专利名称：基于红外监测的大机组状态监测系统的制作方法
技术领域：
基于红外监测的大机组状态监测系统技术领域[0001]本实用新型属于石油化工领域，涉及炼油化工企业体系中的基于红外监测的大型机组设备的状态监测系统。
背景技术：
[0002]炼化企业大机组设备功率大、转速高、流量大、压力高、结构复杂、监控仪表繁多，运行及检修要求高，因此在设计、制造、安装、检修、运行等环节稍有不当，都会造成设备在运行时发生种种故障，甚至造成设备损坏、有毒有害物质泄漏、人员伤亡等重大事故。针对装置的关键机组通常采用状态监测对其日常维护和管理，该系统利用振动信号对设备状态进行分析，给出故障诊断报告和维护建议。[0003]红外成像是以设备的热状态分布为依据对设备运行状态良好与否进行诊断，它具有不停运、不接触、远距离、快速、直观地对设备的热状态进行成像。由于设备的热像图是设备运行状态下热状态及其温度分布的真实描写，而石化设备在运行状态下的热分布正常与否是判断设备状态良好与否的一个重要特征。因此采用红外成像技术可以通过对设备热像图的分析来诊断设备的状态及其隐患缺陷。[0004]发明人在实现本实用新型的过程中发现，国内外大型炼化企业普遍已使用状态监测系统，并将状态监测与诊断作为设备检修的决策依据与数据支持。但是国内外状态监测系统普遍缺乏特定的监测与诊断体制，监测参数单一，缺乏全方位的监测体系，无法对装置大机组如汽轮机-压缩机组运行情况进行更加全面的评价和诊断，难以得到与大型机组实际故障相符的诊断结论，从而制约设备管理水平的提升。实用新型内容[0005]本实用新型的目的是，提供一种基于红外监测的大机组状态监测系统，实现红外监测技术和原有振动监测有效融合，建立全面的状态监测体系，针对炼化装置大机组设备建立更加全面的状态监测体系。[0006]为达到上述目的，本实用新型提供一种基于红外监测的大机组状态监测系统，所述系统包括:[0007]红外监测分析装置，所述红外监测分析装置包括:[0008]温度和视频监测数据采集单元，对大机组进行实时的温度及视频监测，采集大机组的温度数据与视频监测数据；[0009]数据分析单元，与所述温度和视频监测数据采集单元连接，根据采集的大机组的温度数据与视频监测数据，进行图像和视频分析；[0010]电子报表单元，与所述数据分析单元连接，存储大机组的历史运行温度数据，并根据采集的大机组的温度数据生成温度电子报表；以及，[0011]自动预警单元，与所述数据分析单元连接，当大机组的温度异常时发出报警；[0012]振动监测装置，采集大机组的振动数据；[0013]故障诊断装置，与所述红外监测分析装置和所述振动监测装置连接，对大机组的振动数据、温度数据进行数字信号处理后形成故障诊断图谱，以判断故障原因。[0014]可选地，所述温度和视频监测数据采集单元可以包括红外热像仪。[0015]可选地，所述温度和视频监测数据采集单元还可以包括高速云台。[0016]可选地，所述自动预警单元包括:声音报警模块，通过声音提示进行报警；和/或，图像报警模块，通过图像提示进行报警。[0017]可选地，所述自动预警单元还可以进一步包括:报警画面切换模块，根据报警信号位置，切换到与报警信号位置对应的监测点的红外监测画面。[0018]可选地，所述自动预警单元还可以进一步包括存储模块，存储大机组的工作状态热图。[0019]可选地，所述振动监测装置具体可以包括:振动监测单元，对大机组进行振动监测，采集大机组关键部位产生的振动信号；数据采集单元，通过数据采集器将大机组关键部位产生的振动信号转换为数字信号；诊断数据库建立单元，根据大机组的历史监测振动数据建立诊断数据库；谱图分析单元，对诊断数据库中的振动数据进行计算，得到包括频谱图和/或轴心轨迹图在内的大机组监测图谱。可选地，所述振动监测单元可以包括加速度传感器或者电涡流传感器。[0020]可选地，该系统还可进一步包括:终端设备，通过有线或无线网络与所述故障诊断装置连接，访问所述故障诊断装置并获取所述故障诊断图谱。[0021]本实用新型的有益技术效果在于:[0022]本实用新型研发的基于红外监测的大机组状态监测系统，一方面在原有振动监测的基础上融入在线红外监测，实时监测设备视频信号和关键部位的红外热像信号，掌握监测设备温度场分布情况及关键部位的温度变化；另一方面对温度数据与视频监测数据采集进行数据分析、自动生成电子报表，自动预警，达到故障分析监测大机组目的。该系统吸收了红外监测自动识别、自动预警及远程控制的优点，并在原有振动监测的基础上考虑机组表面及关键部位的温度。可在工厂尚能控制的范围内及早检测和诊断出潜在的故障并进行合理、及时的维修，避免安全事故的发生。
