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方案描述 业务架构 技术架构 化工行业设备测点位置 采煤行业设备测点位置 业务场景 设备介绍 系统运行环境 方案优势 客户案例 合作伙伴

方案描述

Scheme description
根据化工企业生产线生产实际情况，关键设备类型和数量，针对此类关键设备采用在线式状态监测系统，通过采集关键设备的振动、温度等参数，可有效监测设备的运行情况，并根据相关参数及精密图谱，可对故障进行预判，尤其利用无线方式部署，可大大节省部署施工难度及周期、费用，提升工厂针对关键设备的预防性维修水平，为生产线的安全、长周期、高效运行提供有力保障。

方案业务架构

Scheme business architecture

方案技术架构

Scheme technology architecture
在现场设备表面安装振动、温度传感器，传感器采集设备运行过程中的振动、温度数据，并且将数据传输至现场安装的无线网关和有线监测站无线网关和有线监测站将数据发送至现场服务器，服务器通过工厂外网将数据直接发送至云平台，用户通过微信和Web浏览器的形式查看现场数据，以实现对现场设备进行24小时远程监控和诊断分析。
通过该系统可以分析的常见故障如下：
故障大类 故障部位 故障描述
工频故障 基础故障 电机、齿轮箱地脚螺栓松动、基础刚性不足
不平衡 电机转子、风机叶轮不平衡
不对中 轴系轴心线不重合
共振 设备运行故障频率与零部件固有频率接近引起的共振
电气故障 定子绕组 定子叠片或铁芯松动、定子偏心、定子绕组松动等
转子绕组 转子笼条松动、断裂、转子偏心、转子热态变形等
机械部件 电机 电机轴承内、外圈剥落；滚动体剥落；保持架刮擦、断裂；轴承动静磨碰；内外圈旋转松动、配合松动、轴电流等
齿轮箱、液力耦合器 齿轮箱轴承内、外圈剥落；滚动体剥落；保持架刮擦、断裂；轴承动静磨碰；内外圈跑圈；旋转松动、配合松动等
齿轮箱啮合不良、断齿、偏磨、窜动等故障
轴系 轴承内、外圈剥落；滚动体剥落；保持架刮擦、断裂；轴承动静磨碰；内外圈跑圈；旋转松动、配合松动等
轴弯曲
联轴器磨损、转轴窜动

化工行业设备测点位置

Location of Measuring Points of Equipment in Chemical Industry

注水泵


项目 说明
结构 电机+联轴器+转子
概述 采油的注水泵用于向地壳灌注高压水，以保持地层压力，依据采多少油，注多少水的平衡原理，是一边采油、一边注水的流程，若无高压注水泵，就无法进行采油生产作业。
监测故障 轴承故障；联轴器故障、松动；转子不平衡、气蚀
监测方式 在线监测（无线）/离线检测

循环水泵


项目 说明
结构 电机+联轴器+转子
概述 循环泵指装置中输送反应、吸收、分离、吸收液再生的循环液用泵，一般采用单级离心泵。
监测故障 轴承故障；联轴器故障、松动；转子不平衡、气蚀
监测方式 在线监测（无线）/离线检测

热油泵


项目 说明
结构 电机+联轴器+转子
概述 热油泵是一种输送热油的泵。
监测故障 轴承故障；联轴器故障、松动；转子不平衡、气蚀
监测方式 在线监测（无线）/离线检测

进料泵


项目 说明
结构 电机+联轴器+转子
概述 进料泵为装置提供原料，根据不同工艺，出口压力最高可达20Mpa左右，功率最大6000KW左右，一般一开一备，连续运转，可靠性要求高。
监测故障 轴承故障；联轴器故障、松动；转子不平衡、气蚀
监测方式 在线监测（无线）/离线检测

