1、往复压缩机远程监测诊断系往复压缩机远程监测诊断系统统BH5000R主要内容主要内容1.系统组成系统组成2.监测手段监测手段3.现场工程现场工程4.软件功能介绍软件功能介绍5.仪表维护仪表维护1.系统组成数据采集系统模型 传感器 安全栅 数采器 服务器 客户端1.系统组成1.系统组成加速加速度度传传感器感器PCB 608A11EX电涡电涡流流传传感器感器Metrix MX10039-00-07-10-02-00温度温度传传感器感器P+F 温度隔温度隔离离安安全栅全栅KFD2-UT2-Ex2-1P+F 频率信频率信号号隔隔离离安安全栅全栅KFD2-VR4-Ex1.261.系统组成1.系统组成数据采
2、集器前面板数据采 集器后 面板数据采集器采用的硬件平台 为FPGA+DSP+无操作系统，具有如下优点：纯硬件平台，无操作系统，可靠性高；采用低功耗硬件设计（20W），无风扇，可靠性 高；抗干扰能力强，专业EMC（电磁兼容性）设计和认证，抗干扰等级为三级。数据采集器内部电源板、主控板、接口板1.系统组成指标指标性能参数性能参数采样速率100KS/s精度16bit最大采集点数及谱线数连续采集输入信号类型电压、电流输入阻抗1M输入范围10V，5V，4-20mA滤波特性低通、高通、带通电源220V AC 50Hz功耗20W环境温度-30 70环境湿度90%无冷凝通道数64+8（键相）数据采集器性能参数
3、1.系统组成服务器前面板服务器后面板RS232接口，和DCS系统 Modbus通讯在线监测统能够解 的现场问监测类别主要诊断信息振动监测 吸/排气阀损坏系 气缸磨损决 活塞环/支承环磨损题 活塞杆：填料函磨损、导向环磨损、沉降及裂纹 连杆：裂纹、螺栓松动 十字头：磨损、螺栓松动 轴承损坏动态压力监测（示功图）吸气阀：咬住、流通面积小、漏气 排气阀：咬住、流通面积小、漏气 活塞环泄漏咬住 吸气管流通面积小 排气管流通面积小缓变量监测（温度/压力/撞击）十字头磨损、十字头松动 气阀漏气 活塞环磨损 活塞杆磨损 水套状态 中间冷却器状态2.2.监测手监测手段段部件测点定义传感器选择曲轴曲轴键相键相键
4、相传感器键相传感器壳体振动壳体振动压电式速压电式速度传感度传感器器（加速度积（加速度积分）分）十字头十字头（缸壳体）（缸壳体）十字头加十字头加速度速度压电式加压电式加速度传速度传感感器（加速度）器（加速度）活塞杆活塞杆壳体温度壳体温度热电阻热电阻（RTD）活塞杆位置活塞杆位置垂直和水垂直和水平涡流平涡流传传感器感器(选选配配)气缸气缸气缸压力气缸压力动态压力动态压力传感器传感器(选选配配)气阀温度气阀温度热电阻热电阻（RTD）注1：目前往复压缩机有的传感器可考虑接到监测诊断系统中。注2：其它相关的过程参数可由BH5000-R的数据库通过OPC接口从用户的过程控制系统（DCS、PLC等）获得。2
5、.2.监测手监测手段段2.2.监测手监测手段段2 2.监测手段监测手段（2）在飞轮上做标记。在飞轮上做标记。电机侧电机侧飞轮飞轮曲轴箱曲轴箱指针指针TDC-Mark2.1 键相信号键相信号:设置上死点标记设置上死点标记（1）将参考气缸的活塞盘车到上死点。将参考气缸的活塞盘车到上死点。2 2.监测手段监测手段2 2.监测手段监测手段2.2 活塞杆位置活塞杆位置活塞杆位置监测系活塞杆位置监测系统统可可以以检检测测以以下下机机械械故障故障：活塞环磨损程度 连续监测十字头松动状态 活塞杆弯曲程度 往复式压缩机的每个气缸的滑动区状况活塞杆位置监测活塞杆位置监测具具有有以以下下特特点：点：连续在线监测活塞