[0023]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。[0024]图1为本实用新型实施例的一种基于红外监测的大机组状态监测系统的整体结构示意图；[0025]图2为本实用新型实施例的一种基于红外监测的大机组状态监测系统的详细结构示意图。
具体实施方式
[0026]为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。[0027]本实用新型提供一种基于红外监测技术的大机组状态监测系统，该监测系统吸收了红外监测自动识别、自动预警及远程控制的优点，并在原有振动监测的基础上考虑机组表面及关键部位的温度。本实用新型实施例一方面在原有振动监测的基础上融入在线红外监测，实时监测设备视频信号和关键部位的红外热像信号，掌握监测设备温度场分布情况及关键部位的温度变化；另一方面通过局域网终端设备，将两者数据结合对运行趋势进行实时监测，从而达到全面监测装置大型机组的目的。
以下结合附图对本实用新型技术方案进行详细描述。[0028]图1为本实用新型实施例的一种基于红外监测的大机组状态监测系统的结构示意图。如图1所示，该监测系统包括:[0029]红外监测分析装置10，该红外监测分析装置10包括:[0030]温度和视频监测数据采集单元11，对大机组进行实时的温度及视频监测，采集大机组的温度数据与视频监测数据；[0031]数据分析单元12，与所述温度和视频监测数据采集单元11连接，根据采集的大机组的温度数据与视频监测数据，进行图像和视频分析；[0032]电子报表单元13，与所述数据分析单元12连接，存储大机组的历史运行温度数据，并生成温度电子报表；以及，[0033]自动预警单元14，与所述数据分析单元12连接，当大机组的温度异常时发出报m.1=I ，[0034]振动监测装置20，采集大机组的振动数据；[0035]故障诊断装置30，与所述红外监测分析装置10和所述振动监测装置20连接，对大机组的振动数据、温度数据进行数字信号处理后形成故障诊断图谱，以判断故障原因.[0036]本实施例中，红外监测分析即是一方面以温度变化的电子报表形式传输给技术人员；另一方面则以温度异常报警的方式达到监测目的。[0037]可选地，所述温度和视频监测数据采集单元11可以包括红外热像仪。[0038]可选地，所述温度和视频监测数据采集单元11还可以进一步包括高速云台。高速云台通过电机驱动使其定时旋转至预设监测位置(利用智能方式运作，无需看管而自动定时启动巡测)。[0039]可选地，该电子报表单元13，可自动生成单幅红外图像的设备接点温度分析报表或综合报表，即系统可自动记录每次测温时的温度值，并生成温度报表，以反应该接点在某一时间段内的温度变化情况。[0040]可选地，所述自动预警单元14包括:声音报警模块，通过声音提示进行报警；和/或，图像报警模块，通过图像提示进行报警。[0041]可选地，所述自动预警单元14还可以进一步包括:报警画面切换模块，根据报警信号位置，切换到与报警信号位置对应的监测点的红外监测画面。[0042]可选地，所述自动预警单元14还可以进一步包括存储模块，存储大机组的工作状态热图，以方便装置技术人员及时调用历史数据进行数据分析。[0043]可选地，所述振动监测装置20可以包括加速度传感器或者电涡流传感器。