塔底泵/回流泵


项目 说明
结构 电机+联轴器+转子
概述 塔底泵的工作介质为原油、重油、渣油等，温度可达400℃左右，易汽蚀，连续运转，可靠性要求高，回流泵是一种输送回流液的泵。
监测故障 轴承故障；联轴器故障、松动；转子不平衡、气蚀
监测方式 在线监测（无线）/离线检测

离心压缩机


项目 说明
结构 电机+联轴器+转子
概述 乙烯三机是指裂解气压缩机、丙烯压缩机、乙烯压缩机（或二元制冷压缩机）的总称，是乙烯装置的心脏设备，由于没有备机，对机组的要求非常高，机组必须满足安全、稳定、长周期运转（新标准要求连续运转5年）。
监测故障 轴承故障；联轴器故障、松动；转子不平衡
监测方式 在线监测（无线）/离线检测

风机


项目 说明
结构 电机+增速箱+联轴器+主风机转子+联轴器+烟机转子
概述 催化裂化装置的再生器底部必须要供给空气(即主风)，压缩输送空气的风机就称之为主风机，主风机的作用在催化裂化装置中十分重要，它是催化裂化装置的心脏设备，必须连续运转，主风机停止运转，催化裂化装置也就停止生产。
监测故障 轴承故障；联轴器故障；齿轮箱故障、松动；转子不平衡
监测方式 在线监测（无线）/离线检测

螺杆压缩机


项目 说明
结构 驱动机构+齿轮+螺杆
概述 空气压缩机是气源装置中的主体，属于通用机械，是将电动机的机械能转换成压力能或动能的一种设备，用于提高空气的压力，是压缩空气的发生装置。
监测故障 轴承故障；齿轮故障、松动；转子不平衡
监测方式 在线监测（无线）/离线检测

采煤行业设备测点位置

Location of Measuring Points of Equipment in Coal Mining Industry

矿用提升机


项目 说明
结构 电机+联轴器+减速机+卷筒
概述 矿用提升机是一种大型提升机械设备,由电机带动机械设备，以带动钢丝绳从而带动容器在井筒中升降，完成输送任务。常温工况，有防爆要求，无备机，若是损坏，可能会造成安全事故。
监测故障 电机轴承损伤;联轴器磨损不对中;齿轮箱齿轮故障;轴承损伤，松动等
监测方式 在线监测（无线/有线）

瓦斯泵


项目 说明
结构 电机（两台对置）+联轴器+齿轮箱+转子
概述 减少矿井瓦斯事故，将瓦斯进行二次利用把有害气体变为能源；煤矿关键设备，关系到企业的安全生产；工作环境常温，有防爆要求。
监测故障 轴承故障；齿轮箱磨损；联轴器磨损；叶轮磨损
监测方式 在线监测（有线/无线）/离线检测

排水泵


项目 说明
结构 电机+联轴器+转子
概述 矿山井下排水，介质含颗粒物质，防爆要求高。
监测故障 轴承故障；联轴器磨损；叶轮磨损；气蚀
监测方式 在线监测（有线/无线）/离线检测

通风机


项目 说明
结构 电机（两台对置）+叶轮
概述 向井下输送新鲜空气，供人员呼吸，并使有害气体的浓度降低到对人体和安全无害的浓度，同时，调节温度和湿度，改善井下工作环境，保证井下生产安全，为煤矿关键设备，有防爆要求，常温工况。
监测故障 轴承故障；叶轮磨损
监测方式 在线监测（有线/无线）/离线检测

方案业务场景

Scenario business scenario
  • 设备接入功能
  • 设备管理功能
  • 智能预警功能
  • 智能诊断功能
  • 效能分析功能
  • 数据分析工作台
  • 多租户管理功能
  • 数据治理功能
  • 微信报警推送
  • 微信小程序
  • Web浏览器
  • 平台具备一站式物联网设备接入功能，包含了设备的创建和管理，设备身份和接入平台的安全策略管理等功能，同时支持从所属设备模型批量添加测点并绑定传感器，所有数据的采集通过标准的MQTT协议进入平台，且支持私有协议的解析和数据预处理等操作。
  • 设备及身份管理
  • 测点及传感器关系管理