6、杆移动的最大幅度和方向 具有最大幅度时的曲柄角度 为支撑环替换或十字头维修提供准确依据2 2.监测手段监测手段2.3 十字头振动（缸壳体）十字头振动（缸壳体）安装于十字头上的加速度传感器 能检测出由冲击所引起的机械故障，如十字头松动，液体吸入气缸或连杆 与套筒间隙过大。由于冲击引起的是高频振动高频振动，因此加速度传感加速度传感器器比比速速度度式传式传 感器感器更适合于冲击类的机械故障测量。2.3 十字头振动（缸壳十字头振动（缸壳体）体）加速度传感器进行十加速度传感器进行十字字头头振振动动监监测测可可以以检检测测以以下下机机械故械故障：障：十字头螺母或螺栓松动 十字头间隙过大 活塞销圈间隙过大
7、整体动力压缩机的动力缸爆裂2 2.监测手段监测手段4.壳体振动（曲轴箱）壳体振动（曲轴箱）对称平衡式压缩机对称平衡式压缩机上上的的气气缸缸作作用用在在曲曲轴轴上的上的力从力从 物理上讲能相互物理上讲能相互抵抵消消，但但是是当当过过程程发发生生变变化化，如如气气 阀损坏、刮缸、阀损坏、刮缸、泄泄露露等等故故障障时时，其其作作用用在在机机器器上的上的 压力会产生不平压力会产生不平衡。衡。压电式加速度（速压电式加速度（速度度）传传感感器器可可对对这这种种往复往复式式压压缩缩 机旋转振动传送机旋转振动传送到到压压缩缩机机壳壳体体的的机机械械振振动动提提供供理理想想 的监测。的监测。2.监测手段监测手段
8、2.4 壳体振动（壳体振动（曲轴箱）曲轴箱）壳体振动监测可壳体振动监测可检检测测的的典典型型的的运运行行问问题题包包括括：由于压差异常或惯性失衡而产生的不平衡基础松动（如砂浆或垫片损坏）连杆负荷过大引起的力矩过高2.5 阀门温度监测阀门温度监测吸气和排气阀通常是往复式压缩机中维修率 最高的部件。故障阀会明显降低压缩机的效率。阀门温度监测模块能够显示压缩机阀门温度并帮 助管理往复设备。采用阀门温度监采用阀门温度监测测所所带带来来的的好好处处有：有：早期确定损坏和有故障的阀门。损坏的阀门会导致容量变小，效率降低或由于阀门部件落 入气缸而损坏气缸套。确定活塞头与曲柄端之间是否有由于活塞环的损坏或磨损
9、 而带来的气体泄漏。2.监测手段监测手段3.现场工程现场工程3.1 硬件组成硬件组成往复机、往复机、传感器、传感器、防爆接线箱、防爆接线箱、电缆、电缆、机柜、机柜、系统硬件系统硬件 服务器服务器3.2 温度传感器安装温度传感器安装3.现场工程现场工程3.3 壳体振动传感器壳体振动传感器3.现场工程现场工程3.4 曲轴振动传感器曲轴振动传感器3.现场工程现场工程3.5 键相传感器键相传感器3.现场工程现场工程3.6 活塞杆沉降传感器活塞杆沉降传感器3.现场工程现场工程3.7 防爆防爆箱箱3.现场工程现场工程3.7 防爆防爆箱箱3.现场工程现场工程3.现场工程现场工程3.3 机柜接线机柜接线4.软
10、件功能介绍软件功能介绍4.1 概貌图界面概貌图界面4.2 振动监测界面振动监测界面（该界面只显示（该界面只显示实时实时的的振动振动，历史历史趋趋势略）势略）气阀的延迟开启与关闭阀片异常撞击弹簧运动情况活塞环/支承环的磨损和损坏连杆大小头轴衬 瓦的异常间隙活塞锁紧螺母松 动缸套损坏内部机械损坏气缸变形和松动基础和地脚螺栓问题主轴瓦故障对中问题压力脉动导致的振动辅助设备(水和油泵)缸体/气缸缸 头曲轴箱电机主轴十字头主轴轴承监测部件监测部件波形图作用波形图作用频谱图作用频谱图作用4.3 示功图监测界面示功图监测界面气缸余隙容积过大咬住吸气阀流通面积 小漏气 咬住排气阀流通面积 小漏气活塞环泄漏/咬
11、住吸气管流通面积小排气管流通面积小历史比较可更 加清晰的看出 拐点的变化形 式活塞杆沉降活塞杆沉降/偏偏摆摆监监测测界面界面监测支承环的 磨损状态活塞环磨损连杆螺栓松动填料函磨损支承环磨损活塞杆沉降十字头与滑道间隙过大螺栓松动有效：十字头松动 螺栓松动可自主选择 以下缓变量 进行监测：温度压力撞击电流4.4 缓变量监测界面缓变量监测界面温度监测:可诊 断气阀故障；撞击监测：可诊 断十字头松动问 题压力监测：（监测气阀进出 口压力）可诊断气阀故障；电流监测：可诊 断压缩机热效率 故障；4.5单值棒图界面单值棒图界面在单值棒图界面，可以清晰地监测往 复压缩机各个参数 相对于“报警线”的情况，从而全
