案例分享|石化行业机泵群状态在线监测

 

01  项目背景

Project background

 

长期以来，石化行业管道泵系统运行的维护，主要是由人工巡回检查，依靠传统的听摸看等简单手段来判断设备运行状态的好坏，凭经验来判断设备故障。而电机和系统的振动变化情况一般很难感觉出来，因此出现各种故障，如注水泵抱轴、伤轴、报废、注水管线破裂等问题，常常处于被动的检修状态。这样，既不能保证故障监测的准确性和检修的及时性，给检修工作带来很多不便和加大压力，也对生产带来严重的安全隐患。

 

客户需求：

①提供一套软硬件一体的在线监测系统，能够代替人工进行状态监测；

②现场总计45台泵，分为三个泵房，全部进行无线数据采集，最小化施工；

③监测泵的温度、振动、电流等参数；

④能够精确反映出机泵系统的运行状态；

⑤能将机泵系统的运行故障及时预警与报警。

图1 机泵群

                    

02 方案介绍

Scheme introduction

 

2.1组网架构

通过传感器采集设备的振动、温度、电流数据，以无线方式将数据传输至网关，网关以透传的方式，利用WAN/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。

图2 组网构架

 

2.2硬件介绍

2.2.1 LoRa传输温振复合智能传感器
 

图3 传感器现场安装图

 

VB40是一款LoRa远距离传输、大容量电池供电、具有端计算功能和数字化输出的3轴智能振动温度倾角复合数采终端。本产品作为物联网传感器节点，主要用于旋转类设备的在线网络化监控、振动分析和健康诊断。工业级设计，适应潮湿、粉尘、高温、强干扰的恶劣工业现场，以高性价比的优势，取代传统的模拟输出量传感器加数据采集卡系统，用于设备监测的智能化改造和升级市场。

测量项目	传感器输出参数	量程
振动特征值测量	3轴加速度峰值	0.01~156.80m/s2（±16g）
	3轴速度有效值（振动烈度）	0.01~199.99mm/s
	3轴位移峰峰值	0.01~19.99mm（≤20Hz）
	3轴振动频率	≤1000Hz
振动波形测量	3轴加速度时域	6600Hz，240ms
倾角测量	安装面3轴向倾角数据	-90°~﹢90°
温度测量	安装接触面表面温度	-40～125℃
电压监测	电池电压	<3V需要更换电池

2.2.2 LoRa智能三相电流传感器

图4 三相无线电流传感器

 

Geniitek-GCS40分体式LoRa智能三相电流传感器是一款LoRa远距离传输、同时测量三相电流、具有端计算功能和数字化输出的大功率交流电流监测的智能无线电流传感器，具备电流检测和温度检测功能。内置智能电流分析算法，将采集到的电流模拟信号转换为数字信号输出；具有220VAC供电和锂亚电池供电两个版本；采用低功耗算法，实现电池供电长期工作；锂亚电池供电时，采用高能量锂亚电池供电，可在特征值传输频率每小时1次的情况下连续工作长达1年以上；外壳采用高强度工程塑料，适应高温强振的恶劣工业现场。

测量项目	传感器输出参数	量程
三相电流测量	三相电流值	10A 50A 250A 500A 1200A（AC）可选
温度测量	环境温度	-40～125℃
电压监测	电池电压	<3V需要更换电池

    2.2.3 数采基站

图5 数采基站安装图

 

NGWL基站产品采用直流电源供电，支持8路物理RX信道和1路TX信道，RX信道接收灵敏度高至-142dBm，发射功率高达27dBm，可以根据应用场景的需要，配置不同的无线发射功率、信道频点等参数，支持全双工，内置高性能腔体双工器，单天线接口，标配高增益玻璃钢天线。NGWL产品支持IP67防水，工业级温度范围，安装部署非常方便，其广覆盖的特性使其极具系统成本优势，是区域物联网应用的不二选择。

序号	技术指标	描述	备注
1	供电电源	12-24VDC
2	供电方式	外接直流电源	防水接头或POE
3	整机功率	2W
4	工作环境	温度:-45℃~+ 85℃
5		湿度：≤95%RH
6	外观体积	212.6×212.6×55 mm
7	产品重量	2.5KG
8	参数配置	通过串口工具配置
9	无线通信	1个N-Female物联网天线接口
10		接收频率：470-480MHz可配
11		发射频率：500-510MHz可配
12		信道带宽：125KHz
13		发射功率: 最大27dBm
14		实测通信距离最大18公里	可视距离
15	基站维护	上电自检，故障自动告警

2.3客户价值

①实时运行监视——长距离高传输速率方案使电厂的实时监测成为可能，并提供数据保存和回放功能，可通过数据回放追溯某一时段的设备实际状态。

②趋势分析——通过对以往采集的历史数据的调用查询和分析，为故障判断提供大数据支撑，对今后的装置技术改造提供正确、科学、合理的依据。

③监测点分类处理——针对不同设备以及不同部位，进行合理的数据采集密度。

④设备状态监测——综合展示设备整体运转情况，包含运行设备数量、停机设备数量、故障设备数量、在修设备数量、待修设备数量。

⑤事件与报警——对监测数据进行分析处理，越限自动报警提示，及时发现故障，采取预防措施。

⑥多层级用户管理——对用户进行分层级管理，每个层级设置相应管理员，管理员可实现本层级相应管理模块的调整及下一层级的管理员设定功能。

⑦移动远程应用——在Android移动设备上进行操作、显示。实现消息推送、常用功能操作、重要数据查询等功能。

2.4竞争优势

①产品种类丰富，适用场景多样。针对行业的机泵群，以及主机组配备不同的传感器及系统，满足不同数据、传输、分析和应用需求。

②协议开放，升级简便。传感器的嵌入式程序和算法可进行无线远程升级。

③部署方便，费用低。相对于传统的有线振动传监测系统无线的部署成本减少90%以上；废弃了传统振动监测系统的数据转换模块，硬件成本也大幅度降低。

④规模化生产，批量出货。传感器采用模块化设计，自主封装、生产、组装测试厂，规模化生产稳定低价。

 

03 公司简介

Company  profile

 

苏州捷杰传感技术有限公司（苏州捷研芯子公司）是一家工业互联网领域的高新技术企业，自主设计研发、生产和销售软硬件一体的智能传感器，提供数据采集+传输+处理+上云+诊断分析，成套软硬件产品和系统解决方案。

拥有多传感器融合算法、超低功耗远距离无线传输、边缘（端）计算与数字化输出、微能能量采集等关键技术，主要产品为无线智能3轴温振智能传感器、手持式无线智能点检仪、高可靠户外基站、工业捷联APP、IEM-cloud云诊断平台等。