VRS8000系列振擺監測分析系統廣泛應用于水輪發(fā)電機組振動(dòng)、擺度、大軸抬機量、轉速/鍵相、氣隙、磁通量、局放、線(xiàn)棒繞組等進(jìn)行在線(xiàn)振動(dòng)監測、分析、診斷。該系統可自動(dòng)連續地采集與設備安全有關(guān)地主要狀態(tài)參數：水輪機組的振動(dòng)、擺度、大軸抬機量、鍵相/轉速、氣隙、磁通量、線(xiàn)棒繞組及溫度、壓力和開(kāi)關(guān)量等，并自動(dòng)形成各種數據庫。它能夠自動(dòng)識別設備的運行狀態(tài)，預測和診斷設備的故障；能夠促進(jìn)設備維修方式向預測維修（狀態(tài)維修）的轉變，確保設備安全穩定地運行。并可以通過(guò)WEB方式組成遠程監測診斷中心。VRS8000系統具有地可擴充性和可維護性。
VRS8000振動(dòng)擺度監測分析系統可以組成一個(gè)強大的、綜合的振動(dòng)監測故障分析系統。
該系統一般由采集站（也稱(chēng)下位機）及工作站（上位機）組成，二者通過(guò)網(wǎng)絡(luò )集成。采集站實(shí)時(shí)采集各種信號，并進(jìn)行分析、存儲和顯示。采集站只能作波形、頻譜和趨勢等簡(jiǎn)單分析，而其他復雜的分析和故障分析就要在工作站才能進(jìn)行，這種分工限度地簡(jiǎn)化采集站上的操作，保證其數據采集和存儲的可靠性6工作站可為任何處于控制室、辦公室甚至遠在千里之外的的運行Windows操作系統的計算機，只要此計算機可通過(guò)網(wǎng)絡(luò )與采集站連接并安裝VRS8000工作站軟件。在工作站上可實(shí)時(shí)監測現場(chǎng)設備的運行狀態(tài)、對歷史數據進(jìn)行故障分析診斷、備份歷史數據、修改系統參數、備份系統參數、升級系統程序等。
系統特點(diǎn)
⑴系統的可靠性
硬件系統采用容錯設計，采用模塊化設計、積木式結構等。軟件作為相對獨立的產(chǎn)品，應嚴格按照工業(yè)現場(chǎng)設計的要求進(jìn)行生產(chǎn)和考核。
⑵ 系統的性
信號采集充分考慮了旋轉機械頻譜分析的需要。信號分析方法采用了適用于旋轉機械的小波變換技術(shù)、診斷信息和診斷知識的集成技術(shù)、計算機圖形識別技術(shù)等。采用流行的中文Windows 2000 操作系統作為開(kāi)發(fā)平臺，利用Delphi編程環(huán)境實(shí)現。故障診斷系統劃分為征兆獲取、自動(dòng)診斷、對話(huà)診斷以及診斷結果的存儲、瀏覽和打印等模塊，各功能模塊之間既相互獨立又融為一體，實(shí)現了科學(xué)的診斷理論和的計算機技術(shù)的結合。
⑶ 系統的開(kāi)放性
系統采用工業(yè)組態(tài)方式，能夠在線(xiàn)編輯系統的硬件配置參數、在不改變軟件的前提下，可以滿(mǎn)足將來(lái)增加和修改設備測點(diǎn)配置和監測畫(huà)面的需要。
知識庫為開(kāi)放式結構，用戶(hù)可以將長(cháng)期運行維護中積累的經(jīng)驗和知識加入知識庫。
系統二次開(kāi)發(fā)能力強，與計算機監控系統等有良好的兼容性，遠程WEB服務(wù)功能有助于實(shí)現 “無(wú)人值班"的要求。
⑷ 實(shí)用性和針對性
硬件的配置與軟件的操作充分考慮用戶(hù)的方便，當設備出現故障前能起到預防作用，當設備出現故障時(shí)能及時(shí)監測并作出相應分析和診斷。
⑸系統集成
系統將不同的監測系統采集的數據通過(guò)網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行集中管理，在一個(gè)計算機屏幕上顯示所有監測設備的狀態(tài)信息，實(shí)現數據共享，進(jìn)一步挖掘數據內部之間的聯(lián)系，提高故障診斷的準確性。
⑹在線(xiàn)實(shí)時(shí)性
系統具有實(shí)時(shí)響應外部事件的能力，確保對設備運行狀態(tài)進(jìn)行連續監測，對異常狀態(tài)及時(shí)進(jìn)行診斷。
(7)強大的擴展功能