12、面 的判断机器的运行 状况。4.6综合监测界面综合监测界面通过历史波形分析，可清 晰准确的判断出往复压缩 机部件的状态，真正做到 了全面、系统的监测往复 压缩机的工作状态。综合性能分析监 测包括：振动监测图P-a、P-V示功图活塞杆沉降图4.7多参数分析多参数分析界面界面通过实时波形分析，可 清晰准确的判断出曲轴 在各个角度下，往复压 缩机部件的运行状态；4.8 运行状态图界面运行状态图界面4.9历史比较图历史比较图界面界面4.10活塞杆轨活塞杆轨迹迹图图界面界面4.11 报警统计界面报警统计界面4.12诊断报告诊断报告界面界面4.13机组月报机组月报界面界面4.14 厂级报表界面厂级报表界面
13、5.5.仪表维仪表维护护5.1 键相，活塞杆沉降、偏摆传感器：型号：型号：BentBentl l y y 3303300 0 X XL L 1 1 m m1 1 m m 电涡流传感器电涡流传感器 线性范围线性范围：0.50.54mm4mm频率响应范围频率响应范围：0 08000Hz8000Hz推荐初始间隙：推荐初始间隙：2 2.5 5m m m m 灵敏度灵敏度：4V/mm4V/mm工作温度范围：工作温度范围：探探头头部部分分和和电电缆缆与与前前置置器器有有一一定定的的区区 别，探头部分、别，探头部分、电电缆缆为为-51-51177177，前前置置器器为为-3535 8585，电电 涡涡 流流
14、 传传 感感 器器 线线 性性 范范 围围电电 涡涡 流流 传传 感感 器器 组组 件件电电 涡涡 流流 传传 感感 器器 前前 置置 器器注意事项：注意事项：1停车后，如停车后，如果果更更换换了了支支撑撑环环，需需要要重重新新调整调整 间隙电压，重新设间隙电压，重新设定定零零点点，间间隙隙电电压压需需调调整整-10V(-10V(间隙间隙2.5mm)2.5mm)。2停车后，如停车后，如果果没没有有更更换换支支撑撑环环，但但是是动动了活了活 塞杆传感器，则在塞杆传感器，则在开开车车前前需需要要将将传传感感器器间间隙隙 电压调整为动之前电压调整为动之前的的间间隙隙电电压压（所所以以如如果要果要 动
15、活塞杆传感器，动活塞杆传感器，在在之之前前需需要要记记下下当当时时的的间间 隙电压隙电压）。这是为）。这是为了了开开车车后后活活塞塞杆杆信信号号能能连连 续。不会有突变续。不会有突变！注意事项：注意事项：3 3）报警线的设）报警线的设定：定：1 1、安装传感器、安装传感器时时，如如果果机机组组已已经经运运行行了了一一段段时时间间，那那 么支撑环与活塞环么支撑环与活塞环将将存存在在一一定定的的磨磨损损，这这时时需要需要测测 量活塞体到缸套之量活塞体到缸套之间间的的间间隙隙，并并以以此此间间隙隙值值的的0.5 0.5 倍作为报警线倍作为报警线；2 2、如果是新机、如果是新机组组或或支支撑撑环环进进
16、行行过过更更换换，则则可可根根据据机组机组 自带的沉降报警参自带的沉降报警参数数作作为为报报警警线线，也也可可测测量量活塞活塞体体 到缸套之间的间隙到缸套之间的间隙，并并以以此此间间隙隙值值的的0.50.5倍倍作作为为报报 警线警线。电涡流传感器接电涡流传感器接线：线：电涡流传感器防电涡流传感器防爆爆箱箱中中有有前前置置器。器。将万用表两根笔将万用表两根笔分分别别测测量量S和和G，就就可可测测量量间间隙隙电电压。压。5.5.2 2 曲轴箱振动，十字头曲轴箱振动，十字头冲冲击击振振动动传传感感器：器：型号型号：PCBPCB 608A11/Ex608A11/Ex频率响应范围：频率响应范围：0 0.
