Описание стендового комплекса испытания насосов на базе измерительной системы UMS-16
Настоящий Комплекс представляет собой совокупность первичных преобразователей, соединительных кабелей, универсального многоканального измерительного блока UMS-16 и рабочего места оператора с ПК или ноутбуком, монитором, принтером, устройствами периферии и источником бесперебойного питания. Настройка каналов, управление измерениями, сбор, обработка, запись, просмотр, анализ и хранение данных, а также формирование протоколов осуществляется в программном обеспечении SAFE PLANT. В зависимости от решаемых задач в качестве первичных преобразователей могут быть использованы различные виды датчиков вибрации, частоты вращения, температуры, механических величин и пр. с различными видами крепежных элементов – магнитов, специальных стоек и т.д. Универсальный многоканальный измерительный блок с высокопроизводительными 24-х разрядными АЦП обеспечивает синхронные измерения параметров по 16 независимым динамическим каналам, их первичную обработку и передачу в ноутбук через USB. Питание Комплекса и первичных преобразователей может быть организовано как через USB, так и с использованием внешнего источника. Пакет специализированных программ SAFE PLANT, установленных на ноутбуке Комплекса, обеспечивает сбор и дополнительную обработку результатов измерений, их запись в базу данных, отображение, анализ (пользовательский и автоматический с использованием экспертных систем) и формирование отчетности.
Технические характеристики
Стандартный пьезоэлектрический однокомпонентный датчик
- диапазон рабочих температур: –60 .. + 115 ºС;
- диапазон рабочих частот: 2 - 10000 Гц;
- выходной интерфейс IEPE.
Датчик частоты вращения
- диапазон рабочих температур: - 25 .. + 100 °С;
- установочный зазор: 0 .. 3,25 мм;
- максимальная частота переключения: 1500 Гц.
Датчик температуры
- диапазон рабочих температур: - 50 .. + 120 °С;
Устройство отображения и хранения
- оперативная память: 1 Гб и более
- жесткий диск: 500 Гб и более
- выходы: 3 USB, Ethernet, другие выходные интерфейсы
- операционная система: Windows 7.0 или выше
- экран: от 17 дюймов и выше
- диапазон раб. температур: 0 .. + 50 °С;
- питание: 220 В, 50 Гц
Номенклатура первичных преобразователей, входящих в стандартную комплектацию Комплекса, может быть изменена или расширена. Окончательная комплектация Комплекса оговаривается на стадии утверждения технического задания.
Универсальный многоканальный измерительный блок UMS-16
- количество измерительных каналов: 16;
- количество входов с интерфейсом I2C: 2 (до 112 датчиков);
- цифровые входы / выходы: 15;
- частотный диапазон: от 2 до 36000 Гц;
- динамический диапазон: до 138 дБ;
- разрядность АЦП: 24 бит;
- погрешность измерений: не более 5 %;
- неравномерность АЧХ: не более 1 дБ;
- диапазон измерений частоты вращения: от 2 до 100 000 об/мин;
- погрешность измерения частоты вращения: ± (1 + 0,0025 n) об/мин;
- длина выборки: до 512 миллионов отсчетов;
- спектральное разрешение: до 200 миллионов спектральных линий;
- единицы измерения: мкм, мм/сек, м/с2, дБ, °С, А, об/мин.;
- базовые измерительные функции: общий уровень, амплитуда / фаза, пик-фактор, асимметрия, эксцесс, спектр (частотный, гармонический, огибающей, 1/3 октавный, взаимный), форма (сигнала, огибающей сигнала), кепстр, орбита и др.;
- корпус: цельнометаллический либо пластик ABS+,
- степень защиты: IP 54 (по запросу может быть повышена);
- диапазон рабочих температур: от минус 40 до плюс 85 °С;
- потребляемая мощность: до 5 ВА;
- габариты: 240 x 160 x 80 мм.
Программное обеспечение SAFE PLANT
Для настройки и конфигурирования измерительных каналов Комплекса, управления процессом сбора, обработки и записи результатов измерений, структурированного хранения диагностической информации, ее отображения и углубленного анализа, формирования отчетных документов используется пакет программ SAFE PLANT. Данный пакет включает в себя утилиты конфигурирования Комплекса UMS-16, а также серверную и клиентскую часть. Серверная часть программного обеспечения SAFE PLANT выполняет функции по сбору, обработке и записи данных в базу, а клиентская часть организует просмотр и расширенный анализ результатов измерения.