VRS8000系統網(wǎng)絡(luò )設備和軟件具有靈活的擴展功能，留有足夠的硬件接口和軟件容量，便于今后更多的狀態(tài)檢測系統能夠可靠而方便的接入。
VRS8000系統除了一般振動(dòng)分析系統所具有的各種振動(dòng)圖譜外，還有自己的功能，如：軸系運動(dòng)仿真圖、相關(guān)趨勢分析（橫坐標和縱坐標可任意選，時(shí)間段可任意設定），三維相關(guān)分析、多種動(dòng)平衡計算、完備的數據庫管理、遠程診斷分析等等
性能指標：| 項目 | 技術(shù)指標 |
| 上位機配置 | 由用戶(hù)根據需要配置 |
| 輸入信號 | 位移傳感器、速度傳感器和加速度傳感器信號，其他過(guò)程量及各種智能儀表的標準信號輸出。 |
| 輸出信號 | 電流4-20mA,繼電器輸出、通訊輸出 |
| 測量范圍 | 轉速0-5000r/min，0-20000r/min；振動(dòng)0-500μm，0-1000μm，0-2000μm；
軸位移、脹差＋15mm；氣隙：0.01mm ; 4-20mA |
| 測試誤差 | 轉速≤1r/min，振動(dòng)≤1μm，軸位移、脹差<0.01mm，相位<3°，其它<0.1％ |
| 頻率分析范圍 | 1/16X-32X轉頻，1/4X-128X轉頻，1X-1024X轉頻,經(jīng)過(guò)補償，可測頻率下限為0.5Hz |
A/D單點(diǎn)
采集速度 | >200KHz |
| 系統整體功耗 | <1500W |
| 通 訊 | 100Mbps以太局域網(wǎng)，TCP/IP通訊協(xié)議 MODBUS及OPC通訊協(xié)議，可以與廠(chǎng)內DCS、MIS系統通訊可遠程撥號網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行遠程通訊 |
| 測量硬件配置 | 可根據實(shí)際情況任意組合 |
系統配置： 一體化工作站
◇ 箱體：19"標準上架型，6U高度
◇ 前面板: 前端為高強度鋁合金面板，符合NEMA4或IP65
◇ 前端面板帶2個(gè)USB、P/S接口和系統控制電源開(kāi)關(guān)
◇ 觸摸屏顯示：12.1" 彩色TFT高亮度液晶顯示，分辨率1024*768
◇ 觸摸鼠標板: 筆記本新型左右鍵觸摸鼠標板
◇ 電源 : ATX電源， ACE-832AP300W帶PFC功能（標配）
分體式工作站
◇ 箱體：19"標準上架型，6U高度
◇ 電源 : ATX電源， ACE-832AP300W帶PFC功能（標配）
性能特點(diǎn)：
數據采集箱硬件采用模塊化結構，安裝、維護、更換方便，可靠性好,板之間采用現場(chǎng)總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )結構。系統中各模塊均可獨立工作，其中某一通道或某一模塊故障不會(huì )影響其他通道或其他模塊正常工作，用戶(hù)僅需自行更換發(fā)生故障的模塊即可解決此類(lèi)故障。每個(gè)采集箱VRS80000數采監測系是模塊化結構，除必要的公共模塊外（一塊主板、一塊接口板、一塊存儲板），有9個(gè)插槽可用于自由配置測量模塊(鍵相板、振動(dòng)/擺度采集板，壓力脈動(dòng)板模擬量輸入板、模擬量輸出板、開(kāi)關(guān)量板）。
（1）振動(dòng)采集板
振動(dòng)采集板負責對振動(dòng)信號（來(lái)自電渦流傳感器、速度傳感器和加速度傳感器）進(jìn)行采集。振動(dòng)信號可直接從電渦流傳感器的前置器、速度傳感器和加速度傳感器或從二次儀表的緩沖端接入。振動(dòng)采集板內包括信號預處理單元、低通跟蹤抗混頻濾波器及單片機系統，采集方式采用同起點(diǎn)整周期采樣。振動(dòng)采集板按通道數分為兩種類(lèi)型，每種的性能指標如下：
采樣速率：每通道400KHz；
通道數：每塊4/8路
輸入信號：電渦流傳感器、速度傳感器、加速度傳感器；
采集方式：同起點(diǎn)整周期采樣；
測量精度：峰值誤差≤1um 相位誤差≤30 間隙誤差≤0.1V。
（2）鍵相板
鍵相板是一塊智能鍵相信號處理板，它由單片機進(jìn)行智能控制，具有測速、整周期采樣控制、觸發(fā)低通跟蹤抗混頻濾波器等功能。鍵相板采用了新穎的閥值電平自動(dòng)跟蹤電路，從根本上克服了必須經(jīng)常調整閥值電平的麻煩。其性能指標如下：