17、5 5H Hz z1 10 0K KHz Hz 测量范测量范围围：50g50g灵敏度灵敏度：100100 mV/gmV/g1V/98m/s1V/98m/s2 2工作温度范围工作温度范围：-54-54121121传感器的本体电传感器的本体电缆缆接接入入防防爆爆箱箱，通通过过主主电电缆缆接入接入控制室安全栅，控制室安全栅，传传感感器器的的偏偏置置电电压压为为8 8 12V12V，可以可以 通过测量现场防通过测量现场防爆爆箱箱接接线线端端子子或或者者安安全全栅栅输输入入端端子子来来 判断线路问题及判断线路问题及传传感感器器问问题。题。5.5.3 3 温度传感器温度传感器：型号型号：Pt100Pt10
18、0Pt100Pt100是铂是铂热热电电阻阻，它它的的阻阻值值会会随随着着温温度的变化而度的变化而 改变。改变。PtPt后的后的100100即即表表示示它它在在0 0时时阻阻值值为为100100欧欧姆姆，在在 100100时它的时它的阻阻值值约约为为138.5138.5欧欧姆姆。它它的的工工业原业原理理：当当 PT100PT100在在0 0摄摄氏氏度度的的时时候候他他的的阻阻值值为为1 10 00 0欧欧姆姆，它的阻值，它的阻值 会随着温度上升会随着温度上升而而成成匀匀速速增增长长的。的。温度传感器接线温度传感器接线 e力现场防箱II接控制室安全栅，曹000C)I接线端千OG)安 全 与 维 修
19、 保 障 信 息 化 智 能 专 业 公 司 4.传感器维护常见问传感器维护常见问题：题：1、传感器自身、传感器自身故障故障2、传感器接线、传感器接线松动松动1防爆箱内端子防爆箱内端子接接线线松动松动2控制室内接线控制室内接线箱箱接接线线松松动动3、传感器磁座、传感器磁座磁磁力力减减弱弱或或磁座磁座滑落滑落4、传感器损、传感器损坏坏5、人为原因造、人为原因造成成传传感感器器安安装错误装错误1 1、传感器自身、传感器自身故障故障一般情况下，传一般情况下，传感感器器自自身身发发生生故故障障的的可可能能性很性很小。小。首先，我们使用首先，我们使用的的都都是是工工业业级级的的本本安安型型传传感器，感器
20、，适用于条件恶劣适用于条件恶劣的的环环境境，都都能能在在零零区区稳稳定定、安安全全地工地工 作。作。其次，我们会使其次，我们会使用用传传感感器器标标定定试试验验台台对对加加速度传速度传 感器与电涡流传感器与电涡流传感感器器进进行行标标定定，根根据据传传感感器器的的使使用标用标 准对不合格的传准对不合格的传感感器器进进行行剔剔除除。再次，我们将对再次，我们将对传传感感器器的的耐耐高高温温、耐耐寒寒性性能做能做测测 试，尤其对气阀试，尤其对气阀温温度度传传感感器器，我我们们将将对对其其做做长长时时间的间的 高温测试，测试高温测试，测试温温度度为为180180摄摄氏氏度。度。加加 速速 度度 传传
21、感感 器器 标标 定定 试试 验验 台台电电 涡涡 流流 传传 感感 器器 标标 定定 试试 验验 台台高高 温温 老老 化化 箱箱2 2、传感器接线、传感器接线松动松动由于人工操作、由于人工操作、振振动动等等原原因因，传传感感器器线线路路可能可能会会出现松动，常见出现松动，常见松松动动包包括括两两种种：（1 1）防爆箱内）防爆箱内端端子子接接线线松动松动 安 全 与 维 修 保 障 信 息 化 智 能 专 业 公 司 温温 度度 传传 感感 器器 线线 路路 松松 动动沉沉 降降 传传 感感 器器 线线 路路 松松 动动（3 3）传感器磁传感器磁座座磁磁力力减减弱弱或或磁磁座座滑落滑落振振