Программное обеспечение SAFE PLANT Client построено по модульному принципу, при котором каждый модуль представляет собой независимую подпрограмму, выполняющую заданный набор пользовательских действий. К основным модулям относятся:
- Просмотр данных – обзор общего состояния оборудования предприятия с возможностью просмотра кратких сведений по выбранному агрегату (мнемосхема, таблица, диаграмма);
- Журнал ТОиР – создание, просмотр и редактирование сведений о сроках и объемах выполняемых технических обслуживаний и ремонтов, режимах эксплуатации оборудования и его фактической наработке;
- Анализ данных – углубленный анализ трендов, спектров, каскадов спектров, форм сигналов выбранных параметров по заданным точкам для одного или нескольких агрегатов с использованием набора инструментов для их исследования;
- Протокол – создание и просмотр отчетов по отдельному агрегату или группе агрегатов в одном из стандартных или пользовательских форматов на указанную дату или за интервал времени;
- Обмен данными – обмен данными с переносными измерительными приборами (виброметрами, виброанализаторами), загрузка автоматически сформированных или пользовательских маршрутов измерений, разгрузка данных в базу;
- Настройки – настройка интерфейса пользователя;
- Помощь – вызов интерактивного руководства пользователя.
Для удобства создания новых агрегатов в базе данных оборудования могут быть использованы каталоги типовых объектов. В расширенный пакет SAFE PLANT входят следующие каталоги:
- Каталог изображений (более 50 типовых схем агрегатов);
- Каталог нормативных документов;
- Каталог подшипников (более 10000 типоразмеров отечественных и зарубежных подшипников);
- Каталог узлов (свыше 50 типов различных узлов);
- Каталог механизмов (более 30 видов типовых механизмов);
- Каталог агрегатов – интерактивный постоянно обновляемый модуль, построенный на основе облачных технологий распределенного доступа.
При необходимости программное обеспечение SAFE PLANT может быть укомплектовано дополнительными модулями:
- Балансировка – подпрограмма балансировки в собственных подшипниках с векторным калькулятором, функцией оптимизации плоскостей коррекции и каталогом коэффициентов влияния;
- Центровка – подпрограмма центровки с возможностью подключения к приборам центровки;
- Разгон / выбег – модуль анализа результатов измерений, полученных во время запуска / останова оборудования, с расширенным набором дополнительных функций;
- Экспертный модуль – модуль поузловой автоматизированной диагностики с расширенным инструментарием для создания, редактирования и уточнения диагностических критериев и правил в условиях накопления статистического материала.
Программное обеспечение SAFE PLANT может функционировать в двух основных режимах:
- Режим измерений
Оператор производит предварительную настройку Комплекса - формирует список логических и физических каналов, выбирает типы и задает параметры первичных преобразователей, осуществляет проверку измерительных каналов (калибровку и центрирование). Данные процедуры выполняются однократно при первом запуске Комплекса. По окончанию настройки оператор создает или выбирает из базы данных объект контроля (агрегат или механизм), производит привязку измерительных точек к физическим каналам, устанавливает параметры измерений и запускает процесс сбора данных. Измерения могут выполняться как в автоматическом, так и в ручном режиме. В первом случае, все заданные параметры контролируются и отображаются в течение установленного интервала времени или до срабатывания внешнего триггера, настраиваемого на определенное событие (изменение вибрации, частоты вращения, режима работы). Во втором случае, оператор самостоятельно управляет процессом измерений и в любое время может приостановить или завершить сбор данных.
- Режим просмотра и анализа
В этом режиме оператор Комплекса или пользователь с удаленного рабочего места выполняет просмотр и углубленный анализ результатов измерений по трендам, спектрам, формам сигнала, орбитам, сравнительным диаграммам и т.д., автоматизированную поузловую диагностику, а также формирует протоколы и необходимые отчетные документы. Кроме того, оператор или удаленный пользователь при наличии соответствующих прав доступа может осуществлять администрирование базы данных и каталогов типовых узлов, механизмов и агрегатов.
Модуль автоматизированной диагностики
Модуль автоматизированной диагностики, входящий в состав ПО Safe Plant, представляет собой универсальную экспертную программу на базе иерархического дерева критериев и дефектов, адаптированную для оценки состояния насосных агрегатов в соответствии с действующей нормативной базой и их диагностики в автоматизированном режиме. В настоящее время в модуле реализованы алгоритмы распознавания более чем 30 видов дефектов различных типов насосов:
- механические дефекты (дисбаланс, задевания, перекосы, ослабление посадки) – 4 дефекта;
- гидродинамические дефекты (кавитация, износ уплотнений, лопастная вибрация, попадание инородного тела, гидродинамический дисбаланс) – 5 дефектов;
- дефекты подшипников качения (общий износ подшипника, удары в подшипнике, недостаточная смазка, перекос наружного кольца, перекос внутреннего кольца, проскальзывание в посадочном месте, неоднородный радиальный натяг, износ наружного кольца, раковины на наружном кольце, износ внутреннего кольца, раковины на внутреннем кольце, сколы на телах качения, износ сепаратора) – 13 дефектов;
- дефекты подшипников скольжения – износ, срыв масляного клина, увеличенный зазор, уменьшенный зазор, перекос вкладышей – 5 дефектов;
- прочие виды механических неисправностей (резонанс, неправильный монтаж, плохое крепление датчика) – 3 дефектов.
Модуль Эксперт содержит весь необходимый инструментарий для корректировки и уточнения уставок диагностических критериев и правил в условиях накопления статистического материала, а также добавления новых видов неисправностей. При необходимости все работы по адаптации модуля могут быть выполнены специалистами завода-изготовтиеля.
