Вибромониторинг и вибродиагностика

Производственный процесс в промышленности связан с использованием габаритных установок или машин, выполняющих технологическую операцию в стационарном положении и при перемещении по специально подготовленной части производственного помещения, промышленной площадки.

При работе данного оборудования возникает общая вибрация транспортно-технологического или технологического характера, воздействие которой неблагоприятно сказывается как на состоянии рабочего персонала, так и на работе самих установок. В связи с чем возникает необходимость осуществлять контроль общего вибрационного уровня динамического оборудования.

Вибромониториг и вибродиагностика оборудования — два достаточно простых в реализации метода обеспечения надёжности работы машин, которые позволяют получить достоверные результаты по оценке их состояния.

Вибромониторинг оборудования — наиболее простой и наименее трудозатратный метод проверки состояния установок без их остановки. Он не требует большого количества измерений и их анализа, следовательно аппаратура для этого метода не потребует крупных затрат.

Данный вид контроля можно реализовать на базе цифровых датчиков ZETSENSOR, спроектировав измерительную линию из цифровых акселерометров ZET 7152-N Pro. Цифровые датчики позволяют создать масштабируемую систему непрерывного вибрационного контроля, регистрировать уровень низкочастотной вибрации в полосе частот от 2 Гц до 100 Гц или от 100 Гц до 1000 Гц. А компактное исполнение позволяет устанавливать датчики в наиболее труднодоступных местах.

Принцип работы систем вибромониторинга на базе цифровых акселерометров ZET 7152-N Pro заключается в определении уровня вибрации и относительном сравнении полученного уровня с математическим ожиданием, рассчитанным при «обучении» системы на стандартных режимах работы оборудования. В результате работы системы оператор будет получать данные по уровню вибрации в формате «больше/меньше», на основании чего принимать решение о проведении наиболее детальной диагностики с целью определения источника и устранении неполадок.

Отличительной особенностью цифровых акселерометров ZET 7152-N Pro является наличие алгоритма сжатия данных — дельта-кодирование с возможностью гибкого распределения трафика между датчиками в CAN-сети. Каким образом работает этот механизм и для каких целей он используется?

В мастерах семейства ZET 71XX (преобразователи интерфейса ZET 7174 или ZET 7176) можно выбрать 3 разных значения пропускной способности: 100, 300 и 1000 кбит/с. Выбор пропускной способности зависит от длины интерфейсной линии:

• 100 кбит/с — максимум 300 м,
• 300 кбит/с — 150 м,
• 1000 кбит/с — 40 м.

Пропускная способность интерфейсной линии ограничивает максимальную частоту передачи данных с датчиков ZET 71XX, так

• для 100 кбит/с — максимум 1000 Гц,
• для 300 кбит/с — 3000 Гц,
• для 1000 кбит/с — 10000 Гц (данные числа — максимальные теоретические для загрузки линии на 100%, рекомендуется не превышать загрузку свыше 80%).

Следовательно, суммарная частота передачи данных со всех датчиков не должна превышать эти пределы. Если Ваша проектируемая система укладывается в данные пределы, сжатие использовать не надо.

Использование сжатия данных позволяет увеличить пропускную способность с датчиков ZET 71XX за счёт динамического уменьшения разрядности АЦП. Следует учесть следующие особенности:

• сжатие данных не работает с частотами ниже 50 Гц,
• сжатие данных прямо пропорционально уменьшает мгновенный динамический диапазон датчика,
• на частотах данных от 50 Гц до 200 Гц могут наблюдаться задержки данных на несколько секунд (заметно по программе “Время ZETServer”).

Сжатие данных рекомендовано использовать, когда ожидается низкочастотный сигнал или сигнал с плавным изменением амплитуды. В данном случае потери динамического диапазона измерений минимальны или даже отсутствуют. В случае когда сигнал ожидается высокочастотный, с высокой энергетикой — сжатие данных позволит прокачать данный поток, но будут срезаны младшие биты сигнала.

Задачи вибродиагностики заключаются не только в измерении и контроле уровня вибрации работающего оборудования, но и в проведении анализа с выявлением развивающихся дефектов и прогнозов дальнейшей работоспособности.

Для решения данных задач потребуется более функциональное оборудование с расширенным пакетом программного обеспечения. Наиболее подходящее решение — это многоканальные вибрационные системы на базе контроллеров ZET 034 и ZET 038 с программным обеспечением ZETLAB ANALIZ.

Более глубокое исследование предполагает наличие методов спектрального анализа – основополагающего метода проведения вибродиагностики. Спектральный анализ используется для разделения вибросигналов на простейшие составляющие в частотной области, что в свою очередь позволяет определить наличие в измерительном канале тональных сигналов (дискретных составляющих) и шумовых компонент.

Помимо спектрального анализа программное обеспечение ZETLAB ANALIZ имеет достаточное количество программ, позволяющих определить неисправность и её источник:

• модальный анализ — определение собственных частот и логарифмических декрементов свободных колебаний механизмов методом ударного возбуждения;
• анализ нелинейный искажений — позволяет рассчитать частоту крутильных колебаний и порядковый номер гармоники;
• порядковый анализ — позволяет исследовать временные характеристики сигналов вибрации зубчатых передач;
• взаимный спектральный анализ — позволяет построить отображение совокупности начальных фаз вибросигнала с двух каналов, отображение фазовой синхронизации двух сигналов, осуществлять поиск резонансов между входным воздействием и откликом системы, построить отображение диаграммы Найквиста, которая позволяет судить об устойчивости системы по амплитудно-фазовой частотной характеристике (АФЧХ).

Подбор оборудования для проведения вибромониторинга или вибродиагностики усложняется довольно большим рынком предложений аппаратуры для осуществления того или иного вида контроля. Устройства в комплекте с программным обеспечением компании ZETLAB позволяют реализовать задачи по виброконтролю, вибромониторингу и вибродиагностике любой сложности! Мы гарантируем непрерывную работу наших устройств на протяжении не менее 10 лет, и бесплатное обновление программных продуктов версиями, идущими в ногу с новыми современными методами.