设备管理设备远程监 控与运行管理系统说 明书 设备管理设备远程监 控与运行管理系统说 明书 目录目录 一、公司简介 3 二、设备状态监测概述 4 三、MF3000 系统 5 3.1 系统简介 5 3.2 案例:MF3000 汽轮发电机组振动在线监测系统 8 （一）. 概述 8 1.1 本文件遵循标准及规范 8 1.2 目标 8 1.3 汽轮发电机组设备状态监测和故障诊断的特点 9 （二）. 系统设计思路 9 2.1 系统拓扑图 13 2.2 机组测点分布说明 14 （三）. 系统各部分功能简介 18 3.1 智能数据采集站 21 3.2 网络服务站 22 3.3 监测预报系统 25 3.4 分析诊断系统 26 3.5 故障诊断专家系统 27 （四）. 系统主要配置 28 （五）. 工程实施及培训 28 5.1 工程实施 28 5.2 系统培训 30 四、 服务承诺 31 一、公司简介一、公司简介 企业简介企业简介 中国华电南京农网城网工程有限公司依托华电集团总公司的雄厚实力和国 电南京自动化股份有限公司的技术优势，在中低压变电站综合自动化系统，发电 厂、厂用系统保护，电力故障录波系统，自动准同期装置，高频开关直流电源系 统等方面进行技术研究、产品开发、工程技术，并进行相关的技术咨询和技术服 务。公司被国家经贸委推荐为第一批全国城乡电网建设与改造所须设备产品及生 产企业。 （国经贸电力1988844 号） 公司具备强大的研发团队，与著名高校东南大学电气工程学院深度合作，以 国际领先的技术和理念，开发出 MF 系列设备远程监控与运行管理系统及旋转设 备故障综合在线检测仪，填补了国内空白。产品广泛应用于电力、煤炭、化工， 钢铁，水泥等系统的各类异步电机上，深受用户的好评。 公司始终贯彻“诚信为本，客户至上，坚持创新，追求卓越”的价值理念。 经过多年的发展积累，公司拥有一支高水平，资深的电力自动化技术人才队伍， 结合著名高等学府先进的理论及强大的研发能力，竭诚为广大用户提供优质的产 品和服务。 二、设备状态监测概述二、设备状态监测概述 当今企业追求效益最大化面临巨大的压力，在影响企业效益的关键环节中， 对企业关键资产设备优化运行和合理的维护决策以实现资产效益最大化，显得尤 其重要且较易实现，集成的状态监测应用信息化解决方案使这一目标变成现实。 作为企业 ERP/EAM 体系中重要的控制环节，状态监测技术是综合了传感技术、机 械、振动、电气、信息网络、模糊理论等多项技术，建立设备的运行状态数据仓， 进行复杂的状态监测与故障诊断，达到可靠性维护与状态检修的目的。推行状态 检修的直接效益有：节省大量维修费用；提高企业可用系数；延长设备使 用寿命；增加企业生产能力；确保设备运行可靠性；降低检修成本、减少 检修风险。 三、MF3000 系统三、MF3000 系统 3.1 系统简介3.1 系统简介 1）设计原则 高可靠性 先进性 集成性 智能性 开放、扩充性 方便易用性 标准化 安全性 2)总体特点 嵌入式 Linux 体系的多 CPU 智能数据采集器，全功能数据预处理功能。 功能强大、完整的数据存储与多极管理 数据冗余技术，安全可靠的数据备份与自恢复 基于 Struts 架构的 J2EE 模式，Java 开放式编程语言 中心服务器端采用 LinuxOracl/WindowsServerSQLServer，Weblogic 层级数据连接 通过 MODBUS 协议与 DCS、 PLC 通讯， 通过以太网技术实现与 ERP/EAM 连接。 