Гибкость и функциональность платформы SAFE PLANT
Для повышения достоверности распознавания технического состояния диагностируемого оборудования и расширения возможностей пользовательского анализа в программном обеспечении SAFE PLANT реализован мощный функционал по обработке данных и расчету новых типов замеров. Наряду со стандартным набором инструментов программа поддерживает возможность анализа родительских замеров, параметрических и режимных трендов, ручной обработки формы сигнала, формы огибающей сигнала, изучения спектрограмм, взаимных спектров и пр. Для удобства просмотра и анализа различных видов данных в программном обеспечении SAFE PLANT предусмотрена возможность гибкого конфигурирования отдельных панелей с использованием расширенного перечня пользовательских настроек. Рабочая область программы построена по принципу многооконности, что позволяет на одном экране совместно анализировать большое количество независимых параметров в автоматическом режиме.
Эффективная работа с базой данной
- Неограниченный размер базы данных
- Гибкие инструменты архивирования, сжатия, прореживания
- Возможности экспорта и импорта выбранных фрагментов базы данных
- Поддержка многопользовательского сетевого доступа с различными правами для основных групп пользователей
- Максимальная простота описания новых агрегатов, точек и замеров с использованием мастера интеллектуального создания агрегата
- Расширенный функционал пользовательских настроек при ручном создании и редактировании агрегатов, точек, замеров
- Поддержка групповых операций редактирования
- Расширенный перечень инструментов настройки интерактивных схем
Максимальное удобство просмотра данных
- Многоуровневая модель организации данных в виде интерактивного иерархического дерева или списков произвольной вложенности
- Функции быстрого поиска и фильтрации по состоянию
- Интерактивные схемы с возможностью быстрой навигации и просмотра основных параметров агрегатов
- Круговые диаграммы для наглядного представления технического состояния всего выбранного парка оборудования
- Детализированные списки агрегатов, точек и замеров для подробного анализа технического состояния оборудования по различным параметрам
- Гибкий механизм выбора интервала времени для просмотра и анализа данных (в интервале, за период, в режиме реального времени)
- Панель быстрой навигации по времени и типам данных измерений
- Гибкие настройки графического отображения и логики функционирования интерфейса
Расширенные возможности пользовательского анализа
- Поддержка максимального перечня анализируемых данных – одиночные и связанные тренды различных параметров, полярные тренды, полосовой анализ в стандартных и настраиваемых диапазонах, спектры и каскады спектров в частотном и гармоническом представлении, спектры огибающей, форма сигнала и форма огибающей во временном и порядковом представлении, круглограммы, орбиты, АФЧХ, кепстры и пр.
- Удобство пользовательского анализа с использованием матричной формы вывода точек, замеров и данных
- Универсальные механизмы фильтрации данных, определения технологических режимов работы оборудования для организации углубленного анализа,
- поддержка параметрического и селективного анализа
- Эффективные механизмы сравнения на основе функции группового выделения замеров, точек и данных.
- Возможность группового сравнения нескольких агрегатов
- Многооконный табличный интерфейс с настраиваемым количеством столбцов и строк, совместное отображение трендов, производных замеров и параметров
- Широкий выбор графических инструментов настройки окна, отображаемых данных
- Повышение удобства и наглядности анализа за счет применения набора функций синхронизации и масштабирования
- Перевод динамических данных в различные единицы и представления
- Система стандартной и пользовательской сигнализации по замерам и отдельным полосам частот
Эффективные инструменты ручного диагностирования
- Высокая достоверность диагностирования с использованием встроенных и дополнительных пользовательских экспертных правил
- Поузловое представление агрегатов, возможность построения трендов по расчетным диагностическим критериям
- Гибкий инструментарий анализа спектров с возможностью наложения и уточнения частот неисправностей и распознавания пиков
- Набор алгоритмов аппроксимации и прогнозирования остаточного ресурса на базе различных функций
- Инструменты ручной обработки выбранного фрагмента временного сигнала – расчет спектров, пик-фактора, эксцесса, асимметрии и пр.
- Возможность воспроизведения временного сигнала и его записи в файл
Удобство создания отчетов и протоколов
- Набор типовых шаблонов протоколов с возможностью редактирования перечня отображаемых параметров
- Краткие и расширенные протоколы текущего состояния агрегата с редактируемыми блоками заключений на заданную дату
- Универсальный протокол мониторинга изменения технического состояния агрегата за выбранный период времени
- Протоколы состояния и мониторинга по выбранной группе агрегатов за выбранный диапазон времени
- Диагностические заключения с поузловым перечнем неисправностей и рекомендациями по дальнейшему обслуживанию
- Процедура экспорта любых графических изображений в протоколы через программный буфер
- Возможность сохранения, последующего просмотра и экспорта отчетов во внешние системы
- Журнал состояния оборудования за выбранный диапазон времени с возможностью интерактивного перехода к отчетам
