【正文】 的維修體制為目標，在世界范圍內(nèi)以不同形式獲得推廣，成為國際上一大熱門學科。 Next according to the practical operation of hot oil pump conditions, describes seven kinds of monly used sensors in engineering。 關(guān)鍵詞 熱油泵 ,典型故障 ,傳感器 ,狀態(tài)監(jiān)測 ,PLC 2 Abstract Hot oil pump is one of fluid conveying machinery which is indispensable in the production of oil refining and chemical products. Since the transmission medium of hot oil pump is heat conduction oil of high temperature, or similar to heat conduction oil in physical properties, and the maximum transmission medium temperature can be as high as 370 ℃ 。建立一套在線自動監(jiān)測系統(tǒng)，及時發(fā)現(xiàn)異常故障，并進行針對性的分析維修，保證泵具有長周期運行的可靠性、高效性、低能耗等性能，對確保裝置長期平穩(wěn)運行有重要意義。 1 熱油泵運行故障分析與狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計 摘 要 熱油泵是煉油化工生產(chǎn)中不可缺少的流體輸送機械。由于熱油泵的傳輸介質(zhì)均為溫度較高的導(dǎo)熱油，或與導(dǎo)熱油物理性質(zhì)相似的石油產(chǎn)品，其最高傳輸介質(zhì)的溫度可高達 370℃，加之連續(xù)運行時間長，因此經(jīng)常會出現(xiàn)各類故障，這些故障會對熱油泵和裝置的正常運行造成不同程度地影響，甚至會造成停車、高溫高壓等嚴重事故。 本文以大型離心式 熱油泵為例，首先簡要介紹離心油泵的結(jié)構(gòu)、工作原理，并對熱油泵運行過程中出現(xiàn)的典型故障如泵異常振動、汽蝕、不排液或排液中斷、軸承發(fā)熱、流量不足、泵嚴重泄漏等，加以分析總結(jié)；然后根據(jù)熱油泵的實際運行狀況，介紹了七種工程實際常用的傳感器；之后重點闡釋了振動信號常用的分析診斷方法；最后通過比較嵌入式系統(tǒng)、 DCS、虛擬儀器、PLC 加工控機、工控機加板卡五種計算機測試控制系統(tǒng)，選擇基于 PLC 和工控機組合形式，設(shè)計熱油泵狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)。 besides, the continuous running time is long, therefore, many kinds of fault occur frequently, which will affect the normal operation of the heat pumps and units in different degrees, and even cause serious accidents such as parking, high temperature and high pressure, etc. In order to find minor failures timely and make targeted analysis maintenance, it is necessary to establish a set of online automatic condition monitoring system. Taking large centrifugal heat pumps as example, firstly this paper gives a brief introduction of centrifugal pump structure, working principle, and typical faults such as abnormal vibration, cavitation, failure to drain or drainage interrupt, bearing heating, insufficient flow, pump serious leaks, in the process of hot oil pump operation。 Especially explains several diagnosis methods of vibration signal analysis. Finally by paring five puter control system, like the embedded system, DCS, virtual instrument, PLC and industrial puter, industrial control board , based on the bination of PLC and industrial personal puter , hot oil pump condition monitoring system is designed. Key words: Hot oil pump, Typical failure, Sensors, Condition monitoring, PLC 3 目 錄 1 概論 ................................................................ 1 目的、意義及重要地位 ............................................ 1 應(yīng)用和發(fā)展方向 .................................................. 2 2 熱油泵典型故障與特征表現(xiàn) ............................................ 3 熱油泵的典型結(jié)構(gòu)工作原理 ........................................ 4 熱油泵異常振動的類型及原因 ...................................... 6 熱油泵異常振動機理和特征 ......................................... 9 不平衡 ........................................................ 9 不對中 ....................................................... 12 熱油泵其他常見典型故障 .......................................... 12 汽蝕 .......................................................... 13 軸承發(fā)熱 ...................................................... 14 泵嚴重泄漏 .................................................... 14 流量不足 ...................................................... 16 泵不排液或排液中斷 ............................................ 17 常用傳感器 ...................................................... 17 壓電式加速度傳感器 ........................................... 18 電渦流式位移傳感器 ........................................... 19 熱電偶溫度傳感器 ............................................. 20 磁平衡霍爾式傳感器 ........................................... 21 光電式轉(zhuǎn)速傳感器 ............................................. 22 壓力傳感器 ................................................... 23 渦輪流量計 .................................................... 24 3 熱油泵典型振動信號分析及診斷方法 ................................... 25 振動信號的時域分析 .............................................. 26 4 波形分析 ..................................................... 27 示性指標 ..................................................... 28 振動信號的頻域分析 .............................................. 30 離散傅里葉變換 ............................................... 31 快速傅里葉變換 ............................................... 33 振動信號的幅值域分析 ............................................ 33 均方根診斷 ................................................... 34 概率密度函數(shù)診斷 ............................................. 35 4 熱油泵狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計 ............................................. 36 常用計算機控制系統(tǒng) .............................................. 36 基于 plc 和工控機的控制系統(tǒng) ................................... 38 基于 PC 總線的板卡和工控機的控制系統(tǒng) ........................... 40 分布式控制系統(tǒng)（ DCS） ........................................ 42 嵌入式系統(tǒng) .................................................... 44 虛擬儀器 ...................................................... 47 基于 plc 和工控機的熱油泵狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計 ......................... 47 系統(tǒng)硬件部分 .................................................. 48 系統(tǒng)軟件部分 .................................................. 52 5 結(jié)論 ............................................................. 55 謝 辭 ........................................................... 56 參考文獻 ........................................................... 57 1 1 概 論 目 的、意義及自 20 世紀 60 年代以來，隨著科技的不斷進步和發(fā)展，尤其是計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和信息技術(shù)的迅速發(fā)展和普及，工況監(jiān)測與故障診斷技術(shù)已在工業(yè)界得到推廣與應(yīng)用，并逐步形成一門較為完 整的新興的邊緣性綜合工程學科。 任何一個機械設(shè)備，工作中由于疲勞損傷、磨損、腐蝕以及操作不當均會產(chǎn)生故障。以石油煉化企業(yè)為例，機械設(shè)備日趨大型化、連續(xù)化、機電一體化和自動化，其性能與復(fù)雜程度不斷提高。機械設(shè)備故障診斷技術(shù)的重要意義就在于它為機械設(shè)備傳統(tǒng)維修制度的改革奠 定了基礎(chǔ)，可使合理的預(yù)知維修制度代替?zhèn)鹘y(tǒng)的定時維修制度，從而減少事故的發(fā)生率，降低維修費用，確保機械設(shè)備安全運行。 應(yīng) 用和發(fā)展方向 目前，各種以計算機為主題的自動化診斷系統(tǒng)問世并投入了使用，反應(yīng)當前故障診斷技術(shù)發(fā)展主要有這樣幾個方向：診斷裝置系統(tǒng)化、智能化專家系統(tǒng)、機電液一體化的故障診斷技術(shù)、多元信息融合技術(shù)。為實現(xiàn)真診斷自動化，把分散的故障診斷裝置系統(tǒng)化，與電子計算機相結(jié)合，實現(xiàn)狀態(tài)信號采集、特征提取、狀態(tài)識別自動化，能以顯示、 打印繪圖等各種方式自動輸出機器故障的診斷報告。 智能化專家系統(tǒng)。利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法及專家系統(tǒng)組成的智能化專家系統(tǒng)是故障專斷專家系統(tǒng)的高級形式，是故障診斷發(fā)展的必然趨勢。在科技高度發(fā)展的今天，先進機械不再是一個簡單的機械物理運