22、动动 传传 感感 器器 线线 路路 松松 动动（4 4）传感器损）传感器损坏坏沉沉 降降 传传 感感 器器 损损 坏坏（5 5）人为原因人为原因造造成成传传感感器器安安装装错误错误主要包括主要包括：1 1、吸、排气阀、吸、排气阀温温度度传传感感器器检检修修后后没没有有按按照照规规定定的要的要 求求安装，例如：安装，例如：没没有有将将传传感感器器安安装装在在规规定定的的位位置置，安，安 装在装在了气缸外壁了气缸外壁上上；不不同同吸吸、排排气气阀阀传传感感器器没没有有按照按照 组态次组态次序安装，序安装，将将吸吸气气阀阀温温度度传传感感器器安安装装在在了了排排气阀气阀 上等等上等等。2 2、活塞杆
23、沉降、活塞杆沉降、偏偏磨磨传传感感器器检检修修后后没没有有安安装装，或或者者安安 装时没有正确调装时没有正确调整整间间隙隙电电压压，造造成成沉沉降降与与偏偏摆摆信信号号产生产生 突变。突变。3 3、壳体振动传、壳体振动传感感器器（磁磁铁铁吸吸附附式式）检检修修后后，没没有有安安装装 在十字头上方，在十字头上方，安安装装在在了了气气缸缸外外壁壁上。上。4 4、曲轴箱振动、曲轴箱振动传传感感器器（磁磁铁铁吸吸附附式式）检检修修后后，没没有安有安装装 在曲轴箱对角线在曲轴箱对角线位位置置，安安装装方方向向没没有有与与活活塞塞杆杆平平行。行。异异 常常 温温 度度 传传 感感 器器 信信 号号 趋趋
24、势势正正 常常 沉沉 降降 传传 感感 器器 信信 号号 波波 形形异异 常常 沉沉 降降 传传 感感 器器 信信 号号 波波 形形异异 常常 沉沉 降降 传传 感感 器器 信信 号号 波波 形形从系统判断传感从系统判断传感器器故故障：障：温度传感器温度传感器1 1、系统显示温、系统显示温度度测测点点异异常常升升高高吸气阀气阀泄漏，吸气阀气阀泄漏，排排气气阀阀积积碳碳，排排气气阀阀泄泄漏，漏，传传感器安装位置错感器安装位置错误。误。2 2、系统显示温、系统显示温度度测测点点异异常常降降低低（0 0左左右右）传感器自身故障，传感器自身故障，安安全全栅栅故故障障，调调理理板板异异常常（调调理板异常
25、将会导致理板异常将会导致大大规规模模的的温温度度异异常常）。）。3 3、系统显示温、系统显示温度度异异常常跳跳变变传感器接线松动：传感器接线松动：包包括括防防爆爆箱箱、安安全全栅栅接接线线松动，松动，调理板信号线松动调理板信号线松动。活塞杆沉降传感器活塞杆沉降传感器1 1、系统显示沉、系统显示沉降降、偏偏磨磨值值过过大大活塞杆沉降、偏磨活塞杆沉降、偏磨过过大大，机机组组发发生生磨磨损损过过大大故障故障，传感器检修后未安传感器检修后未安装，装，传感器自身故障传感器自身故障传感器损坏（传感传感器损坏（传感器器安安装装活活塞塞杆杆下下方方，间间隙隙调节调节不不导致传感器损坏合导致传感器损坏合理理）。
26、）。2 2、系统显示沉、系统显示沉降降或或偏偏磨磨信信号号波波形形异常异常活塞杆沉降、磨损活塞杆沉降、磨损过过大，大，传感器接线松动，传感器接线松动，信信号号无无输输入，入，信号超出传感器信号超出传感器量量程程范范围。围。壳体振动传感器壳体振动传感器1 1、系统显示振、系统显示振动动值值异异常常偏小偏小振动传感器滑落、振动传感器滑落、吸吸附附磁磁盘盘磁磁力力减减弱弱，传传感器自身故障感器自身故障，传感器供电接线松传感器供电接线松动，动，调理卡故障调理卡故障。2 2、系统显示振、系统显示振动动波波形形异常异常振动传感器滑落、振动传感器滑落、吸吸附附磁磁盘盘磁磁力力减减弱弱，传传感器自身故障感器自身故障，传感器接线松动，传感器接线松动，振振动动值值跳跳变，变，当振动波形异常的当振动波形异常的同同时时发发生生系统显示的转系统显示的转速速异常增大，则是异常增大，则是由由于于键键相相信信号号异异常常导导致致。
