向日葵视频在线下载_向日葵视频网站_向日葵小视频APP污_向日葵视频污污下载

提　要：對進(jìn)口紙機振動智能監(jiān)控系統(tǒng)，從傳感器的作用與選擇、分析子站的工作機理與工作站功能作了深入分析。關(guān)鍵詞：傳感器；分析子站；工作站；幅頻特性；模數(shù)轉(zhuǎn)換；窗函數(shù)；頻譜分析；高速傅立葉轉(zhuǎn)換；高頻包絡(luò)；在線；離線作者簡介：陳道金，學(xué)士學(xué)位，工程師，在福建南紙股份有限公司從事機械、自動化設(shè)計和維護(hù)工作?！　「＝霞埞煞萦邢薰镜腜M5紙機的設(shè)計速度為1800m/min，這么高的車速，對紙機的維護(hù)提出了更高的要求，特別是機械設(shè)備的維護(hù)?！　∧壳笆澜缯诎l(fā)展一種24h不間斷紙機運行狀態(tài)在線跟蹤監(jiān)控系統(tǒng)。技術(shù)比較成熟的有：ABB公司的MTC監(jiān)控系統(tǒng)；SKF公司的軸承監(jiān)控系統(tǒng)；Neles Automation公司的Sensodec 6s監(jiān)控系統(tǒng)。他們依據(jù)的原理大同小異，整個系統(tǒng)由工作站(workstation)、分析子站(analysis subsatation)、傳感器(sensors)組成。傳感器與分析子站間由電纜連接，工作站與分析子站以TCP/IP(transmission control protocol/internet protocol，即傳輸控制約定/英特網(wǎng)約定)協(xié)定連接成信息共享的局域網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)間有一個Windows NT網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。工作站可根據(jù)需要建立多個，下面以Sensodec 6s為例分析這類系統(tǒng)(如圖1所示)。圖1　紙機狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖　傳 感 器　　整個系統(tǒng)的傳感器由壓力傳感器(pressure sensors)、振動傳感器(vibration sensors)、觸發(fā)器(trigger)組成?！　毫鞲衅饔糜跈z測上漿泵、壓力篩和流漿箱的壓力脈沖。對檢測到的各點壓力脈沖進(jìn)行分析，則可分辨出濕部上漿系統(tǒng)的壓力波動故障所在。這種傳感器是用壓電材料(如石英、鈦酸鋇等)制成的具有壓電效應(yīng)的傳感器。　　觸發(fā)器包括光學(xué)觸發(fā)器和測速器(tachometer)，光學(xué)觸發(fā)器用于檢測毛布的轉(zhuǎn)速。我們知道毛布打折引起的振動故障頻率與毛布轉(zhuǎn)動頻率是一致的，那么測得毛布轉(zhuǎn)動頻率與振動信號進(jìn)行比較分析，就容易得出振動是否由毛布打折引起的。同樣，檢測輥子的轉(zhuǎn)速是因為輥子不平衡和不對中產(chǎn)生的振動故障，分別會引起振動頻譜中轉(zhuǎn)速一倍頻率和二倍頻或三倍頻分量幅值明顯增大，同時，軸承的故障頻率又是轉(zhuǎn)速頻率函數(shù)，且軸承退卸套松動產(chǎn)生的摩擦，也會引起振動頻譜中轉(zhuǎn)速頻率的高次諧波頻率分量幅值增大。因此，轉(zhuǎn)速頻率是分析和診斷機器振動故障的重要參數(shù)?！　