖南大学硕士学位论文，1999
[23] 于德介，张邦基，李正中．透平循环压缩机组运行状态自动监控系统的设计．中国有色金属学报，1999，9(4)：878—883
[24] 张优云，谢友柏．状态监测故障诊断与现代设计技术．中国机械工程，1997，8(5)：101—103
[25] 郑万泔．略谈国内机器振动状态监测技术．振动、测试与诊断，1997，17(1)：16—17
[26] 何永勇，许飞云，张雪江．离心压缩机组状态分析系统的研究．振动、测试与诊断，1996，16(1)：31—36
[27] 李正中．基于面向对象技术的实时监控系统的研究与设计．长沙：湖南大学硕士学位论文，2000
[28] 张安华．机电设备状态监测与故障诊断技术．西安：西北工业大学出版社，1995
[29] 邱静．柔性加工设备状态监测与故障诊断及预警系统研究．长沙：国防科技大学博士学位论文，1998
[30] 郑万泔，凌宏升．机器在线状态监测系统的硬件和软件设计．第一届全国诊断工程技术学术会议论文集，1998
[31] 张阿舟．振动数字信号处理程序库．北京：科学出版社，1988
[32] 胡先志，邹林森，刘有信．光缆及工程应用．北京：人民邮电出版社，1998
[33] 陈大禧等编．机械设备故障诊断基础知识．长沙：湖南大学出版社，1989
[34] 黄惟一主编．测试技术—理论与应用．北京：国防工业出版社，1988
[35] 刘雄，赵振毅，屈梁生．转子监测和诊断系统．西安：西安交通大学出版社，1991
[36] 施维新著．汽轮发电机组振动．北京：水利电力出版社，1991
[37] 张正松，傅尚新，冯冠平．旋转机械振动监测与故障诊断．北京：机械工业出版社，1991
[38] 李学桥，马莉．神经网络工程应用．重庆：重庆大学出版社，1996
[39] 陈大禧，朱铁光．大型回转机械诊断现场实用技术．北京：机械工业出版社，2002
[40] 陈大禧，朱铁光．石化大机组监测诊断系统现状及开发趋势．设备管理与维修，1996，4：8-9
[41] 姚勇，刘宾．KDD技术及其在故障诊断中的应用．信息技术，2003，27(2)：69-71
[42] 杨为民．工业企业巡检管理系统的数据处理．大连民族学院学报，2003，5(1)：21-22
[43] 袁惠群，闻邦椿，王德友等．滚动轴承．转子．定子系统的碰摩故障分析．东北大学学报，2003，24(3)：244-247
[44] 谭郭茂，贺贵明．巡检系统模型的研究与技术方案．系统建设，2003，1：17-20
[45] 迟善武，胡长松，赵之波．信息识别技术及其在智能巡检管理系统中的应用．仪器仪表，2003，10(3)：27-29
[46] 李文海，刘博．重要机组群集的网络化在线监测技术与应用．中国仪器仪表，2003，6：21-24
[47] 徐春林．机泵群智能监测预知维修平台的开发研制．设备管理与维修，2003，11：8-9
[2] 夏松波，张嘉钟，徐世昌．旋转机械故障诊断技术的现状与展望．振动与冲击，1997，16(2)：1-5
[3] 丰田利夫(日)．设备现场诊断的开展方法．北京：机械工业出版社．1985，79-85
[4] 金少先．旋转机械振动故障诊断中的几个实际例子．振动、测试与诊断，1996，16(3)：28—32
[5] 黄文虎，夏松波，刘瑞岩．设备故障诊断原理、技术及应用．北京：科学出版社，1996，1-10
[6] 温熙森，胡茑庆，邱静．模式识别与状态监控．长沙：国防科技大学出版社，1997，24-31
[7] 李炜，伦淑娴．设备故障诊断技术的现状及其发展．甘肃工业大学学报，1998，24(2)：66—69
[8] 丁康，米林，王志杰．解调分析在故障诊断中应用的局限性问题．振动工程学报，1997，10(3)：13—20
[9] 张宏辉，唐锡宽．基于知识的转子故障诊断系统的研究．振动、测试与诊断，1996，16(2)：54—59
[10] 关惠玲，王伟．故障诊断的模糊神经网络模型．振动工程学报，1997，10(4)：496—500
[11] 李贵三，张正松．旋转机械振动故障诊断中专家系统知识获取方法探讨．振动、测试与诊断，1996，16(3)：22—27
[12] 李力，张耀亨，李长伟．中国石化大型转动机械状态监测技术应用现状及发展研讨．第一届全国诊断工程技术学术会议论文集，1998
[13] 谭青．风机故障诊断与自动平衡技术研究．中南工业大学博士学位论文，1996
[14] Shu Dawen,Xu Jichang, Yao Qiong. Application and Reserch of Equipment Fault Diagnosis Technique in Mining Machinery in China, Journal of Kunming University of Science and Technology, 1998, 23(2):68—71
