   |
|
Программное обеспечение для стандартной «НТЦ «Диагностика», г. Сумы При создании полустационарной системы мониторинга и диагностики машин и оборудования, позволяющей периодически оценивать техническое состояние их составных частей, а также прогнозировать остаточный ресурс до предельного состояния необходимо программное обеспечение. В статье дано описание пакета программ, в котором реализован метод оценки интенсивности основных виброакустических источников машин. Для стандартной оценки технического состояния составных частей машин используются программы: «Спектр», «Управление базой данных», «Паспорт» и «Графика». С их помощь можно производить анализ узкополосных спектров виброскорости и виброускорения, записанных анализаторами-сборщиками данных; создавать и хранить базу данных контролируемых агрегатов; производить оценку технического состояния, а также прогнозирование остаточного ресурса по контролируемым параметрам. Программа «Спектр» предназначена для проведения анализа узкополосных спектров виброскорости и виброускорения, записанных при помощи анализаторов вибрации-сборщиков данных. В настоящее время программа работает со следующими сборщиками данных: 2900 и 2800 (Larson & Davis); «Топаз» и «Кварц» («Диамех», г. Москва); «АС-3200» (ИТЦ «Вибродиагностика», г. Северодонецк), но может быть адаптирована и под другие анализаторы. Программа содержит данные по различным объектам контроля: модель агрегата, составные части; точки контроля вибрации; количество рабочих колес и число их лопастей, количество зубчатых колес и число их зубьев; частота вращения ротора составной части объекта; код подшипника (для подшипников качения). Анализ спектров виброскорости (рис. 1) и виброускорения (рис. 2) производится путем определения интенсивности основных виброакустических источников (авторское свидетельство № 1659761, приоритет 6 апреля 1987 г., патент Украины № 13540 «Способ виброакустической диагностики механизмов», класс G01M7/00). При этом на спектрах производится выделение разными цветами определенных виброакустических источников, таких как гармоники оборотной частоты, субгармоники, полуторные частоты, гармоники лопаточных и зубцовых частот, различные экстремумы спектра (не связанные с частотой вращения), частоты возбуждаемые подшипниками качения (основные и связанные с возникновением в них различных дефектов). В программе реализованы различные функции для углубленного анализа спектров, а именно:
Табл. 1. Результирующие таблицы, создаваемые программой «Спектр» при
обработке спектра виброскорости
Интенсивность ВАИ
Обьект-4HNN143, Насос, частота-49.6 Признак-V
Предприятие-ОНПЗ, Цех -УКР, № -ЦК1, Обследование-01.01, Дата - 06.05.01, Время - 11:32:13
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
|Точка| Lv|Lоб|Lоб1|Lоб2|Lоб3|Lпол|Lсг| Lч| Lл|Lлб|Lлк| Lс|Lэ|Lло1|Lло2|Lлб1|Lлб2|Lлб3| Субгармоники | № Полуторной | Частоты |
| | | | | | | | | | | | | | | | | | | +--------------+ частоты |экстремумов,|
| | | | | | | | | | | | | | | | | | | |0.25 0.33 0.50| | Гц |
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
|3 - В|100|100| 91| 96| 93| 66| 57| 97| 90| 86| 92| 84| 0| 90| 62| 86| 56| 41| 54 53 49|1,2,3,4,5,6,7,8,9,10| |
|3 - П|100|100| 89| 98| 89| 69| 57| 98| 89| 83| 90| 90| 0| 89| 45| 79| 46| 40| 52 53 53|1,2,3,4,5,6,7,8,9,10| |
|3 - О| 92| 91| 83| 89| 84| 64| 51| 89| 77| 73| 78| 82| 0| 77| 47| 70| 46| 40| 49 45 45|1,2,3,4,5,6,7,8,9,10| |
|4 - В|100|100| 78| 97| 96| 75| 50| 98| 61| 63| 65| 89| 0| 61| 42| 63| 37| 38| 43 47 44|1,2,3,4,5,6,7,8,9,10| |
|4 - П|100|100| 94| 98| 88| 74| 56| 98| 80| 72| 81| 89| 0| 80| 33| 69| 36| 43| 45 55 45|1,2,3,4,5,6,7,8,9,10| |
|4 - О| 95| 94| 83| 88| 93| 68| 58| 88| 71| 71| 74| 85| 0| 71| 44| 71| 52| 50| 53 55 52|1,2,3,4,5,6,7,8,9,10| |
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Гармоники
Обьект-4HNN143, Насос, частота-49.6 Признак-V
Предприятие-ОНПЗ, Цех -УКР, № -ЦК1, Обследование-01.01, Дата - 06.05.01, Время - 11:32:13
Точка 1 2 3 4 5 7 8
3 - Вертикал. 91 96 93 75 77 90 86
3 - Поперечн. 89 98 89 86 84 89 79
3 - Осевое 83 89 84 74 74 77 70
4 - Вертикал. 78 97 96 90 61 61 63
4 - Поперечн. 94 98 88 86 81 80 69
4 - Осевое 83 88 93 79 66 71 71
Экстремумы отсутствуют.