≌駝觽鞲衅鬟@里用的就是壓電式加速度傳感器(如圖2)。這種加速度傳感器以檢測件的絕對加速度為輸入，以質(zhì)量塊相對殼體的位移為輸出，它的幅頻特性方程為：A(w)a=（1÷Wn2）/{[1-(W/Wn)2]2+[2ξW/Wn]2}1/2式中：ξ—阻尼系數(shù)　　　Wn—傳感器的固有角頻率　　　W—被測件的角頻率　圖2 壓電式加速度傳感器構(gòu)造1-壓緊彈簧　2-質(zhì)量塊　3-壓電片　4-基座　5-引出線圖3　加速度傳感器的幅頻特性　　對試件的振動檢測，從理論上可以選擇檢測試件的位移、速度或加速度中任何一個參數(shù)，因為位移、速度和加速度之間存在簡單的相互轉(zhuǎn)換的微分關(guān)系。但是從加速度傳感器的幅頻特性圖(如圖3所示)，我們不難看出，加速度傳感器在高頻段幅頻響應(yīng)更強烈?！　±纾l率為1000Hz、位移為0.001mm的振動加速度，與頻率為1Hz、位移為1mm的振動加速度相比，前者是后者的1000倍。而高速紙機的齒輪、輥子和軸承的振動頻率均在高頻區(qū)，所以選用加速度傳感器作為檢測紙機振動的元件效果更理想。　分 析 子 站　　用數(shù)字方法處理振動信號已不成問題，分析子站就是用于完成這一任務(wù)。一個分析子站最多可處理來自80個傳感器的信號?！　?shù)字信號處理的具體步驟如下：　　第一步，對模擬信號進(jìn)行預(yù)處理。對調(diào)制信號進(jìn)行解調(diào)，解調(diào)后再進(jìn)行如下處理：(1)抗混濾波，一般是將信號通過一個低通濾波器，而在這里是將信號經(jīng)過一個帶通濾波器；(2)消除常值分量，就是采用電容隔阻措施；(3)電壓幅值處理，就是要使信號幅值與A/D轉(zhuǎn)換器的動態(tài)范圍相適應(yīng)?！　〉诙?，采樣和量化。A/D數(shù)模轉(zhuǎn)換器對信號進(jìn)行采樣和量化處理，采樣就是把連續(xù)時間信號X(t)或X(f)離散化的過程，采樣過程可看作是用等間隔的單位脈沖序列G(t)或G(f)去乘模擬信號，這樣，各采樣點上的信號大小就變成脈沖序列的權(quán)值Xs(t)或Xs(f)(如圖4所示)，這些權(quán)值將被量化成相應(yīng)的數(shù)值。圖4　采樣過程圖5　不產(chǎn)生混疊的條件fs>2fc　　　　　　　這里重要的是要選擇合適的采樣間隔Ts。采樣間隔的選擇要滿足采樣定理，即采樣頻率fs(fs=1/Ts) 必須滿足fs>2fc (如圖5)，fc為信號所含成分的最高頻率，以防產(chǎn)生混疊現(xiàn)象?？紤]到濾波器有一定的過濾帶，故實際可用fs=(4～５)·fc?！　〉谌剑_定分析信號的長度T和數(shù)據(jù)點數(shù)N。采樣間隔Ts確定后，則分析信號時間長度T=N·Ts，所以也就確定了分析信號的長度。在頻域分析中所得譜線總是離散譜線，兩相鄰譜線間距 Δf=1/T，因而所處理的時間長度T越長，分辨率就越高。但是，采樣間隔Ts太大，平移距離1/Ts 過小，那么移至各采樣脈沖所在處的頻譜X(f)就會有一部分的相互交疊，即混疊現(xiàn)象。如果采樣間隔Ts過小，則對定長的時間記錄來說其數(shù)字序列就很長，計算工作量迅速增大。由于是進(jìn)行FFT(高速傅立葉變換)運算，最好選用N=2a,a為正數(shù)，常用N=1024或512，少數(shù)用N=2048?！　〉谒牟剑x擇窗函數(shù)。對信號的時域或頻域截取實際上就是用矩形窗函數(shù)和原信號相乘。