[15] Chow M Y, Yee S O, Methodology for on-line incipient fault detection in single-phase squirrel-coge induction motors using artificiall neural networks, IEE Trans on Energy Conversion, 1991, 6(3):536—645
[16] Francis C M,Chaotic and Fractal Synamics. An introduction for applied scientists and engineerings, New york: A Wiley-luterscience publication, 1992
[17] Shi Z, Jiao L C.Wavelet neural for signal estimation and detection with noise, IJCNN1992, 3(1):125—128
[18] Adeli H,zhang J,An improved perception learning algorithm,Neural,Parallel and Scientific Computations, 1993, 1 (2): 141—152
[19] 程军圣，于德介．基于时—能密度的滚动轴承故障诊断．振动与冲击，2001，20(3)：79—81
[20] 杨忠，盛昭瀚，鲍明．基于神经网络与符号推理综合模型的故障诊断技术．振动、测试与诊断，1996，16(4)：38—44
[21] 许玲．滚动轴承的三种诊断方法．振动与冲击，1996，15(1)：88—91
[22] 张邦基．透平循环压缩机组状态监测与故障诊断系统研究．湖南大学硕士学位论文，1999
[23] 于德介，张邦基，李正中．透平循环压缩机组运行状态自动监控系统的设计．中国有色金属学报，1999，9(4)：878—883
[24] 张优云，谢友柏．状态监测故障诊断与现代设计技术．中国机械工程，1997，8(5)：101—103
[25] 郑万泔．略谈国内机器振动状态监测技术．振动、测试与诊断，1997，17(1)：16—17
[26] 何永勇，许飞云，张雪江．离心压缩机组状态分析系统的研究．振动、测试与诊断，1996，16(1)：31—36
[27] 李正中．基于面向对象技术的实时监控系统的研究与设计．长沙：湖南大学硕士学位论文，2000
[28] 张安华．机电设备状态监测与故障诊断技术．西安：西北工业大学出版社，1995
[29] 邱静．柔性加工设备状态监测与故障诊断及预警系统研究．长沙：国防科技大学博士学位论文，1998
[30] 郑万泔，凌宏升．机器在线状态监测系统的硬件和软件设计．第一届全国诊断工程技术学术会议论文集，1998
[31] 张阿舟．振动数字信号处理程序库．北京：科学出版社，1988
[32] 胡先志，邹林森，刘有信．光缆及工程应用．北京：人民邮电出版社，1998
[33] 陈大禧等编．机械设备故障诊断基础知识．长沙：湖南大学出版社，1989
[34] 黄惟一主编．测试技术—理论与应用．北京：国防工业出版社，1988
[35] 刘雄，赵振毅，屈梁生．转子监测和诊断系统．西安：西安交通大学出版社，1991
[36] 施维新著．汽轮发电机组振动．北京：水利电力出版社，1991
[37] 张正松，傅尚新，冯冠平．旋转机械振动监测与故障诊断．北京：机械工业出版社，1991
[38] 李学桥，马莉．神经网络工程应用．重庆：重庆大学出版社，1996
[39] 陈大禧，朱铁光．大型回转机械诊断现场实用技术．北京：机械工业出版社，2002
[40] 陈大禧，朱铁光．石化大机组监测诊断系统现状及开发趋势．设备管理与维修，1996，4：8-9
[41] 姚勇，刘宾．KDD技术及其在故障诊断中的应用．信息技术，2003，27(2)：69-71
[42] 杨为民．工业企业巡检管理系统的数据处理．大连民族学院学报，2003，5(1)：21-22
[43] 袁惠群，闻邦椿，王德友等．滚动轴承．转子．定子系统的碰摩故障分析．东北大学学报，2003，24(3)：244-247
[44] 谭郭茂，贺贵明．巡检系统模型的研究与技术方案．系统建设，2003，1：17-20
[45] 迟善武，胡长松，赵之波．信息识别技术及其在智能巡检管理系统中的应用．仪器仪表，2003，10(3)：27-29
[46] 李文海，刘博．重要机组群集的网络化在线监测技术与应用．中国仪器仪表，2003，6：21-24
[47] 徐春林．机泵群智能监测预知维修平台的开发研制．设备管理与维修，2003，11：8-9
© 2004-2018 中国地质图书馆版权所有 京ICP备05064691号 京公网安备11010802017129号 地址：北京市海淀区学院路29号 邮编：100083 电话：办公室：(+86 10)66554848；文献借阅、咨询服务、科技查新：66554700 |