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振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在船舶輔機(jī)設(shè)備的應(yīng)用
發(fā)布時(shí)間:2021-11-23 08:53:51

船舶輔機(jī)設(shè)備運(yùn)行工況為短時(shí)大功率、連續(xù)啟停或連續(xù)高速運(yùn)行等,變工況和輔機(jī)設(shè)備所處的復(fù)雜工作環(huán)境共同加快了設(shè)備磨損,且自身產(chǎn)生并疊加船體振動(dòng),易導(dǎo)致設(shè)備故障。如不及時(shí)排除隱患,將造成輔機(jī)設(shè)備不可逆的損壞,增加設(shè)備額外的維修費(fèi)用。

1、系統(tǒng)功能要求

為滿足未來(lái)船舶的發(fā)展需求,結(jié)合中國(guó)船級(jí)社《智能船舶規(guī)范》(2020),設(shè)計(jì)了振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)輔機(jī)振動(dòng)狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),并將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)進(jìn)數(shù)據(jù)庫(kù),以解決傳統(tǒng)檢測(cè)方式耗時(shí)且無(wú)法第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)故障的問(wèn)題。具體功能包括:

(1)實(shí)時(shí)振動(dòng)數(shù)據(jù)查詢: 對(duì)于所有被監(jiān)測(cè)的輔機(jī)設(shè)備,能夠在上位機(jī)端實(shí)時(shí)顯示其振動(dòng)頻譜與振動(dòng)烈度評(píng)級(jí)。

(2)振動(dòng)異常報(bào)警: 當(dāng)輔機(jī)設(shè)備出現(xiàn)振動(dòng)異常情況,提示報(bào)警,并存儲(chǔ)報(bào)警信息。

(3)歷史數(shù)據(jù)查詢: 能夠查詢特定時(shí)間段的歷史數(shù)據(jù)。

(4)手動(dòng)存儲(chǔ): 針對(duì)特定振動(dòng)狀況能夠手動(dòng)存儲(chǔ)當(dāng)前的振動(dòng)數(shù)據(jù)。

(5)定時(shí)存儲(chǔ): 能夠定時(shí)存儲(chǔ)所有監(jiān)測(cè)輔機(jī)設(shè)備的振動(dòng)數(shù)據(jù)。

2、系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

整個(gè)系統(tǒng)由振動(dòng)傳感器模塊、數(shù)據(jù)采集服務(wù)器和上位機(jī)3個(gè)部分組成。振動(dòng)傳感器模塊包括加速度傳感器、主控單元和通訊模塊。加速度傳感器采用微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)加速度傳感器,通過(guò)主控單元將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理、加窗、快速傅里葉變換后傳輸?shù)綌?shù)據(jù)采集服務(wù)器,再由數(shù)據(jù)采集服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)到上位機(jī)。其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖見(jiàn)圖1。

振動(dòng)圖1.png

振動(dòng)傳感器模塊主要由MEMS傳感器、MCU模塊和通訊模塊共同組成。MEMS振動(dòng)傳感器具有低功耗、輕質(zhì)量、高靈敏度、低噪聲值的特點(diǎn),能夠較好地采集輔機(jī)設(shè)備的振動(dòng)信息。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用ADIS16227型號(hào)的加速度傳感器。該傳感器最大檢測(cè)加速度為70g,最大采樣頻率為100.2kHz。MCU模塊采用STM32F103低功耗ARM微處理器,通過(guò)SPI接口與傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。

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