為減少泄漏誤差可進(jìn)行某種加權(quán)處理，也就是采用其它的窗函數(shù)處理。如有三角窗和漢寧窗等，尤其是漢寧窗的旁瓣比矩形窗的旁瓣小的多，從而對泄漏誤差有一定的抑制作用，使所得信號頻譜圖形比較勻滑。窗函數(shù)的寬度T=N·Ts，N為序列點數(shù)，Ts為采樣間隔?！　【匦未昂瘮?shù)為：W(f)=2T·[Sin(2πfT)]/2πfT　　三角窗函數(shù)為：W(f)=T·[(SinπfT)/πfT]2　　漢寧窗函數(shù)為：W(f)=1/2Q(f)+1/4[Q(f+1/2T)+Q(f-1/2T)]　　其中Q(f)=[Sin(2πfT)]/πf　　第五步計算。進(jìn)行FFT(fast fourier transform，即高速傅立葉變換)計算，以及HFE(high frequency envelop，即高頻包絡(luò))FFT計算。因為軸承及輥子等的振動均在高頻區(qū)，進(jìn)行高頻包絡(luò)FFT計算得到的頻譜分辨率更高?！　⊥瑫r，分析子站也有報警輸出的作用?！」?作 站　　工作站就是帶有專用分析軟件的PC機，操作系統(tǒng)為Windows視窗軟件系統(tǒng)，工作界面友好，操作方便?！　》治鲈\斷作用。工作站不間斷地收集和存貯來自不同分析子站檢測點的頻譜、趨勢圖和其它數(shù)據(jù)。要對這些不同的頻譜數(shù)據(jù)進(jìn)行診斷分析，就必須輸入作為比較分析的原始參數(shù)。引起振動的原因很多，如有：軸承的故障、輥子的不對中、軸套的松動、齒輪的損壞、潤滑不足等，其中軸承的故障包括軸承內(nèi)圈、外圈、滾子框架和滾子的損壞，在紙機的壓榨部還包括毛布的打折或腐漿團塊等引起的振動故障，這些均可由工作站的專用分析軟件診斷得出結(jié)果，直觀顯示在屏幕上。關(guān)于振動頻譜中故障頻率處的幅值超出何值為故障，這里參考了ISO7919和ISO10816機械振動國際標(biāo)準(zhǔn)。同時，我們知道任何設(shè)備在相同工況下都有各自的故障頻率，所以在工作站電腦中必須輸入各檢測點諸如：輥子的外徑、輥子的長度、軸承型號、齒輪的齒數(shù)和模數(shù)、減速箱的速比、毛布的周長等參數(shù)，算出它們的故障頻率，與收集到的振動頻譜信號進(jìn)行分析比較，就可對振動故障根源作出準(zhǔn)確判斷?！　】刂品治鲎诱镜淖饔谩７治鲎诱疽婚g斷地對從各檢測點收集到的信號數(shù)據(jù)進(jìn)行FFT計算或HFE的FFT計算。不同的檢測點，就要有不同的采樣間隔和采樣信號長度，采樣間隔Ts和采樣信號長度N·Ts，都必須由操作者從工作站輸入再傳送到分析子站。此外，窗函數(shù)的選取也在工作站，然后傳送到分析子站，其它一些特殊檢測和診斷指令(比如報警等)，也要由工作站下達(dá)給分析子站。　　監(jiān)視與報警作用。在Windows視窗界面中，我們可以雙擊任何一個系統(tǒng)的任何一個裝有傳感器的檢測點，觀察它們的即時振動情況，調(diào)出它們的歷史數(shù)據(jù)，分析它們的振動時域或頻譜圖。如有不正常的振動，立刻報警，哪個系統(tǒng)出現(xiàn)故障，那么這個點和這個系統(tǒng)就出現(xiàn)報警色(如黃色和紅色)。同時也可接繼電器發(fā)出光和聲音報警，嚴(yán)重時可發(fā)出停機控制信號?！　∵@種監(jiān)控技術(shù)還在不斷完善，雖然各個公司產(chǎn)品的工作機理大同小異，但是如何做到更加及時、準(zhǔn)確、可靠、有效和操作界面更加友好，是各個公司競爭的主要方向。