Полуторные/субгармоники
Обьект-4HNN143, Насос, частота-49.6 Признак-V
Предприятие-ОНПЗ, Цех -УКР, № -ЦК1, Обследование-01.01, Дата - 06.05.01, Время - 11:32:13
Точка 0,25 0,33 0,5 1.5 2.5 3.5 4.5 5.5 6.5 7.5 8.5 9.5 10.5
3 - Вертикал. 54 53 49 53 59 59 53 58 56 56 53 50 52
3 - Поперечн. 52 53 53 48 67 61 53 56 59 55 51 46 49
3 - Осевое 49 45 45 55 60 54 45 46 44 51 54 41 53
4 - Вертикал. 43 47 44 60 74 67 54 44 40 43 55 56 47
4 - Поперечн. 45 55 45 59 72 69 61 51 50 47 48 39 42
4 - Осевое 53 55 52 54 61 61 48 50 50 48 63 48 58
Табл. 2. Результирующие таблицы, создаваемые программой «Спектр»
при обработке спектра виброускорения
Интенсивность ВАИ
Обьект-4VRM200/490G, Компрессор, частота-188 Признак-A
Предприятие-ОНПЗ, Цех -УКР, № -ЦК1, Обследование-01.01, Дата - 03.08.00, Время - 19:02:47
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
| Точка| La| Lоб| Lл| Lлб| Lлк| Lз| Lзб| Lзк| Lс| Lэ| Nmax| Nmaxш| Lло1| Lло2| Lло3| Lлб1| Lлб2| Lлб3| Частоты |
| | | | | | | | | | | | | | | | | | | |экстремумов,Гц|
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
| 5 - Вертикал.| 102| 93| 80| 83| 85| 0| 0| 0| 101| 92| 1| 0| 78| 69| 73| 75| 63| 66|8181.3 |
| 5 - Поперечн.| 105| 96| 79| 79| 82| 0| 0| 0| 102| 100| 1| 0| 76| 72| 71| 62| 66| 71|7812.5 |
| 5 - Осевое | 85| 83| 83| 64| 83| 0| 0| 0| 80| 76| 1| 0| 83| 63| 48| 62| 51| 48|2243.8 |
| 6 - Вертикал.| 97| 94| 93| 83| 93| 0| 0| 0| 91| 90| 1| 0| 84| 92| 60| 79| 69| 50|4500.0 |
| 6 - Поперечн.| 99| 94| 91| 79| 91| 0| 0| 0| 95| 94| 1| 0| 82| 90| 67| 76| 67| 69|4500.0 |
| 6 - Осевое | 88| 86| 85| 65| 85| 0| 0| 0| 81| 80| 2| 0| 85| 70| 46| 56| 58| 47|2243.8;4500.0 |
| В - Неопред.| 85| 82| 80| 69| 80| 0| 0| 0| 83| 0| 0| 0| 79| 69| 55| 61| 53| 49| |
| Н - Неопред.| 90| 81| 79| 74| 80| 0| 0| 0| 89| 0| 0| 0| 78| 64| 54| 67| 60| 55| |
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Гармоники
Обьект-4VRM200/490G, Компрессор, частота-188 Признак-A
Предприятие-ОНПЗ, Цех -УКР, № -ЦК1, Обследование-01.01, Дата - 03.08.00, Время - 19:02:47
Точка 1 2 3 7 9 10 12 13 14 15 16 17 18 20 21 22 23 24 27 29 31 36 38 39 40 41 42 43
5 - Вертикал. 70 58 54 69 71 70 78 75 70 68 77 76 72 72 72 85 72 69 73 71 83 73 81 71 85 73 76 75
5 - Поперечн. 62 68 62 75 62 70 76 62 67 71 60 69 64 68 71 83 67 72 83 74 90 71 76 76 91 77 86 83
5 - Осевое 62 58 54 59 55 62 83 62 62 56 59 58 61 56 57 71 53 63 43 48 62 48 50 43 49 45 42 43
6 - Вертикал. 71 58 51 56 64 76 84 79 75 70 84 69 73 68 62 71 79 92 61 57 63 60 53 52 64 51 57 62
6 - Поперечн. 70 67 56 64 71 89 82 76 65 79 75 73 74 78 70 73 70 90 67 65 66 67 72 70 68 66 63 60
6 - Осевое 66 64 44 63 59 68 85 56 62 54 61 59 60 59 57 64 59 70 52 51 50 46 49 43 50 47 47 48
В - Неопред. 72 56 57 60 55 71 79 61 66 54 59 58 59 57 56 60 64 69 47 50 51 55 56 51 56 52 54 52
Н - Неопред. 38 52 56 65 62 68 78 67 57 57 60 60 61 56 57 67 61 64 65 58 53 54 57 53 53 53 57 58
Экстремумы
Обьект-4VRM200/490G, Компрессор, частота-188 Признак-A
Предприятие-ОНПЗ, Цех -УКР, № -ЦК1, Обследование-01.01, Дата - 03.08.00, Время - 19:02:47
Обычные экстремумы
Точка 2243.8 4500.0 7812.5 8181.3
5 - Вертикал. 0 0 0 92
5 - Поперечн. 0 0 100 0
5 - Осевое 76 0 0 0
6 - Вертикал. 0 90 0 0
6 - Поперечн. 0 94 0 0
6 - Осевое 77 76 0 0
В - Неопред. 0 0 0 0
Н - Неопред. 0 0 0 0
Широкополосные экстремумы отсутствуют.
Лопаточные
Обьект-4VRM200/490G, Компрессор, частота-188 Признак-A
