設備商--電機健康在線監測

項目背景

電機是當前應用最廣的供電設備和驅動裝置。從電能的生產看，當前幾乎所有的電能幾乎全由同步發電機產生；從電能的消耗看，世界電能的70%以上都是由各種電動機消耗掉。世界上絕大多數設備運轉都是由各種電動機驅動完成。在各行各業和日常生活中，電機無所不在，任何產業部門都離不開電機。

正是由于電機的重要性，一旦電機發生故障，將會造成產線停工，設備停機甚至重大生產事故等嚴重后果。目前電動設備大多仍采用計劃檢修體制，存在著嚴重缺陷，如維修不足或者維修過剩、盲目維修等。
電機的常見故障包括：轉子不對中、轉子籠條斷裂、定子偏心、定子線圈故障等。電機在線監測系統通過在線監測電機的相關運行參數（如電壓、電流、溫度、振動、磁場、噪聲、局部放電等），并采用適當的算法評估電機當前的運行狀態。該技術可以向現場運維人員提供必要的故障診斷信息，使傳統的事后維修轉變為預測性維修，以合理組織檢修和備件，避免意外停機等惡性事故的發生，同時降低維保費用，提升管理效率。

電機設備智能化運維給設備原廠帶來的好處有：

①遠程診斷故障，提升售后效率；

②產品差異化賣點，提升銷量；

③生命周期管理，提升原廠配件銷量；

④平臺權限管理，降低經銷商管理成本；

⑤大數據為設備改良提供客觀依據。

客戶需求

電機設備原廠能夠在設備出廠時，都配套溫度振動復合傳感器，能夠檢測設備運行狀態，并且提前預判電機故障，減少終端客戶非計劃停機帶來的損失。

系統主要功能需求：

①遠程監控：遠程查看、監測電機運行狀態、運動參數；

②預警、報警：電機設備遠程故障預警、報警；

③遠程故障診斷 ：可通過遠程診斷、解決電機出現的問題，快速維修且降低維護成；

④配件管理：確保原廠配件的銷售，并有效保障設備安全穩定的運行；

⑤生命周期管理 ：電機生命周期，制定有效的維保計劃，為設備的長期可靠運行提供技術支持；

⑥位置追蹤 ：空壓機位置追蹤，確保壓縮機運行項目中的財產安全，并方便維修時調度維修人員及時提供服務。

電機配置說明

典型電機參數如下（SIMOTIC 0CV3310A）：

額定功率=110kW

電源=380V/50Hz

機座號=315s

額定轉速=2982rpm

電機極數=2極

重量=790kg

                                 電機設備圖


                        電機設備工作原理圖

方案介紹

遠程運維組網圖

                                                         系統方案圖

通過傳感器采集設備的振動溫度數據，以有線轉無線方式(LoRa)將數據傳輸至網關，網關以透傳的方式4G接口將數據傳輸至服務器。此架構既能實現本地化數據監測，同時也能實現遠程對數據的監測和診斷。

遠程運維方案特點：

①在線監測：實現對電機全天候振動溫度數據監測；

②無線輸出傳輸：LoRa終端遠距離無線傳輸至網關、網關4G方式傳輸至服務器；

③提供決策依據：ISO10816振動烈度標準、設備故障模型。

硬件配置說明

傳感器

                                            傳感器說明表

此產品主要優勢：

溫升計算，傳感器接觸設備端溫度和后端傳輸端環境溫度對比，可計算出設備溫升情況；

分體式結構，有線采集，無線傳輸，可避免大面積金屬屏蔽障礙物，使得通信距離更遠、更優；

電池集成在傳輸端，采集端體積可最小化，方便現場安裝；后端電池容量最大化，電池使用壽命最大化。

傳感器產品及外形尺寸圖

             采集端外形尺寸圖                                         傳輸端外形尺寸圖

網關

                                               網關說明表

此產品主要優勢：

4G無線方式，可以定位出網關的經度緯度位置，便于設備原廠對電機位置跟蹤，并方便維修時調度維修人員及時提供服務；

LoRa網關，在信號傳輸過程，可以打印信號強度，便于現場安裝施工布置；

網關接收傳感器信號，速率自適應，可以根據現場距離調節傳感器速率，這樣可使得網關組網個數最大化。

                    網關整體圖

軟件功能介紹

大屏展示——通過大屏展示頁面，可以查看當前總體設備及傳感器的運行情況，以及月數據量及月報警記錄的統計。

查看設備運行狀態——點擊統計概覽，查看總體設備運行情況，包括設備的報警狀況、傳感器的報警狀況，以及每個設備的情況。

數據特征值及歷史記錄——傳感器詳情可查看最新的特征值數據以及歷史記錄折線圖，支持下載數據。

報警記錄——點擊報警記錄，可以查看傳感器報警記錄詳情，可以按傳感器名稱，所屬設備，所屬區域搜索查看；可以按報警等級，報警類型篩選查看；可以按處理狀態分類查看。

振動原始波形數據——振動傳感器采集到的振動加速度原始波形，為設備故障診斷分析和科學維修提供原始數據保證。