设备介绍

Introduction of equipment
  • 无线振动温度传感器
  • 有线振动温度传感器
  • 无线网关
  • 有线监测站
  • 无线中继器
  • 0.4~10kHz无线智能传感器用于工业现场设备在线监测，测量设备振动和温度数据并发送至无线网关。内置0.4~10kHz宽频振动传感器，可同时采集速度、加速度、位移、包络、滚动轴承状态5种振动信号，有效诊断旋转设备所有故障，用于关键、复杂机械设备的精密状态监测和故障诊断，对于滚动轴承和减速箱早期故障诊断有显著效果。
  • 可诊断的故障\最高频响 1.5 kHz 5 kHz 10 kHz
    转子类 不平衡 √ √ √
    不对中 √ √ √
    轴弯曲 √ √ √
    基础松动 √ √ √
    零部件松动、碰磨 √ √ √
    轴承类 滚动轴承损伤（后期） √ √ √
    滚动轴承损伤（中期） √ √ √
    滚动轴承润滑不良 √ √
    滚动轴承损伤（早期点蚀） √
    流体类 气蚀 √ √
    电气类 电机定子故障 √ √
    电机转子偏心 √ √
    齿轮类 减速箱齿轮磨损 √ √
    减速箱齿轮早期裂纹 √
    高速轴齿轮磨损 √
  • 参数 指标
    振动
    最高采样率 25.6kSPS
    频响范围 1～10000Hz（±1dB） 0.4~10000Hz(±3dB) （可提供权威证书）
    灵敏度 40mV/g
    测量范围 ±50g
    采样精度 24位
    采样长度 1k，2k，4k，8k，16k
    温度
    测量范围 -50℃～+150℃（感知元件）
    测量精度 ±0.1℃（感知元件）
    通讯
    通讯协议 2.4GHz WirelessSLIM无线网格协议
    发射功率 10mW
    通讯速率 256kbps（最大值）
    通讯距离 300m（空旷、无遮挡）
    结构
    尺寸 φ45×87mm
    重量 约360g（含电池组件）
    安装 磁吸，胶粘，转接螺柱
    认证
    防爆 本安型 Ex ia IIC T4 Ga（可提供权威证书）
    安全 CE（可提供权威证书）
    防护 IP67（可提供权威证书）
    供电
    电池 能量型电池
    电池容量 8000mAh
    电池组规格 3.6V 8Ah
    工作时间 3年（1组波形/12h，1组特征值/0.5h）
    环境
    工作温度 -40℃～+75℃
    储藏温度 -50℃～+85℃
    湿度 ≤95%
  • 无线传感器的安装采用焊接底座方式，焊接安装基本不会对设备本体有任何损坏，只需要用锉刀在安装位置（如轴承座）锉一个Φ25mm的金属平面，保证该平面无油污并呈现金属光泽，然后将底座焊接牢固，最后直接把无线传感器拧紧在底座上即可。

系统运行环境

System operating environment
类别 产品 参数 数量
云上资源 弹性云服务器 8核4G 500G高IO盘 10M 1
弹性负载均衡 带宽按量付费 /
虚拟私有云 带宽按量付费 /
DDoS流量清洗服务 免费 /
Web应用防火墙 免费 /
漏洞扫描服务 免费 /
应用 电商平台与加气宝相关应用 / /
其他 / / /