Предприятие-ОНПЗ, Цех -УКР, № -ЦК1, Обследование-01.01, Дата - 03.08.00, Время - 19:02:47
Точка 1.1б1 1.1о 1.1б2 1.2б1 1.2о 1.2б2 1.3б1 1.3о 1.3б2 1.4б1 1.4о 1.4б2
5 - Вертикал. 68 78 75 72 69 63 65 73 66 79 70 77
5 - Поперечн. 76 76 62 67 72 66 65 71 71 72 71 67
5 - Осевое 50 83 62 53 63 51 49 48 48 45 49 45
6 - Вертикал. 74 84 79 79 92 69 50 60 50 58 63 64
6 - Поперечн. 70 82 76 70 90 67 63 67 69 53 54 51
6 - Осевое 58 85 56 59 70 58 48 46 47 50 50 51
В - Неопред. 64 79 61 64 69 53 53 55 49 58 58 58
Н - Неопред. 61 78 67 61 64 60 59 54 55 70 70 67
Все таблицы, по результатам анализа спектров вибрации контролируемого объекта, записываются и хранятся в базе данных, управление которой производится при помощи программы «Управление базой данных». Программа создает многоуровневую иерархическую структуру (рис. 3): предприятие, установка или цех, объект контроля, составная часть объекта, номер обследования, показатель режима работы, точка контроля, вибрационные характеристики. В функции этой программы входят возможности просмотра и редактирования хранящейся в базе данных информации об объектах контроля, а также удаления отдельных записей, как целого объекта, так и его отдельных составных частей или точек контроля. Программа «Паспорт» позволяет создавать паспорт технического состояния проточной части турбомашин, зубчатых передач и всех подшипниковых опор объектов контроля по нормативным характеристикам (общим уровням виброскорости и виброускорения, в соответствие с требования ДСТУ 3161-95, ДСТУ 3162-95 и ДСТУ 3163-95) для объектов хранящихся в базе данных. Оценка производится по следующим зонам технического состояния: А - «хорошо», В - «приемлемо», С - «допустимо», D - «недопустимо». Кроме этого определяются существенные изменения (т.е. для значений попавших в зону C и D) общих уровней виброскорости и виброускорения, произошедшие в отдельных точках контроля, по сравнению с нормативными значениями. Программа также позволяет составлять паспорт технического состояния (табл. 3 и табл. 6) всех элементов составных частей объектов контроля по базовым вибрационным характеристикам (определяемым статистическим методом для каждой конкретной модели объекта контроля, в соответствие с требования ДСТУ 3163-95). Оценка производится также как и по нормативным характеристикам. При этом определяются существенные изменения уровней основных виброакустических источников спектров виброскорости (табл. 4 и табл. 7) и виброускорения (табл. 5 и табл. 8), произошедшие в отдельных точках контроля, по сравнению с базовыми значениями. Для объектов контроля имеющих подшипники качения, составляет паспорт технического состояния этих подшипников (табл. 9) по базовым вибрационным характеристикам, и определяются существенные изменения уровней основных частот возбуждаемых подшипниками качения по сравнению с базовыми значениями (табл. 10 и табл. 11), а также перечень возможных дефектов и степень их развития (табл. 12). Табл. 3. Паспорт технического состояния турбомашины
по базовым вибрационным характеристикам
Табл. 4. Существенные изменения основных виброакустических источников спектра виброскорости турбомашины
Табл. 5. Существенные изменения основных виброакустических источников спектра виброускорения турбомашины
Табл. 6. Паспорт технического состояния поршневого компрессора
по базовым вибрационным характеристикам
Табл. 7. Существенные изменения основных виброакустических источников
