振动故障诊断装置的制作方法

本实用新型涉及炼油化工技术领域，具体涉及炼化动力机组实时监测和故障诊断领域，尤其涉及一种振动故障诊断系统。

背景技术：

炼油化工企业机组设备功率大、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。不仅给企业、社会、国家造成巨大的经济损失，而且产生重大的社会影响。

目前炼化机组设备的检修模式多是采用传统的事后维修与定期维修。事后维修是在设备发生故障或者性能下降至合格水平以下时采取的非计划性维修，这种维修方式对生产影响较大，尤其对流程工业或制造业的流水线上的设备由于停机造成的生产损伤过大。定期维修即对设备的检修是按周期进行的，到了规定时间，不论机器有无故障都要对全部机器进行拆机检修，而未到规定时间，机械运转现些小的毛病，有时也会持续运转。这种维修方式不仅会造成维修过剩、降低设备的利用率影响经济效益，而“带病”运行很有可能造成重大事故。另外定期维修还会增加设备的总体故障率，有许多案例说明，原本稳定的设备，经过维修反而更易出现故障，这是因为维修之前系统本身处于稳定的状态，然而经过维修拆装，进行再组合时，安装精度已达不到原来的要求。

随着近年来国内炼化生产机组向自动化、大型化方向发展，事后维修与定期维修很难全面、及时地了解机组设备的运行状态，往往造成机组设备初期故障由于得不到有效处理而急剧发展，造成的非正常停工造成的损失将更为巨大。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了克服现有技术中存在的不足，提供一种振动故障诊断系统，以解决对炼化动力机组设备振动实时监测与故障分析的问题。

为了达到上述目的，本实用新型提出了一种振动故障诊断装置，包括振动传感器、报警器、故障诊断微处理器；所述振动传感器连接于所述报警器、故障诊断微处理器；所述振动传感器采集监测点的振动信息，并将其实时发送到所述报警器、故障诊断微处理器，所述的报警器根据所述振动信息确定是否发出警报，所述的故障诊断微处理器根据所述振动信息对所述监测点进行故障诊断，并生成诊断报告。

进一步地，所述故障诊断微处理器集成有故障模式库存储器，用于存储不同故障、不同故障部位对应的特征参量和权重。

进一步地，所述故障诊断微处理器集成有个性化诊断库存储器，用于存储根据所述监测点实际运行状况设置的个性化的振动阈值和特征参数。

进一步地，所述故障诊断微处理器包括故障模式库存储接口，用于连接外部的第一存储器，所述第一存储器中存储不同故障、不同故障部位对应的特征参量和权重。

进一步地，所述故障诊断微处理器包括个性化诊断库存储接口，用于连接外部的第二存储器，所述第二存储器中存储根据所述监测点实际运行状况设置的个性化的振动阈值和特征参数。

进一步地，所述故障模式库存储接口和个性化诊断库存储接口为USB接口。

进一步地，所述故障诊断微处理器上集成有信号分析芯片，连接所述振动传感器，对所述振动信息进行实时的时域和频域分析，生成实时的特征参量并更新存储的根据所述监测点实际运行状况设置的个性化的特征参数。

进一步地，所述故障诊断微处理器集成有历史记录存储器，用于存储记录一段时间内所述的振动信息和处理信息。

进一步地，所述的报警器包括一图像报警器，用于发生故障时通过屏幕显示警报所述监测点中发生的故障点。

进一步地，所述的报警器包括一声音报警器，用于发生故障时通过声音警报所述监测点中发生的故障点。

本实用新型有益效果在于，与传统事后维修和定期维修相比，本实用新型振动故障诊断系统可以实现不再依赖检修与维护人员对炼化动力机组设备的经验与水平，而是依据智能分析方法进行状态监测与故障诊断，通过实时采集炼化动力机组运行状态的振动数据，对炼化机组发生的异常进行报警，并对可能发生故障的振动数据进行深入分析，确定设备故障的部位、类别和程度，获得机组的整机评价。本实用新型不但对机组的实时运行状况明确掌握，而且能够获得机组故障部位、类别、程度以及整机状态评价的精密诊断综合报告，便于事后的存储和归档。本实用新型可以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，既能尽早发现潜在故障，避免安全事故的发生，又能有效保证检修与维护效果，从而避免安全事故的发生和减少生产损失；对于经过故障诊断分析后尚可安全运行的设备，可以相应减少不必要的维修费用，从而实现维修资源的优化配置。

