状态监测
一：基本知识
1）
旋转机械状态监测
所谓旋转机械状态监测，系指用各种仪器和仪表，对反映旋转机械运行状态参数进行测量和监视，从而了解其运行状态，保证安全运转提高设备的科学管理水平，目前，采用常规仪表固定安装，长期监测的状态参数，主要有：轴的经向振动值，轴向位移值，机器的转速，轴承温度等
2）
旋转机械状态监测系统的组成
常规仪表状态监测系统一般由固定安装在转轴附近的传感器（探头），前置器和状态监视仪三部分组成。
计算机状态监视系统一般由状态监视仪系统，数据处理器，计算机及外设三部分组成。
3）
状态监测中采用的传感器
状态监测中采用的传感器分为接触传感器和非接触传感器两种。接触式传感器有速度传感器，加速度传感器，温度传感器等。其特点是传感器直接和被测物体接触，非接触传感器不直接和被测物体接触，因此可以固定安装。直接监测转动部件的运行状态，其种类很多。最常用的是永磁式趋近传感器和电涡流式趋近传感器。电涡流式趋近传感器测量范围宽，抗干扰能力强，不受介质影响，结构简单，得到了广泛的应用。
4．传感器测量原理。
1)
永磁式趋近传感器：
永磁式趋近传感器一般用于压缩机组的速度检测，它是利用了电磁感应的原理，如图所示：传感器是一磁铁上绕有线圈的部件，当齿轮旋转时，根据电磁感应理论变化的磁场产生变化的电场，在线圈两端就有和齿轮个数相关的频率的交流电势输出，通过外接仪表的检测和计数，就可以检测压缩机的转速。
2）电涡流式趋近传感器
电涡流式趋近传感器由平绕在固体支架上的铂金丝线圈构成，用不锈钢壳体和耐腐蚀材料将其封装，再引出同轴电缆和前置放大器相连接，根据麦克斯韦电磁场理论，趋近传感器线圈中通入高频电流（一般1MHZ~2MHZ）线圈周围会产生高频磁场，该磁场穿过靠近它的转轴金属表面时，会在其中感应产生一个电涡流，根据楞次定律，这个变化的电涡流又会在它周产生一个电涡流磁场，其方向和原线圈磁场的方向刚好相反，这两个磁场相叠加，将改变原线圈的阻抗。 前置器原理简图
线圈阻抗的变化既与电涡流效应有关，又与静磁学效应有关，如果磁导率激励电流强度、频率等参数恒定不变，则可把阻抗看成是探头顶部到金属表面间隙的单值函数，即二者之间成比例关系。
采用前置放大器里面的测量变换电路，将阻抗的变化测出，并转换成电压式电流输出，再用二次表显示出来，即可以反应间隙的变化。
如图所示：前置器输出的电压VA是正比于间隙V的电压，它可分为二部份，一部分为直流电压Vdc对应于平均间隙（或初始间隙）da一为交流电压Vac对应于振动间隙da4。
电涡流探头在安装时，要注意平均间隙的选取，要求平均间隙加上振动间隙，亦即总间隙应处在线性范围内，否则，在非线性段的灵敏度变化将带来测量上的误差和波形
失真，一般来说，平均间隙选在线性段的中点，这样，在平均间隙两边容许有最大的动态振幅。
5. 振动监测和轴向拉移监测的基本原理
电涡流探头信号输出
根据电涡流传感器其间隙和输出电压的对应关系，我们可以
作出其系统响应特性。如图所示，它是电涡流传感器十分重要的
号
特性，从特性曲线可知，测输出电压就可知探头与轴体之间的间
信
隙，这是静态的情况，当机器在运转时，轴相对于轴承壳必然会
出
有振动，即探头与被测表面的距离随时都在变化，间隙在一定范
输
围内随时间变化，其相应的电压输出也会随时间变化，间隙变化
间隙
及电压输出都接近于一正弦波，其峰-峰值电压，可表示轴振动的
峰-峰值振幅，正弦波的平均电压则代表探头与被测轴表面之间的平均间隙，所以可以认为前置器输出电压由两部分组成，一个是交流成分Vac代表轴相对于轴承壳振幅，一个是直流成分Vdc，代表轴在振动时与探头的平均相对位置，亦即轴在轴承中的平均位置，如图所示：直流分量X相当于信号的算术平均值，交流分量S是振动位移的瞬时直，径向振动监视仪主要是将其交流分量的峰之进行放大，并输出到表头进行指示，以反映机器径向振动状况。
轴向位移监视仪主要是将其直流分量进行放大，输出表头进行指示，反映机器轴向位置情况。
6.电涡流探头的安装
电涡流探头的安装一般采用电气测隙法，即将探头延伸电缆，前置器接好并送电，用数字万用表观察前置器输出电压，计算确定探头和被测表面的间隙，这种方法不受探头安装位置限制，安装精度比较高。

