设备商--电机健康在线监测

项目背景

电机是当前应用最广的供电设备和驱动装置。从电能的生产看，当前几乎所有的电能几乎全由同步发电机产生；从电能的消耗看，世界电能的70%以上都是由各种电动机消耗掉。世界上绝大多数设备运转都是由各种电动机驱动完成。在各行各业和日常生活中，电机无所不在，任何产业部门都离不开电机。

正是由于电机的重要性，一旦电机发生故障，将会造成产线停工，设备停机甚至重大生产事故等严重后果。目前电动设备大多仍采用计划检修体制，存在着严重缺陷，如维修不足或者维修过剩、盲目维修等。
电机的常见故障包括：转子不对中、转子笼条断裂、定子偏心、定子线圈故障等。电机在线监测系统通过在线监测电机的相关运行参数（如电压、电流、温度、振动、磁场、噪声、局部放电等），并采用适当的算法评估电机当前的运行状态。该技术可以向现场运维人员提供必要的故障诊断信息，使传统的事后维修转变为预测性维修，以合理组织检修和备件，避免意外停机等恶性事故的发生，同时降低维保费用，提升管理效率。

电机设备智能化运维给设备原厂带来的好处有：

①远程诊断故障，提升售后效率；

②产品差异化卖点，提升销量；

③生命周期管理，提升原厂配件销量；

④平台权限管理，降低经销商管理成本；

⑤大数据为设备改良提供客观依据。

客户需求

电机设备原厂能够在设备出厂时，都配套温度振动复合传感器，能够检测设备运行状态，并且提前预判电机故障，减少终端客户非计划停机带来的损失。

系统主要功能需求：

①远程监控：远程查看、监测电机运行状态、运动参数；

②预警、报警：电机设备远程故障预警、报警；

③远程故障诊断 ：可通过远程诊断、解决电机出现的问题，快速维修且降低维护成；

④配件管理：确保原厂配件的销售，并有效保障设备安全稳定的运行；

⑤生命周期管理 ：电机生命周期，制定有效的维保计划，为设备的长期可靠运行提供技术支持；

⑥位置追踪 ：空压机位置追踪，确保压缩机运行项目中的财产安全，并方便维修时调度维修人员及时提供服务。

电机配置说明

典型电机参数如下（SIMOTIC 0CV3310A）：

额定功率=110kW

电源=380V/50Hz

机座号=315s

额定转速=2982rpm

电机极数=2极

重量=790kg

                                 电机设备图


                        电机设备工作原理图

方案介绍

远程运维组网图

                                                         系统方案图

通过传感器采集设备的振动温度数据，以有线转无线方式(LoRa)将数据传输至网关，网关以透传的方式4G接口将数据传输至服务器。此架构既能实现本地化数据监测，同时也能实现远程对数据的监测和诊断。

远程运维方案特点：

①在线监测：实现对电机全天候振动温度数据监测；

②无线输出传输：LoRa终端远距离无线传输至网关、网关4G方式传输至服务器；

③提供决策依据：ISO10816振动烈度标准、设备故障模型。

硬件配置说明

传感器

                                            传感器说明表

此产品主要优势：

温升计算，传感器接触设备端温度和后端传输端环境温度对比，可计算出设备温升情况；

分体式结构，有线采集，无线传输，可避免大面积金属屏蔽障碍物，使得通信距离更远、更优；

电池集成在传输端，采集端体积可最小化，方便现场安装；后端电池容量最大化，电池使用寿命最大化。

传感器产品及外形尺寸图

             采集端外形尺寸图                                         传输端外形尺寸图

网关

                                               网关说明表

此产品主要优势：

4G无线方式，可以定位出网关的经度纬度位置，便于设备原厂对电机位置跟踪，并方便维修时调度维修人员及时提供服务；

LoRa网关，在信号传输过程，可以打印信号强度，便于现场安装施工布置；

网关接收传感器信号，速率自适应，可以根据现场距离调节传感器速率，这样可使得网关组网个数最大化。

                    网关整体图

软件功能介绍

大屏展示——通过大屏展示页面，可以查看当前总体设备及传感器的运行情况，以及月数据量及月报警记录的统计。

查看设备运行状态——点击统计概览，查看总体设备运行情况，包括设备的报警状况、传感器的报警状况，以及每个设备的情况。

数据特征值及历史记录——传感器详情可查看最新的特征值数据以及历史记录折线图，支持下载数据。

报警记录——点击报警记录，可以查看传感器报警记录详情，可以按传感器名称，所属设备，所属区域搜索查看；可以按报警等级，报警类型筛选查看；可以按处理状态分类查看。

振动原始波形数据——振动传感器采集到的振动加速度原始波形，为设备故障诊断分析和科学维修提供原始数据保证。