所述系统还包括:[0044]可选地，该系统还可进一步包括:终端设备(图中未绘示)，通过有线或无线网络与所述故障诊断装置连接，远程或局域网内访问所述故障诊断装置并获取所述故障诊断图-1'TfeP曰。[0045]以下对上述各单元的功能进行更加详细的描述。[0046]温度和视频监测数据采集单元11，通过红外热像仪和高速云台配合对大机组进行实时监测，根据预先设置的监测流程进行测温、录像等。该温度和视频监测数据采集单元11，利用在线红外热像仪实时监视大机组所有图像信息，进行温度分析，对预设的位置进行红外和可见光抓图，以供大机组故障诊断时选择使用。[0047]数据分析单元12，在由红外热像仪设置大机组的任务巡检，对大机组进行红外和可见光自动抓图之后，结合历史数据进行统计查询，并对图像、温度变化趋势进行分析。在一个实施例中，该数据分析单元12，可以采用红外监测分析软件，进行图像和视频分析，定时对历史数据进行统计查询。[0048]电子报表单元13，通过红外热像仪设置定时生成温度曲线报表，技术人员可通过填选内容，完成报告编写，为故障分析提供依据。[0049]自动预警单元14，用于当大机组温度异常时采用声音报警、图像报警方式提醒设备人员，并可进一步根据报警信号位置切换指定红外监测画面，从而使石化装置技术人员能及时采取相应的措施，确保设备运行的安全。预测点温度异常后操作人员可通过红外监测装置随时切换至异常的监测点，即可显示该监测点画面。该自动预警单元4，当发现装置机组设备超过正常温度范围或温度与其它设备相比发生异常时，立即进行报警，同时存储设备工作状态热图，供进一步对预警情况进行分析。[0050]振动监测装置20，通过传感器对大机组产生的机械振动信号进行采集，还可以进一步地根据振幅、频率及相关图谱进行数据分析。[0051]故障诊断装置30，对大机组的振动、温度等信号进行数字信号处理后形成的故障诊断图谱，综合判断与分析故障信号的特征，从而判断故障原因，指导设备日常检测、巡检与维护工作，形成大机组状态监测的闭环管理模式。[0052]本实用新型实施例通过红外监测技术的数据分析、电子报表、自动预警等措施，实现对生产区域内关键机组设备远程温度分析和远程监视；通过大机组原有状态监测模式对机组进行振动信号分析。因此，故障诊断是通过机组振动、红外监测温度等信号进行数字信号处理后形成的故障诊断图谱，综合判断与分析故障信号的特征，从而判断故障原因，指导设备定期检测、巡检与日常维护工作，形成基于红外监测技术的大机组状态监测系统。[0053]图2为本实用新型实施例的一种基于红外监测的大机组状态监测系统的详细结构示意图。如图2所示，振动监测装置20可进一步包括:[0054]振动监测单元21，对大机组进行振动监测，采集大机组关键部位产生的振动信号；数据采集单元22，通过数据采集器将大机组关键部位产生的振动信号转换为数字信号；诊断数据库建立单元23，根据大机组的历史监测振动数据建立诊断数据库；谱图分析单元24，对诊断数据库中的振动数据进行计算，得到包括频谱图和/或轴心轨迹图在内的大机组监测图谱。[0055]通过红外监测和振动监测可以对机组进行故障分析，从而达到服务于装置机组的目的。[0056]本实用新型针对装置大机组40 —方面采用红外监测方式，通过在线红外热像仪实现温度、视频数据采集，将采集数据由数据分析单元12进行数据分析，然后由电子报表单元13得到具有温度变化趋势的电子报表，以温度变化的电子报表形式传输给技术人员，并由自动预警单元14实现机组异常温度的自动预警功能，以温度异常报警的方式达到监测目的；另一方面采用振动监测方式，通过振动监测单元(如加速度、电涡流传感器)对该装置大机组40进行振动监测，由数据采集单元22对机组关键部位产生的振动信号进行数据采集，以将模拟的振动信号转换成数字信号，并由诊断数据库建立单元23建立诊断数据库，然后由谱图分析单元24进行谱图分析。故障诊断装置30综合红外监测和振动监测结果对机组进行更加全面的故障诊断。[0057]本实用新型采用的技术方案为一方面在原有振动监测的基础上融入在线红外监测，实时监测设备视频信号和关键部位的红外热像信号，掌握监测设备温度场分布情况及关键部位的温度变化。