方案优势

Scheme advantage
平台可及时识别设备的运行状态，发现故障的早期征兆，对故障真伪、故障部位、故障类型、严重程度、发展趋势做出准确判断，提出预知性维修方案，避免事故的发生，为提高设备的可靠性提供依据，进行有针对性的维护和保养，降低设备的维修成本，避免了机泵的过度维修和故障维修，优化维修环节的同时降低了工作人员的劳动强度，提升了公司设备管理水平和预防性维修水平。
动设备智能预警诊断平台是针对企业重要设备的现场状态监测所提出的理想解决方案，可实现在工业现场无线智能传感器的灵活、快速部署，通过设备预警，可以实现设备异常的早期发现，并有效跟踪设备的运行趋势。智能诊断系统通过建立设备模型，数字模型，算法库和知识库，经过推理引擎得到诊断结论，诊断结论对设备异常进行了故障定位。
根据运维数据和规律，更合理调配维修力量及制定备件的安全库存，通过主动的预防性维护，减少备件的消耗和库存水平，降低维修费用，减少非计划停机的同时，满足装置长期稳定高效安全运行的要求，为公司生产效益创造最大价值。
平台可以为设备管理人员、企业领导等管理者提供数字化的设备模型和实时运行情况的各种健康指标，为决策分析依据。
上层数据及信息获取的灵活性。可通过移动端和PC端同时获取现场设备运行状态，确保现场设备随时处于监控范围内。
有线监测站和无线网关数据传输至服务器采用无线WiFi的形式，大大降低远距离铺设光纤的施工成本和施工周期。
无线系统的高可靠性。区别于点对点连接的Zigbee无线协议，传感器与网关采用非常适用于复杂工业现场的网格型协议，传感器不仅可以直接与网关连接，每个传感器也可以作为中继承担数据转发作用，所以当网络中有多个传感器时，会形成一个类似于“蜘蛛网”形式的网格型网络，保证每个传感器与网关之间有3条以上有效路径。当原来的传输路径发生故障时，传感器会自动选择其他有效路径传输数据。如下图所示：
根据设备结构类型及重要程度，采用不同类型的传感器：
■ 针对立式磨类齿轮箱输出轴采用有线低频振动温度传感器（0.1~6kHz振动频响），具有良好的低频特性（最低频率范围可至0.1Hz，可有效监测10r/min的设备）和500mv/g的高灵敏度，特别适用于拾取低速设备的微弱信号。
■ 针对风机类设备，结构简单，采用无线传感器的方式，有效监测设备故障的基础上大大降低使用成本。

客户案例

Customer case
序号 客户名称 项目内容 地点
1 中国石油管道公司济南分公司 无线状态监测系统 德州
2 中国石油管道公司长庆分公司 无线状态监测系统 银川
3 中国石油吉林油田公司英台采油厂 无线状态监测系统 白城
4 中国石油西南管道公司兰成渝分公司 无线状态监测系统 资阳
5 中国石油大庆炼化厂 无线状态监测系统 大庆
6 吉化集团北方公司锦江油化厂 无线状态监测系统 吉林
7 一汽大众集团成都分公司 无线状态监测系统 成都
8 中国联合水泥集团北川水泥有限公司 无线状态监测系统 绵阳
9 国家电网四川德阳电业局 无线状态监测系统 德阳
10 陕煤集团陕西龙门钢铁有限责任公司 无线状态监测系统 韩城
11 索尔维化学品有限公司 无线状态监测系统 镇江
12 金东纸业股份有限公司 无线状态监测系统 镇江
13 胜利油田黄河钻井总公司 无线状态监测系统 东营
14 西安威科多机电设备有限公司 无线状态监测系统 西安
15 玖龙纸业（太仓）有限公司 无线状态监测系统 太仓
16 理文纸业（常熟）有限公司 无线状态监测系统 常熟
17 安徽山鹰纸业股份有限公司 无线状态监测系统 马鞍山
18 达伯埃纸业（江苏）有限公司 无线状态监测系统 盐城
19 华能国际电力股份有限公司太仓电厂 无线状态监测系统 太仓
20 西安永邦科技机电有限公司 无线状态监测系统 西安
21 韩城象山煤矿风机泵机在线监测系统 Vibscan在线监测系统（有线） 韩城
22 哈尔滨炼化泵机振动在线监测 Vibscan在线监测系统（有线） 哈尔滨

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