通道數：每塊1/2路
輸入信號：電渦流傳感器、光電傳感器
測量范圍：１～20000 轉／分
測量精度：轉速誤差≤１轉／分
（3）壓力脈動(dòng)采集板
壓力脈動(dòng)監測模塊負責采集水壓信號。從傳感器直接接入，包括信號預處理單元、低通跟蹤抗混頻濾波器及單片機系統，采集方式采用同起點(diǎn)整周期采樣，在任意轉速下系統的采樣頻率均為工頻的256倍頻，保證了采樣的整周期性，每組數據連續采集32周期，可采集到1/32轉頻的低頻信號，滿(mǎn)足水輪機組。
其性能指標如下：
● 采樣速率：200KHZ；
● 通道數：每塊4/8路；
● 輸入信號：4-20mA；
● 采集方式：同起點(diǎn)整周期采樣；
● 測量精度：誤差≤0.01Mh2O
相位誤差≤3°
間隙誤差≤0.1V
（4）氣隙監測模塊
氣隙監測模塊負責采集空氣間隙信號，采集方式采用同起點(diǎn)整周期采樣，采樣頻率可根據磁極數進(jìn)行設定。
其性能指標如下：
● 采樣速率：200KHZ；
● 通道數：每塊4路；
● 輸入信號：4～20mA信號；
● 采集方式：同起點(diǎn)整周期采樣；
● 測量精度：誤差≤0.1%
（5）緩變量采集板
緩變量采集板負責采集多種緩變量信號（位移、偏心、脹差、溫度、壓力等）。其性能指標如下：
通道數：每塊32路
輸入信號: 0-10mA、4-20mA、0-5V、1-5V、0-10V
測量精度：≤0.15%
（6）開(kāi)關(guān)量采集板
事故報警繼電器開(kāi)關(guān)信號是事故發(fā)生最直接的反應，它的準確獲取對黑匣子功能的實(shí)現和故障的準確診斷有著(zhù)重要的意義。開(kāi)關(guān)量采集板正是為采集事故報警繼電器開(kāi)關(guān)信號而設計，由專(zhuān)門(mén)的單片機進(jìn)行控制，其單個(gè)事件的分辨率小于1ms，它不僅能捕捉聯(lián)鎖開(kāi)關(guān)的動(dòng)作，而且能準確獲取開(kāi)關(guān)動(dòng)作的時(shí)間和順序。
通道數：每塊16路
輸入信號: 有源開(kāi)關(guān)信號或無(wú)源觸點(diǎn)信號
分辨率：≤1ms
（7）繼電器輸出板
繼電器輸出板作為VRS8000系統的開(kāi)關(guān)量輸出，提供十個(gè)獨立的常開(kāi)或常閉觸點(diǎn)（干接點(diǎn)，觸點(diǎn)容量為AC 120V 1A 、DC 24V 1A），可作為系統報警或其他用途。每一路是常開(kāi)還是常閉由板上的跳線(xiàn)進(jìn)行選擇。由軟件設定繼電器動(dòng)作的條件。
(8)4-20mA變送輸出板
4-20mA 變送輸出板，提供8路4-20mA變送輸出。變送輸出與通道對應由軟件設定。
(9）串行通訊接口板
串行通訊接口板負責接收一些串行通訊過(guò)來(lái)的信號。通過(guò)串行通訊接口板，VRS8000系統可以與一些DCS系統、各種型號的巡檢儀以及其他儀表進(jìn)行通訊。
方式：232、422或485；波特率: 2400、4800、9600或19200。
系統軟件性能特點(diǎn)：
系統設置方便靈活
根據不同監測對象的實(shí)際要求，可以對保證系統正常工作的各種參數進(jìn)行設置，包括系統構成、通道設置、采集存儲和用戶(hù)權限等。
檢測畫(huà)面直觀(guān)形象
采用工業(yè)組態(tài)方式，能夠在線(xiàn)編輯所要監測的數據（如通頻幅值、特征頻率幅值和特征參數等）以及表現形式，用戶(hù)可對當前數據或各種歷史數據進(jìn)行多種顯示與分析，以了解機組的當前運行狀態(tài)。在屏幕上顯示所監測對象結構簡(jiǎn)圖及測點(diǎn)相應位置，并在測點(diǎn)所在位置附近動(dòng)態(tài)顯示的實(shí)時(shí)數據。
分析方法多樣化
VRS8000系統提供了三大類(lèi)幾十種圖譜分析功能：| VRS8000的專(zhuān)業(yè)診斷圖譜 |
| 常規圖譜 | 機組總貌 | 軸心軌跡圖 |
| 多值棒圖 | 級聯(lián)圖 |