1）径向探头的安装
径向探头的安装一般采用电气测隙法，其安装调试步骤如下：
a.先找到相应的前置器和延伸电缆，检查相互连接情况并送电，用数字万用表直流电压档（20VDC）接到前置器信号输出和公共端子上。
b.检查探头安装孔，丝口应无损伤，无异物，将探头旋进相应的螺丝孔中，待旋进一定深度后，将探头和延伸电缆连接上，并注意观察万用表电压。
c.继续旋探头，一直到数字万用表上直流电压读数合适为止。（探头特性曲线中点）
d.上紧背帽，固定紧探头，（此时再观察间隙电压值确信未变）连接好电缆接头，并做好绝缘包扎。
1）
轴向位移探头的安装
轴位移探头一般也采用电气测隙法，但需要机械检修人员配合方能准确安装。

a.在机组检修完成但尚未装联轴节时，由机修人员把轴撬到零位参考位置，（一端工作面）并提供轴窜量。
b.按径向振动探头安装步骤和注意事项将探头安装到预定位置P（指示窜量的一半）
c.由机械检修人员将轴接到两端的尽头，分别看监视仪所指示的上下行窜量是否和机械检修人员用千分表测得的窜量一致，若不一致，可以机械、仪表方面找原因。
d.当监视仪指示和机械千分表测得的窜量一致，其误差在允许范围内时，参照振动探头所述 安装步骤固定好探头和电缆。
2）
键相探头的安装
当在轴上作一个标记，让探头前置器系统在轴转动时，每转感测产生一个脉冲信号，该信号即称键相信号，它在状态监测中作为转速计数信号，相角分折的参考点及计算机系统的采样控制信号。
键向探头的安装方法和注意事项基本和径向振动探头一致，需要注意的是：键相槽开槽和探头安装孔时要对准；键相探头必须错开键相槽（盘车错开）安装，不得对准键相槽或对着键相槽的一部分安装。
7.轴系监测仪表在我厂的应用情况：


我厂在各炼油生产装置大量应用了美国本特利·内华达公司的轴系监测仪表，包括7200系列、3300系列，到现在最先进的带编程和通讯功能的3500系列，积累了丰富的应用经验。



联锁保护
紧急停车系统ESD（Emergency
Shut
Down），也称安全联锁系统SIS（Safety
Interlocking
System），是对炼油化工生产装置和大型机组可能发生的危险或不采取措施将继续恶化的状态进行响应和保护，使生产装置和大型机组按照规定的条件或程序退出运行工况。从而降低装置恶性事故发生的概率，减少计划外停车，避免重大人身伤害，重大设备损坏及重大经济损失的事故发生。因此，在炼油化工生产装置和大型机组中设置紧急停车联锁系统是必要的，在确保生产装置和大型机组安全运行起了重要的作用。
一.紧急停车联锁系统的组成:
1.
从硬件上可分为检测单元、逻辑运算单元和执行单元。

检测单元是由现场开关,控制盘开关,按钮,选择开关组成。逻辑运算单元是建立输入输出关系的继电器触点电路和可编程序控制器的程序。执行单元包括驱动装置，电磁阀，电动机起动器，指示灯等。
2.
停车联锁系统设置原则。
应遵循以下原则：独立设置原则、冗余或容错原则、故障安全型原则和中间环节最少原则。
2.1独立设置原则
紧急停车联锁系统应独立于过程控制系统，以降低控制功能和安全功能同时失效的概率，使紧急停车联锁系统不依附于过程控制系统就能独立完成自动保护联锁的安全功能。
2.2冗余或容错原则
冗余包括检测单元、逻辑运算单元、执行单元和 紧急停车联锁系统与过程控制系统之间的通讯。
2.2.1检测单元的冗余
在炼油化工装置中，以下部位的检测单元采用3取2设置或2取2设置。并对信号异常进行报警。
1)
大型机组的润滑油压力低低开关；
2)
大型机组的超速开关；