另一方面通过局域网内的终端设备，可以通过网络在任何地点进行远程访问。[0058]本实用新型的优点在于:[0059]本实用新型在原有振动监测的基础上融入在线红外监测，实时监测设备视频信号和关键部位的红外热像信号，掌握监测设备温度场分布情况及关键部位的温度变化。不论是日常维护还是预知维修管理，都有基于实时监测数据；对于每次监测所测得的数据可以结合故障模式进行分析诊断，省掉了大量的中间环节，从而提高了可靠性和效率。[0060]本实用新型还具有自动预警功能，可及早发现故障，预知维修。各级设备专业管理人员通过本实用新型，不但可以对设备的维护检查结果、历史记录明确掌握，而且便于事后的存储和归档。[0061]以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内
权利要求1.一种基于红外监测的大机组状态监测系统，其特征在于，所述系统包括: 红外监测分析装置，所述红外监测分析装置包括:温度和视频监测数据采集单元、数据分析单元、电子报表单元和自动预警单元；所述温度和视频监测数据采集单元与所述数据分析单元连接，所述电子报表单元和所述自动预警单元分别与所述数据分析单元连接；所述温度和视频监测数据采集单元，对大机组进行实时的温度及视频监测，采集大机组的温度数据与视频监测数据； 所述自动预警单元，当大机组的温度异常时发出报警； 振动监测装置，采集大机组的振动数据； 故障诊断装置，与所述红外监测分析装置和所述振动监测装置连接，对大机组的振动数据、温度数据进行数字信号处理后形成故障诊断图谱，以判断故障原因。
2.根据权利要求1所述的基于红外监测的大机组状态监测系统，其特征在于，所述温度和视频监测数据采集单元包括红外热像仪。
3.根据权利要求2所述的基于红外监测的大机组状态监测系统，其特征在于，所述温度和视频监测数据采集单元还包括高速云台。
4.根据权利要求1所述的基于红外监测的大机组状态监测系统，其特征在于，所述自动预警单元包括: 声音报警模块，通过声音提示进行报警；和/或，图像报警模块，通过图像提示进行报m目O
5.根据权利要求4所述的基于红外监测的大机组状态监测系统，其特征在于，所述自动预警单元还包括: 报警画面切换模块，根据报警信号位置，切换到与报警信号位置对应的监测点的红外监测画面。
6.根据权利要求5所述的基于红外监测的大机组状态监测系统，其特征在于，所述自动预警单元还包括存储模块，存储大机组的工作状态热图。
7.根据权利要求1所述的基于红外监测的大机组状态监测系统，其特征在于，所述振动监测装置包括加速度传感器或者电涡流传感器。
8.根据权利要求1所述的基于红外监测的大机组状态监测系统，其特征在于，所述系统还包括: 终端设备，通过有线或无线网络与所述故障诊断装置连接，访问所述故障诊断装置并获取所述故障诊断图谱。
专利摘要本实用新型提供一种基于红外监测的大机组状态监测系统，包括红外监测分析装置，其包括温度和视频监测数据采集单元，对大机组进行实时的温度及视频监测，采集大机组的温度数据与视频监测数据；数据分析单元，根据采集的大机组的温度数据与视频监测数据，进行图像和视频分析；电子报表单元，存储大机组的历史运行数据，并生成温度电子报表；自动预警单元，当大机组的温度异常时发出报警；振动监测装置，采集大机组的振动数据；故障诊断装置，与红外监测分析装置和振动监测装置连接，对大机组的振动数据、温度数据进行数字信号处理后形成故障诊断图谱，以判断故障原因。该系统可及早检测诊断潜在故障并进行合理及时的维修，避免安全事故。
文档编号G01H17/00GK202974445SQ20122041225
公开日2013年6月5日 申请日期2012年8月17日 优先权日2012年8月17日
发明者任世科, 张来斌, 段礼祥, 高维娜, 魏杰, 张军明, 陈德昌, 李磊, 陈霞, 成伟, 王双, 李双琴, 薛国庆, 韩邦, 高万山, 李建刚, 刘雪梅, 高建苹 申请人:中国石油天然气股份有限公司