附图说明

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作简单地介绍，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。

图1为本实用新型一实施例的振动故障诊断系统的结构示意图。

图2为本实用新型一实施例中振动故障诊断系统结构示意图。

图3为本实用新型另一实施例中振动故障诊断系统结构示意图。

附图标号：

振动传感器 100

故障诊断微处理器 200 报警器 300

故障模式库存储器 210 个性化诊断库存储器 220

故障模式库存储接口 230 个性化诊断库存储接口 240

信号分析芯片 250 历史记录存储器 260

图像报警器 310 声音报警器 320

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅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，本领域相关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，都属于本实用新型的保护的范围。

图1为本实用新型一实施例的振动故障诊断系统的结构示意图。如图1所示，本实用新型实施例中的振动故障诊断装置，包括：振动传感器100、报警器300、故障诊断微处理器200；振动传感器100连接于所述报警器300、故障诊断微处理器200；所述振动传感器100采集监测点的振动信息，并将其实时发送到所述报警器300、故障诊断微处理器200，所述的报警器300根据所述振动信息确定是否发出警报，所述的故障诊断微处理器200根据所述振动信息对所述监测点进行故障诊断，并生成诊断报告。

振动传感器100安装于监测点，其用来感应监测点的振动，并接收监测点的振动信息。例如振动传感器100可以设置于炼化机组设备中机械振动较大、较脆弱以及维修频率较高的监测点，当炼化机组运行的过程中，振动传感器将采集到的振动信息转化为与之相对应的电信号，该电信号可以反映出振动监测点的振动幅度、频率等物理信息，同时该振动传感器将其通过有线和/或无线的方式发送出去。与之连接的报警器300接收到该振动信息后发出报警。其中报警条件可以根据需求进行预设，例如报警条件可以是振动的幅度超过预先设定的阈值时，报警器300认为该炼化机组设备的该监测点出现了安全隐患，发出报警。同时，与振动传感器100相连的故障诊断微处理器200接收到所述的振动信息，根据该振动信息对炼化机组设备进行故障诊断，确定监测点发生故障的部位、类别和程度并对整体炼化机组的状态进行评价，自动生成精密诊断综合报告。例如，在本实施例中，振动传感器可以为MPU6050模块、故障诊断微处理器可以为DSP芯片，另外，应当理解，该振动传感器与故障诊断微处理器的具体电子硬件种类在此不做限定，本领域相关技术人员可根据需求自行选择。

图2为本实用新型一实施例中振动故障诊断系统结构示意图。如图2所示，在本实施例中，故障诊断微处理器200集成有故障模式库存储器210，用于存储不同故障、不同故障部位对应的特征参量和权重。当故障诊断微处理器200接收到振动传感器100发送的振动信息后，将该振动信息与故障模式库存储器210内预存储的不同故障、不同故障部位对应的特征参量和权重进行匹配。在匹配成功时，即认定监测点发生了与之相对应的故障。匹配未成功时，认定监测点处于正常运行状态，维护人员可以不必为此监测点分散精力。维护人员通过修改预存储的故障匹配信息，可以将把炼化机组设备故障分析的经验量化后传递给本实用新型的振动故障诊断系统，一方面减少振动故障诊断系统的误判断的几率，另一方面，也可以结合炼化机组的个体情况，对振动故障诊断系统的诊断规则进行人为的个性化调整。