спектра виброскорости поршневого компрессора
Табл. 8. Существенные изменения основных виброакустических источников
спектра виброускорения поршневого компрессора
Табл. 9. Паспорт технического состояния подшипников качения насосного агрегата по базовым характеристикам
Табл. 10. Существенные изменения частот спектра виброускорения, возбуждаемых подшипниками качения, дБ
Табл. 11. Существенные изменения основных частот спектра виброскорости, возбуждаемых подшипниками качения, дБ
Табл. 12. Выводы о техническом состоянии подшипников качения насосного агрегата
Программа позволяет производить оценку технического состояния одновременно нескольких объектов (для сравнения) или одного объекта по нескольким обследованиям (для выявления тенденций изменения технического состояния). Программа «Графика» предназначена для наглядного отображения информации, хранящейся в базе данных объектов контроля, а также для прогнозирования остаточного ресурса. Программа позволяет строить контурную, режимную (рис. 4), сравнительную и временную (тренд) характеристики (рис. 5), а также определяет регрессионную зависимость между двумя выбранными параметрами. С помощью данной программы возможно проведение оптимизации режима работы агрегатов, путем анализа зависимостей вибрационного состояния агрегата от основных показателей его режима работы.  
Рис. 4. Зависимость суммарного уровня гармоник лопаточной частоты от
перепада давления газа для компрессорного агрегата 4VRM200 
Рис. 5. Диаграмма изменения во времени составляющих спектра виброскорости
подшипника компрессорного агрегата 4VRM200 (общий уровень (белый), первая гармоника (желтый), вторая гармоника (зеленый), третья гармоника (синий), сумарний уровень субгармоник (коричневый)). Отображение информации о вибрационном состоянии объектов контроля производится в виде диаграмм или графиков. Соединение точек графиков производится с использованием метода линейного регрессионного анализа - подбирается функция, которая имеет минимальную дисперсию, при этом производится отсев промахов. Для расширенного исследования возможен подбор функции любого порядка по указанию пользователя. Для прогнозирования остаточного ресурса необходимо построить временную характеристику по параметру вибрационного состояния или показателю режима работы имеющему наихудшее значение с точки зрения надежности. Затем Пользователем задается предельное значение выбранного параметра, и программа определит время, при котором это значение будет достигнуто, при условии сохранения закона его изменения (рис. 6). 
Рис. 6. График изменения во времени общего уровня виброскорости
подшипника компрессорного агрегата 4VRM200, а также определения времени работы до достижения
критического значения Разработанный пакет программ дает возможность автоматизировать трудоемкость процесса обработки, анализа и оценки данных вибрационного обследования машин в соответствии с требованиями ДСТУ 3161, ДСТУ 3162, ДСТУ 3163 и ДСТУ 2826. Полученные данные позволяют с помощью диагностических словарей и специальных регрессионных зависимостей определить перечень вероятных неисправностей и дефектов составных частей машин, прогнозировать их остаточный ресурс и оптимизировать режим работы. Условные обозначения основных частот возбуждаемых подшипниками качения
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ваши
отзывы и предложения ждем по адресу: