在线巡检系统
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第一章 系统背景  
       在自动化程度较高的企业,都已安装了DCS控制系统,对现场设备数据进行实时采集并对生产过程进行集中控制。此外,为确保设备不间断可靠运行,除了DCS系统实时监控外,还需要由专业巡检人员每天定时到现场对现场设备进行设备巡查,确保设备可靠运行。为规范巡检管理和确保巡检质量,智能巡检系统为巡检管理提供了必要的辅助管理手段。随着企业自动化和信息化管理水平的不断提高,管理者就设备管理向智能化、便捷化提出更高要求。
   巡检管理需求
   1) 对于连续运转设备异常监控,温度和振动异常一般可以反映出设备早期异常,对关键设置安装温振传感器来对设备进行监测,实现缺陷提前 预警;
   2) 对于巡检中一些位置偏僻或危险区域,可以安装无线传感器来减少人工出入造成的风险,降低人工巡检强度;同时也提高自动巡检质量和水平。
   3) 对于一些需要密切关注的重点设备,通过安装无线传感器自动高频率的监控设备运行情况,数据超限后可及时向管理人员进行报警提示;
   4) 对DCS系统无法监控的重要位置或者设备改造出现的监控盲点,通过增加合适的无线传感器,实现自动采集监控,弥补监控盲点;
   5) 随着近年来物联网技术发展及大量低功耗设备的应用,采用一套低成本、快速部署、免布线安装方式的自动采集系统解决工业现场的数据采集和监视成为可能。
第二章 传统解决方案
      工业现场数据采集一般通过DCS项目改造在现场设备增加变送器和定义系统标签点来增加现场设备数据采集功能;但由于工业现场环境复杂,任何一个小的改造都可能牵涉到项目改造,从前期调研,设备选型、项目立项、到最后项目实施,整个过程周期长、实施成本高。
第三章 无线定时监视系统
      随着物联网技术的发展,越来越多的企业在项目改造中采用无线传感器和无线网关定时采集现场数据实现生产监视和预警管理。在工业现场中,各种旋转类设备缺陷可通过对温度和振动监测来判断是否异常或出现故障。因此,在关键设备安装一个无线温度振动传感器一体设备同时采集该位置的温度、振动数据,在后台软件可设置超限报警,还可以对振动进行频谱分析等。该平台提供手机移动管理,管理人员在手机随时了解关键设备的运行情况,并对报警做出及时处置。
      系统实施给客户带来极大便利,如一些特殊位置如高空或危险区域,通过安装无线传感器自动采集数据,避免人工频繁检测,降低工作风险。另外传感器比人工采集频率更高,更准确,相比人工定期巡检还可提高巡检质量。另外对一些临时需要重点关注设备可以随时安装一个无线传感器,可以设置的设置任意采集频率定时采集设备运行数据,多个分散的传感器和无线网关进行大范围联网,并通过网关中的4G物联网卡将数据上传到云平台。当数据超限立即向指定人员发出报警提示。管理人员可以对后台数据进行趋势分析,频谱分析,及时分析判断出设备故障点,及时采集预防措施,将设备故障降低到最小限度。
      此外,由于整套系统采用无线通信,系统实施简单,无需复杂的现场布线,设备在出厂前就完成软硬件参数设置,客户无需进行复杂现场设置和调试,只需将无线传感器通过磁吸、胶粘、螺丝固定等灵活的方式放置到对应位置即可开始工作。
3.1 无线网络示意图
3.2 智能无线温振传感器(型号:WZ-10)
       WZ-10是一款远距离通讯、大容量电池供电、小型智能LoRa无线振动温度传感器。采用锂亚电池供电,外壳采用高强度合金和工程塑料,适应高温强振的恶劣工业现场,方便工业场合大面积组网及在线监测。
   本产品作为物联网传感器节点,主要用于工业设备的振动分析、网络化监控和设备健康诊断。如监测电机、风机、泵、压缩机、汽轮机、发动机等设备的不平衡、不对中、碰摩和松动等故障。 产品多项关键参数可根据客户应用场景定制修改,包括:频谱分析算法、检测频率和无线通讯频率等。
      客户使用简便,计算在传感器端完成,数字化输出、性价比高,取代传统的压电类模拟输出量传感器,适合于设备状态检测的智能化改造和升级项目。广泛用于电机、风机、空压机、离心机压缩机、水泵、减速机等旋转机械设备进行振动安全和温升安全的在线监测。

3.3 无线测温采集器(型号CW-30)

       CW-30无线温度采集器是一款适配PT100传感器而设计的Lora无线发射装置,采用433MHZ FSK射频通讯技术,具有高精度、宽量程、低功耗、易扩展、无线传输距离远等优点,非常适合旋转设备、分散多路测温应用场景。
       CW-30-LI和CW30-LE耗、精度、量程、使用方法均一样,主要区别在于CW-30-LI采用内置天线,防水特性更佳;而CW30-LE采用外置天线,传输距离更远,但外置天线采用螺纹旋拧固定,若长期在运动状态下会容易松动,甚至脱落将直接影响无线通讯距离,所以在旋转、移动设备上建议选用CW-30-LI。
       主要用于超低温冰箱、电机轴承、变压器、烤箱、烘道等,构建无线多路在线测温系统的核心价值在于免布线、随处装、易维护,取代传统人工测温方式;既降低了安装成本、线缆成本,又提高了采集、分析温度的效率,为科学实验、工业生产提供技术保障。
3.4 Lora无线网关(型号:NGLR-02

        LORA工业网关是为满足区域低功耗物联网应用而设计开发的一款户外工业级网关产品。网关多达8个物理接收信道和一个发射信道,支持全双工通信,支持数据透明传输,可以通过配置软件对设备进行灵活配置。
       LORA工业网关符合标准的 LoRaWAN 协议,适用于符合标准 LoRaWAN 的终端和 Network Server。机身全铝壳设计,整体采用航空级铝合金材料,IP67 级防水等级,防水防尘密封设计,整个基站网关具备非常高的可靠性,可以很方便的在户外或者复杂环境下进行布网。
       该产品已广泛应用于物联网产业链中的 M2M 行业,如智能电网、智能交通、工业自动化、智能建筑、消防、公共安装、环境监测、气象、数字化医疗、农业、林业、水务、煤矿、石化等领域。
第四章 工业云平台
       该平台部署在云服务器,功能包括监测对象的添加、传感器定义、采集频率、休眠时间、报警等级等设置,可以对各设备传感器的温度、振动、电压历史采集记录查询、导出和分析,包括对各种振动加速度、速度的时域图和频谱图进行分析。


(系统主页)


(设备及对应传感器信息)

(温震传感器信息)

(波形分析)

(报警记录)