| 波形頻譜圖 | 振動(dòng)趨勢圖 |
| 極坐標圖 | 瀑布圖 |
| 過(guò)程振動(dòng)趨勢圖 | 波德圖、 |
| 單值棒圖 | 全息譜圖 |
| 空間軸線(xiàn)圖 | 甩負荷過(guò)程圖、軸心位置圖、全息譜圖、倒頻譜圖
|
| 起停機過(guò)程圖 | 變工況瀑布圖 |
| 盤(pán)車(chē)值、大軸垂直度、過(guò)度過(guò)程分析計算、 | 故障特征趨勢分析、效率分析、小波、包絡(luò )分析、動(dòng)平衡、包絡(luò )分析STFT時(shí)域分析、邊頻分析、諧波分析、概率密度、多維相關(guān)分析、故障分析診斷 |
| 統計報表及日記：8種 | 機組狀態(tài)列表 | 振動(dòng)參數列表 |
| 過(guò)程量參數表 | 振動(dòng)報警日記 |
| 過(guò)程報警日記 | 監測報表 |
| 系統日記 | 用戶(hù)記錄 |
| Web方式傳輸數據 |
時(shí)間瀑布圖 波形頻譜圖
轉速瀑布圖 故障特征趨勢
伯德圖 極坐標圖
軸心軌跡圖 波行圖
軸系空間軌跡圖 二維相關(guān)分析
三維相關(guān)趨勢分析 軸心位置圖
通道列表 特征值列表
故障診斷分析系統
VRS8000系統是從故障診斷的本質(zhì)出發(fā)，根據故障診斷反問(wèn)題的研究成果、故障診斷問(wèn)題的特點(diǎn)和要求，在Windows環(huán)境下實(shí)現的，具有診斷理論的科學(xué)性和診斷技術(shù)的性。他建立了適用于水輪發(fā)電機、水泵等故障診斷的開(kāi)放的知識庫，并具有完善的知識處理模式，特別是其強大的征兆自動(dòng)獲取能力，提高了故障診斷的實(shí)時(shí)性和診斷結果的可靠性。它能夠診斷不平衡、不對中、大軸彎曲、部件脫落、松動(dòng)、油膜振蕩、氣流激振、旋轉失速、喘振故障等，并給出診斷結果的可信度、診斷結果成立的依據和故障的處理意見(jiàn)。它采用基于規則、模型和案例相結合的推理模式，運用正反向混合推理策略，可用于在線(xiàn)診斷或離線(xiàn)診斷，并可根據用戶(hù)需要進(jìn)行自動(dòng)診斷或對話(huà)診斷，增強了系統解決復雜問(wèn)題的能力。故障診斷的智能化和自動(dòng)化，降低了對系統使用人員的要求，使得缺少經(jīng)驗的人員也能取得較高水平的診斷結果。
此外，系統提供了強大的幫助功能，并提供了典型故障的特征和譜圖、國內外典型故障案例、常見(jiàn)故障處理方法和振動(dòng)標準等。
多種平衡計算方法
VRS8000系統提供影響系數法計算和三點(diǎn)定位定量法計算動(dòng)平衡、矢量加減運算和估算剩余振動(dòng)等多種功能，能夠自動(dòng)計算加重的大小和相位，可以對多轉速、雙平衡面、多測點(diǎn)進(jìn)行平衡。
完善的網(wǎng)絡(luò )通訊和分析報告
VRS8000系統采用客戶(hù)機/服務(wù)器（CliVRSt/Server）結構模式，具有在線(xiàn)軟件升級功能，增強了系統的可維護性，它采用標準的TCP/IP通訊協(xié)議和Winsock編程，能夠與廠(chǎng)MIS系統實(shí)現數據共享和數據交換，并支持遠程診斷功能。根據監測對象的數量和性質(zhì)不同，具體的系統網(wǎng)絡(luò )結構有所不同。系統采用網(wǎng)絡(luò )化結構和數據庫編程技術(shù)，采用TCP/IP、IPX/SPX、NetBEUI等通訊協(xié)議，采用RS232/RS485（Modbus或IEC60870-5-103、104規約）和OPC以及以太網(wǎng)等通訊方式，可以從計算機系統（MIS、DCS）中獲取數據，同時(shí)又可將本系統的數據發(fā)送給計算機系統，實(shí)現數據共享和數據交換。
遠程WEB瀏覽
通過(guò)Intranet/Internet采用Web瀏覽器方式分析機組數據，方便使用及易于實(shí)現遠程診斷及遠程維護。
VRS800P 在線(xiàn)振動(dòng)監測及故障分析系統
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