基于 HTTP 协议的 3 层应用结构 远程全功能浏览与专家故障诊断功能 远程参数设置与组态、远程更新功能 3)系统拓扑图 4)数据采集子系统 采集、传送并处理各种振动、位移、键相及过程量、开关量等数据， 信号来源： 现场一次原件 4-20mA/1-5V 的标准信号 现场智能仪表通讯方式 嵌入式 Linux、多 CPU 功能板，618CH板7 块板组合能力，最高 支持 7 个转速段 专用集成电路技术(ASIC)及数字信号处理（DSP） ，完善的数据预处 理能力 16 位 A/D，最高采样频率达 500kHz 远程工作状态设置 对于已有以 485 方式通讯的仪表采用并联的方式,连接到协议转换 模块接入到局域网； 对于使用 420mA 信号传输数据的信号,通过远程 I/O 模块接入到 局域网 5)在线监测子系统 通过监测局域网将数据采集器传送给网络服务器的数据包进行实时处理， 监测各机组工作状态和运行趋势等，并将有关数据进行存贮和分类分级管理。 处理速度快 通用性好 操作方便 数据“黑匣子”功能 数据保存完善 6)数据存储与管理子系统 数据管理 历史数据管理 开、停机数据 一级正常数据（通频值、特征分量值、进动分量值等） 二级正常数据（同上） 三级正常数据（同上） 报警数据（绝对报警、梯度报警、进动分量梯度报警、位置报警和矢量区域报 警） 危险数据（同报警数据） 趋势数据管理 监测报告数据管理 7)数据分析与专家诊断子系统 以矢谱分析技术为核心的数据融合分析方法 强大的稳态与非平稳过程分析方法，分析功能 30 余种 人工神经网络+规则+模糊理论 考虑机组整个系统的动力学特性 支持小样本、向量机技术 故障征兆自动识别技术 系统集成子系统 基于 Browser/Server 的 N 层分管式结构模式，浏览器端无需安装任何专 用软件。 Linux 网络，便于该系统 ERP/EAM 系统互联，达到数据传输、资源共享的 目的。 Oracle 大型数据库管理系统 远程浏览、诊断功能，远程实现更改参数、组态与系统升级 支持 OPC 技术 系统软件 基于 J2EE 体系 Java 编程，与操作系统无关 模块化组态功能 按照软件开发规范进行编制 3.2 案例:MF3000 汽轮发电机组振动在线监测系统3.2 案例:MF3000 汽轮发电机组振动在线监测系统 （一）.概述（一）.概述 1.1 本文件遵循标准及规范1.1 本文件遵循标准及规范 TDM 技术规范 ISO1339.2003机器状态监测与诊断 GB/T138241992对振动烈度测量仪的要求 GB/T6075在非旋转部件上测量与评价机器的机械振动 （idtISO TC10816） 1.2 目标1.2 目标 针对发电机组实施在线状态监测与故障诊断技术，建立企业关键机组远程监 控与运行管理平台。 建立关键机组状态数据库，监测故障的产生、发展和变化的全过程，预测运 行趋势和故障的分析诊断，旨在掌握机组的本质运行状态，保障这些关键机组实 现安全、稳定、长周期优化运行，实现预知维修或状态维修。 通过培训及服务帮助企业提高状态监测专业技术水平，组建企业设备故障诊断中 心，进行机组运行状态评估和提出故障治理和维修建议，满足企业设备资产效益 管理的需求。 1.3 汽轮发电机组设备状态监测和故障诊断的特点1.3 汽轮发电机组设备状态监测和故障诊断的特点 在反映设备状态的信号中，应用最为广泛的是振动信号。振动是引起设备故 障的主要原因，设备的各种故障一般在振动信号上有所反映，振动信号包含着各 种丰富的信息，而对振动进行测量一般不会影响设备的正常工作，十分方便。安 装机械设备振动监测故障诊断系统的必要性和意义性主要表现在以下方面： 通过数据记录和信号分析，在事故发生后为事故分析提供有力的证据，能 减少判断故障的时间，减少事故停机造成的损失。记录数据必须保证其准确性， 鉴于滑动轴承相对振动测量，本系统运用双通道信息融合技术，即矢谱分析技术 对振动数据进行具有针对性的分析处理。 许多故障的发生都有一个由轻到重的发展过程。通过趋势分析和对异常信 号的检测，能够早期发现设备潜在的故障，及时采取预防措施，避免事故的发生， 延长设备寿命周期，提高设备利用率。系统在检测机组运行状态趋势方面，采用 了相关趋势检测技术，可以直观地区别出导致机器振动超标的原因和部件。 通过对设备的状态分析，可以确定合理的检修时机和检修方案，能够促进 维修制度从事故维修、定期维修向视情维修的转变，避免不必要的停机，并能通 过提高修复速度减少停机时间，节约维修费用，具有很高的经济效益。 故障诊断专家系统的应用能够解决现场专家不足的问题，能够充分利用领 域专家的丰富经验，使故障诊断的整体水平有所提高，从而创造巨大的社会效益 和经济效益。 （二）.系统设计思路（二）.系统设计思路 汽轮发电机组主要承力部件是滑动轴承及转子，驱动机与工作机之间的通过 联轴器连接，因此，滑动轴承、转子系统和联轴器在承受负荷状态下的真正状态 是监测诊断的主要关注点。对于滑动轴承的故障诊断，本系统采用了经验证具有 较高针对性的相关频率滤波预处理技术，结合矢谱分析和其它分析，可有效地解 决滑动轴承、转子的故障检测问题。在振动报警方面，依照新版振动标准规定， 除考虑绝对值报警外，增加梯度报警功能，即当同一工作状态下振动变化率超过 25%时，也作为一个报警条件使用。 系统的总体设计原则是： 高可靠性 可靠性除包含系统所设计的硬件外，软件的可靠性、稳定性、网络系统抗病 毒攻击能力均成为系统可靠性指标的组成部分。系统在以下诸方面体现上述可靠 性指标： 高可靠数据采集前端 MF3000 系统（V3.0）的数据采集器是第三代智能型主 动数据采集系统，采用高可靠性和稳定性的嵌入式 Linux 体系，结合多 CPU 结构 和 DSP 技术，构成全功能数据采集系统，其中包括先进的数字矢量滤波技术；每 采集模块具备独立的 32 位 CPU，可实现真正意义上的并行处理能力。 高可靠网络体系针对网络普遍存在的安全性问题，服务器网络支撑系统采用 Linux 网络平台，数据库采用 MySQL 关系数据库，系统整体架构采用符合网络数 据传输要求的浏览器/服务器（B/S）结构，并采取了多种安全措施和冗余设计， 不但保障系统高速运行，也便于随着对系统功能要求的不断提高而进行的功能扩 展。采用 Linux 作为网络支撑系统并不影响与其它诸如 WINDOWS2000Server 或 WindowsNT 等作为网络支撑系统的网络互联， 对于抗病毒攻击和 TCP/IP 通讯具有 比 Windows 系统更优良的性能。 高可靠信号分析体系信号分析方法全面，覆盖面广，具有较强的针对性。对 于不同的振动传感器获取的信号特点，进行了有针对性的信号预处理，使得信号 分析结果更直观、易读，可满足不同层次人员的需求。鉴于大多故障发生时信号 表现为非平稳，可以增加非平稳过程分析方法和部分现代信号分析方法（如二代 小波等） 。 高可靠信号预处理对部分耦合通道较多、信号结构复杂且信噪比低的信号， 将采用先进的相关振动滤波技术对信号进行预处理，获得信噪比较高的早期故障 信息。 方便实用性 功能浏览方便采用全 B/S 结构，友善的人机接口、联机帮助系统，使操作非 常简单方便。 工作状态变更方便各种参数可通过系统提供的组态软件进行在线调整，由于 Linux 系统具备的 TCP/IP 通讯协议功能优于 Windows 系统， 可方便地实现数据采 集器的远程工作状态变更及功能升级。 数据查询管理方便在数据量很大的情况下，针对大多设备状态监测系统数据 查询方式不直观、效率低等弊病，系统采用七级追忆高效存贮技术，用户选择数 据更直观、准确、快捷。 用户端扩展方便由于系统软件采用了 J2EE 体系编制，用户端无需任何设置 即可成为系统全功能浏览器，且与用户端操作系统无关。 可扩充性 监测对象扩充系统具有良好的扩充性，并保证扩充具有较高的性能价格比。 新增加监测机组时仅需增加数据采集器、振动传感器工艺信号变送装置和信号 电缆，对于安装距离较近的机组，在采集器框架所容通道许可的条件下，可以通 过扩充采集模板的方式进行扩充。 系统功能扩展软件系统采用组态化、模块化设计，所有分析功能均作为一个 独立控件模块，便于系统功能扩展和功能升级。 系统覆盖范围扩展系统提供与 ERP/EAM 系统互联的标准数据接口，便于组成 大型