如图2所示，在本实施例中，故障诊断微处理器200上集成有信号分析芯片250，连接所述振动传感器100，对所述振动信息进行实时的时域和频域分析，根据所述监测点实际运行状况生成实时的特征参量，并实时更新故障诊断微处理器200诊断依据的特征参数。信号分析芯片250通过提取振动信息中的工频、二倍频等，选择故障的特征频率，例如，二倍频所对应集中的故障类型多为不对中故障，如刚性联轴器的平行(径向)不对中、膜盘联轴器不对中等。可以对各种故障类型进行再分类、信号再矫正，更新实际运行状况的个性化的特征参数，增加故障分析的准确率。

如图2所示，在本实施例中，故障诊断微处理器200集成有个性化诊断库存储器220，其用于存储根据所述监测点实际运行状况设置的个性化的振动阈值和特征参数。故障诊断微处理器200接收到振动传感器100发送的振动信息后，故障诊断微处理器200对上述的振动信息进行诊断，诊断监测点是否有潜在故障。其中诊断的依据是个性化诊断库存储器220内设置的个性化的振动阈值和特征参数。因为其个性化诊断库存储器内的振动阈值和特征参数是通过信号分析芯片250更新的，所以可以结合实际情况更加灵活的甄别监测点的故障，较预先设置故障模式的情况更能减少故障分析的误判率。

如图2所示，在本实施例中，所述故障诊断微处理器200集成有历史记录存储器260，用于存储记录一段时间内所述的振动信息。历史记录存储器260连接于振动传感器100，对采集的振动信息和处理信息进行存储，方便维护人员可以根据机组各个监测点在一段时间内的振动信息的变化趋势来判断炼化机组设备各部位的运行状况，对潜在的风险予以及时排除。

如图2所示，在本实施例中，所述的报警器包括一图像报警器310，用于发生故障时通过屏幕显示警报所述监测点中发生的故障点。通过屏幕可以形象直观的显示出故障信息，方便维护人员对其进行检修与维护。

将振动传感器100安装于监测点，接收监测点的振动信息。例如振动传感器100可以设置于炼化机组设备中机械振动较大、较脆弱以及维修频率较高的监测点，当炼化机组运行的过程中，振动传感器将采集到的振动信息转化为与之相对应的电信号，该电信号可以反映出振动监测点的振动幅度、频率等物理信息，同时该振动传感器将其通过有线和/或无线的方式发送出去。与之连接的图像报警器310接收到该振动信息后发出报警。其中报警条件可以根据需求进行预设，例如报警条件可以是振动的幅度超过预先设定的阈值时，图像报警器310认为该炼化机组设备的该监测点出现了安全隐患，发出报警。同时，与振动传感器100相连的信号分析芯片250接收到所述的振动信息，将其进行时域与频域分析，并更新个性化诊断库存储器220内设置的诊断参数。故障诊断微处理器200通过依据故障模式库存储器210与个性化诊断库存储器220内的诊断参数，对炼化机组设备进行故障诊断，确定监测点发生故障的部位、类别和程度并对整体炼化机组的状态进行评价，自动生成精密诊断综合报告。

图3为本实用新型另一实施例中振动故障诊断系统结构示意图。结合图2与图3所示，在本实施例中，故障诊断微处理器200包括故障模式库存储接口230，用于连接外部的第一存储器，第一存储器中存储不同故障、不同故障部位对应的特征参量和权重。在此为了方便使用，故障模式库存储接口类型为USB接口，第一存储器可以为移动硬盘或优盘。在本实施例中，第一存储器的运作方式与上一实施例中故障模式库存储器210的运作方式相同，有关描述可参考上一实施例，在此不在赘述。本实施例中，因为采用了接口的方式，可以方便维护人员对不同故障、不同故障部位对应的特征参量和权重的调整，并且可以对多个炼化机组实施统一标准、统一管理。

如图3所示，在本实施例中，故障诊断微处理器200上集成有信号分析芯片250，连接所述振动传感器100，对所述振动信息进行实时的时域和频域分析，根据所述监测点实际运行状况生成实时的特征参量，并更新故障诊断微处理器200诊断依据的特征参数。在此，请参照上一实施例中的故障诊断微处理器，本实施例中的故障诊断微处理器的功能与其相近。信号分析芯片250通过提取振动信息中的工频、二倍频等，选择故障的特征频率，例如，二倍频所对应集中的故障类型多为不对中故障，如刚性联轴器的平行(径向)不对中、膜盘联轴器不对中等。可以对各种故障类型进行再分类、再矫正，更新实际运行状况的个性化的特征参数，增加故障分析的准确率。

结合图2与图3所示，在本实施例中，故障诊断微处理器200包括个性化诊断库存储接口240，用于连接外部的第二存储器，第二存储器中存储根据所述监测点实际运行状况设置的个性化的振动阈值和特征参数。在此为了方便使用，个性化诊断库存储接口240类型为USB接口，第二存储器可以为移动硬盘或优盘。在本实施例中，第二存储器的运作方式与上一实施例中个性化诊断库存储器220的运作方式相同，有关描述可参考上一实施例，在此不在赘述。本实施例中，因为采用了USB接口方式可以方便维护人员对个性化振动阈值和特征参数的变化实时监控，并且可以对多个炼化机组实施统一标准、统一管理。

如图3所示，在本实施例中，所述故障诊断微处理器200集成有历史记录存储器260，用于存储记录一段时间内所述的振动信息。在此，请参照上一实施例中的历史记录存储器，本实施例中的历史记录存储器的功能与其相近。历史记录存储器260连接于振动传感器100，对采集的振动信息和处理信息进行存储，方便维护人员可以根据机组各个监测点在一段时间内的振动信息的变化趋势来判断炼化机组设备各部位的运行状况，对潜在的风险予以及时排除。

如图3所示，在本实施例中，所述的报警器包括一声音报警器320，用于发生故障时通过声音警报所述监测点中发生的故障点。通过声音警报可以及时的通知维护人员对其进行检修与维护。

将振动传感器100安装于监测点，接收监测点的振动信息。例如振动传感器100可以设置于炼化机组设备中机械振动较大、较脆弱以及维修频率较高的监测点，当炼化机组运行的过程中，振动传感器将采集到的振动信息转化为与之相对应的电信号，该电信号可以反映出振动监测点的振动幅度、频率等物理信息，同时该振动传感器将其通过有线和/或无线的方式发送出去。与之连接的声音报警器320接收到该振动信息后发出报警。其中报警条件可以根据需求进行预设，例如报警条件可以是振动的幅度超过预先设定的阈值时，声音报警器320认为该炼化机组设备的该监测点出现了安全隐患，发出报警。同时，与振动传感器100相连的信号分析芯片250接收到所述的振动信息，将其进行时域与频域分析，并更新第二存储器内设置的阈值与诊断参数。故障诊断微处理器200通过依据第一存储器与第二存储器内的诊断参数，对炼化机组设备进行故障诊断，确定监测点发生故障的部位、类别和程度并对整体炼化机组的状态进行评价，自动生成精密诊断综合报告。

本实用新型有益效果在于，与传统事后维修和定期维修相比，本实用新型振动故障诊断系统可以实现不再依赖检修与维护人员对炼化动力机组设备的经验与水平，而是依据智能分析方法进行状态监测与故障诊断，通过实时采集炼化动力机组运行状态的振动数据，对炼化机组发生的异常进行报警，并对可能发生故障的振动数据进行深入分析，确定设备故障的部位、类别和程度，获得机组的整机评价。本实用新型不但对机组的实时运行状况明确掌握，而且能够获得机组故障部位、类别、程度以及整机状态评价的精密诊断综合报告，便于事后的存储和归档。本实用新型可以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，既能尽早发现潜在故障，避免安全事故的发生，又能有效保证检修与维护效果，从而避免安全事故的发生和减少生产损失；对于经过故障诊断分析后尚可安全运行的设备，可以相应减少不必要的维修费用，从而实现维修资源的优化配置。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。